课 时 教 案
单位： 授课教师：
课程 PLC系统设计与调试 第 周第 课时 年 月 日 课题 项目四 交通信号灯控制系统设计与调试 授课班级 知识目标 1．掌握PLC中计数器指令、比较指令的的格式与功能； 2．掌握在程序中使用内部辅助寄存器来辅助实现控制功能的方法 1．在团队协作中正确分析、协作解决PLC控制系统设计、编程、调试等教学目标 能力目标 实际问题； 2．能够完成交通灯PLC控制工程项目的设计和调试。 3．具备通过听课、查阅资料、上网搜索、观察及其它渠道收集信息的能力。 1．通过交通灯控制进一步强调遵守社会公德的良好品质； 素质目标 2.具备企业需要的基本职业道德和素质； 3．具备主动学习的能力、心态和行动 S7-200PLC的计数器指令及比较指令格式及应用 交通灯控制过程 重点 难点 交通灯时序图的绘制 授课 方法 综合法（演示、讲练穿插、巡回指导） 课型 新授课 教具 实验 PLC实验箱、电脑、投影等
【组织教学】 【导入新课】 一、项目要求 演示请用PLC实现交通信号灯控制要求。 讲控制要求如下：合上空气开关QF后，PLC控制系统进入准备工作状态。 解 1．自动运行控制，将手动/自动旋转开关旋转到自动位置。按下起动按钮SB0，交通信号灯运 行工作；按下停止按钮SB1，信号灯运行停止。信号灯一个工作周期时序如下： PPT 路口某方向绿灯显示（另一方向亮红灯）20s后，黄灯以占空比为50%的2s周期（1s脉冲宽度）图片闪烁3次（此时另一方向仍亮红灯），然后变为红灯（此时另一方向绿灯亮20s，黄灯闪烁），如此循展示 环工作。 2．手动运行控制，将手动/自动旋转开关旋转到手动位置。信号灯工作过程如下： 按下按钮SB2，南北红灯、东西绿灯亮，表示东西方向强行通行；按下SB1，南北红灯、东西 绿灯同时灭。按下按钮SB3，南北绿灯、东西红灯亮，表示南北方向强行通行；按下SB1，南北绿 灯、东西红灯同时灭。 巡回 指图3-4-1 交通信号灯控制示意图（动画见课件） 导 二、项目分析 手动/自动开关旋转到自动位置时，手动运行按钮不起作用；同样，手动/自动开关旋转到手动位 置时，自动控制的启动按钮不起作用。 练交通信号灯的自动循环控制，是按照时间顺序周期工作，时序分析是编制程序的基本依据。 习巩固
教学内容及过程
图3-4-2 交通信号灯控制时序图 三、项目实施 步骤一 确定I/O点总数及地址分配 表3-4-1 交通信号灯控制I/O地址分配表 输入信号 1 2 3 4 5 6 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 起动按钮 SB0 停止按钮 SB1 转换开关自动位置SA_1 转换开关手动位置SA_2 东西绿灯南北红灯控制按钮SB2 东西红灯南北绿灯控制按钮SB3 1 2 3 4 5 6 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 输出信号 东西红灯HL0 东西黄灯HL1 东西绿灯HL2 南北红灯HL3 南北黄灯HL 南北绿灯HL5 讨论交流 讲练穿插 步骤二 PLC选型 根据控制系统的要求，考虑到系统的扩展（如增加左转弯）和功能，选用一台晶体管输出结构的CPU224（输入14、输出10）小型PLC作为交通灯的控制核心。 步骤三 控制电路设计 参照PLC的I/O分配表，结合系统的电气要求，设计信号灯采用直流24V电源供电，并且负载电流很小，可由PLC输出接点直接驱动，交通灯PLC控制电气接线如图3-4-3所示。 图3-4-3 交通信号灯控制接线图 步骤四 程序设计
相关知识 1.计数器指令 S7-200系列PLC提供三种计数器：加计数器、减计数器和加减计数器。 表3-4-2 计数器指令 计数器类型 梯形图 语句表 功能 加计数器(CTU)的复位端R断开且脉冲加计数器(CTU) CTU C×××, PV 输入端CU检测到输入信号正跳变时当前值加1，直到达到PV端设定值时，计数器位变为ON。 减计数器(CTD)的装载输入端LD断开且减计数器(CTD) CTD C×××, PV 脉冲输入端CD检测到输入信号正跳变时当前值从PV端的设定值开始减1，变为0时，计数器位变为ON。 加减计数器(CTUD)的复位端R断开且加加减计数器(CTUD) 输入端CU检测到输入信号正跳变时当CTUD C×××, PV 前值加1，当减输入端CD检测到输入信号正跳变时当前值减1，当前值大于等于PV端设定值时，计数器位变为ON。 说明： （1）三种计数器号的范围都是0～255，设定值PV端的取值范围都是1～32767； （2）不能重复使用同一个计数器的线圈编号，即每个计数器的线圈编号只能使用1次。 （3）可以使用复位指令对加计数器进行复位； （4）减计数器的装载输入端LD为ON时，计数器位被复位，设定值被装入当前值；对于加计数器与加减计数器，当复位输入（R）为ON或执行复位指令时，计数器被复位； （5）对于加减计数器，其当前值达到最大值32767时，下一个CU的正跳变将使当前值变为最小值－32768，反之亦然。 分析以下程序及其时序图，有助于帮你更好的理解计数器指令的应用。 ① 加计数器程序与时序图如图3-4-4所示。
图3-4-4加计数器程序与时序图 ② 减计数器程序与时序图如图3-4-5所示。 图3-4-5 减计数器程序与时序图 ③ 加减计数器程序与时序图如图3-4-6所示。 图3-4-6 加减计数器程序与时序图
PLC电子教案 - 模块三项目4
