CPM2A PLC在人行横道交通灯控制的顺序控制应用实

    本文以人行横道交通灯控制为例，利用三种编程方式来实现人行横道交通灯控制的顺序控制。

    1．功能要求

    人行横道交通灯示意图如图13-17所示，按下按钮X0或X1，交通灯将按顺序功能的顺序变化，如图13-18所示。

    图13-17    人行横道交通灯示意图

    图13-18    人行横道交通灯顺序功能图

    2．设计步骤

   PLC运行时，初始化脉冲P_First_cycle将W0至ON，车行道绿灯和人行道红灯亮，禁止行人通过。若行人按人行道按钮X0或X1，系统从初始步W0进入W1和W4，交通灯状态未变，TIM000开始定时，30s后车行道变为黄灯，TIM002定时5s后人行道变为绿灯，30s后人行道绿灯开始闪烁，在步W6时绿灯暗，在步W7时绿灯亮。闪烁次数用CNT000控制，不到5次时从步W7返回到W6。闪了5次后进入W8，人行道绿灯灭，红灯亮，5s后返回初始状态。

   CNT000的设定值等于循环次数5。当W7变为活动步时，W7的常开触点由断开变为通，使CNT000的设定值加1。

    每次执行完循环的最后一步W7后，TIM005为ON。如果循环执行步W6和步W7次数不等于CNT000的设定值，CNT000的常闭触点闭合，转换条件满足，系统返回步W6。在最后一次循环后，CNT000常开触点接通，TIM005的定时时间到时，转换条件·TIM005满足，步W7进入步W8。在循环程序执行前或执行完后，要将CNT000复位，这样才能保证下一次循环时CNT000能起作用，复位操作应放在循环之外。

    图13-18中的步W7之后有一个选择序列的分支，在驱动电路中，有两条指明转换条件（步W7和步W8）和转换目标（·TIM005和CNT000·TIM005）的串联电路，转换条件中的“与”运算是用两个触点的串联电路实现的。这里选用欧姆龙公司的CPM2系列中CPU为CPM2A型的PLC，其I/O点数为30的，能够满足该控制系统的输入输出开关量的要求。下面分别介绍其PLC梯形图的三种顺序控制设计方法。

   (1)使用电动机起停自锁电路的顺序设计法

    起停自锁电路，是在梯形图设计中应用比较广泛的一种电路，它仪使用与触点和线圈相关的指令。这种设计方法用起停自锁电路来控制代表各步的辅助继电器，设计的关键问题是确定起停自锁电路的起动信号和停止信号。控制梯形图如图13-19所示。

    图13-19    使用电动机起停自锁电路的顺序设计法梯形图

   (2)使用置位复位指令的顺序控制设计法

    置位( SET)/复位(RSET)指令是几乎所有型号的PLC都有的基本指令。置位指令可使操作位保持，直到操作位被复位指令复位为止。用此方法编写梯形图时，转换条件对应的转换需要同时满足两个条件，即该转换的前级步是活动步和转换条件满足。在梯形图中，可以用前级步和该转换条件的常开点组成的串联电路来表示。上述电路接通时，两个条件同时满足，此时应完成两个操作，即该转换的后续步变为活动步（用SET指令实现）和将该转换的前级步变为非活动步（用RSET指令实现）。在任何条件下，代表工步的辅助继电器的控制回路都可以利用这一原则来设计，每一个转换对应着一个相应的控制回路，有多少个转换就有多少个相应的电路。这种设计方法特别有规律，在设计复杂的顺序控制梯形图时，既容易掌握，又不容易出错。

    使用这种编程方法时，不能将输出继电器线圈与SET和RSET指令并联，这是由于前级步和转换对应的串联回路的接通时间只有一个扫描周期，转换条件满足后，前级步马上就被复位，该串联回路断开。而输出线圈至少应该在某一步对应的全部时间内被接通，所以应该根据功能图，用代表工步的辅助继电器的常开点或触点并联电路来驱动输出继电器的线圈。控制梯形图如图13-20所示。

   (3)使用步进指令的顺序控制方法

    各生产厂家都为其PLC配备了专用于设计顺序控制梯形图的指令。如欧姆龙公司的SNXT和STEP指令，三菱公司的STL和RET指令等。现以欧姆龙公司的SNXT和STEP指令为例介绍专用指令设计顺序控制程序的方法。

   SNXT为步进设置指令，STEP为步进指令。用顺序功能图编制梯形图时，通常成对使用。SNXT指令置于STEP指令之前，它将指定某一步程序的控制位置ON来运行该步程序。当SNXT之前已存在某一步程序时，它会将这一步程序的控制位置OFF并终止执行该程序，转而置下一步程序的控制位为ON并执行另一程序。STEP指令置于SNXT指令之后而步程序之前，它是定义某一步程序的起点并指定该步程序的控制位。当置于步程序结束的最后一个SNXT指令之后时，表示这一系列步程序块终止，此时STEP指令不带控制位。

    但需要注意的是：

    ·使用SNXT指令时必须有编号。

    ·SNXT和STEP指令配对使用时，步编号应相同。

    ·用步进指令编制的程序中不允许出现JMP、IL指令，也不允许有子程序定义指令等。

    使用步进指令的顺序控制方法控制梯形图如图13-21所示。

    图13-20    使用置位复位指令的顺序控制设计法梯形图

    图13-21    使用步进指令的顺序控制方法梯形图

    通过上述实例的编程与分析，总结出以上三种顺序控制设计方法具有如下特点：

    ·使用起停自锁电路编程时，只需用少数几条基本指令，对于任何顺序控制的梯形图，都

    可以用此方法进行设计，是一种通用的方法。

    ·使用置位复位指令编程时，梯形图看起来简洁、清晰。根据由顺序功能图编制梯形图的

    规则，置位复位这对指令能够做到与转换实现有着严格的对应关系。这样在复杂的梯形

    图编程时十分有用且不易出错，使用置位复位指令和步进指令编程的关键是对“分支”

    与“合并”的处理方式上。

    ·使用步进指令编程时，编制的梯形图与顺序功能图的对应关系最准确。每一步相关的动

    作命令就列在该步的后面，步与步的转换，转换条件的作用都非常明确地画在梯形图上。

    —般来说，使用PLC提供的专门的顺序控制指令进行编程的方式简单易行，使用方便，编制的程序较短，应优先采用。对于没有专门顺序控制指令的PLC，可以采用其他几种编程方式。