实训项目：十字路口交通指挥信号灯优化方案

1.实验目的

1）通过实训，加深STEP7软件的操作熟练程度。

2）通过实训，掌握STEP7的编程方法和编程语言。

3）通过实训，了解PLC自动控制系统的基本结构及其硬件连接模式。

2.实验原理

十字路口的交通指挥信号等布置如图4-18所示。

（1）控制要求

1）信号灯系统由一个起动开关控制，当起动开关接通时，该信号灯系统开始工作，当起动开关关断时，所有信号灯都熄灭。

2）南北绿灯和东西绿灯不能同时亮。如果同时亮应关闭信号灯系统，并立刻报警。

3）南北红灯亮维持30s。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持25s。到25s时，东西绿灯闪亮，闪亮3s后熄灭，此时，东西黄灯亮，并维持2s。到2s时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

4）东西红灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s，然后闪亮3s后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2s后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

5）以上南北、东西信号灯周而复始地交替工作状态，指挥着十字路口的交通，其时序图如图4-19所示。

图4-18 十字路口的交通指挥信号布置图

图4-19 十字路口信号灯时序图

（2）PLC数字量模块接线示意图 图4-20是示意图，故将DI模块和DO模块的接线绘制在同一张图上，实际接线时要分别连接输入模块和输出模块的端子。

图4-20 十字路口信号灯PLC数字量模块接线图

（3）元件地址列表 PLC元件地址列表见表4-3。

表4-3 项目3中PLC元件地址列表

（4）参考梯形图程序 十字路口信号灯梯形图程序见图4-21。

图4-21 十字路口信号灯梯形图程序(www.xing528.com)

图4-21 十字路口信号灯梯形图程序（续）

3.实验设备

项目3实验设备见表4-4。

表4-4 项目3实验设备

4.实验内容

1）确认电源在关闭的状态，然后按照PLC接线示意图连接好实验设备，并按照十字路口信号灯的布置图排列LED灯。

2）在上位机STEP7软件中编写交通信号灯控制程序，可以参考上面的梯形图程序，也可以自行开发。

3）利用PLCSIM软件仿真PLC运行，实时调试程序，观察程序的运行状态是否符合要求。

4）连接S7-300PLC与上位机CP5611卡的通信电缆，打开电源，下载程序。

5）将S7-300PLC切换到“RUN”，按下起动按钮，观察信号灯的运行情况；如果有问题，则切换PLC到“STOP”，进行调试、修改。

6）实训结束，关闭电源开关、仔细拆除电缆和设备，保持设备的完好。

5.思考题

1）如果要改变信号灯的点亮时长，如何更改？

2）参考程序中的移位方块指令的作用是什么？

3）说明定时器指令的工作原理，并绘制其工作时序图。

4）试着完成下面的练习：

用PLC对8台曝气泵实现控制，其具体要求如下：

8台曝气泵起停的时序为第1台起动→第2台起动→第3起动→…→第8台起动，时间间隔为5s，全部8台泵起动后，保持运行10s；再反过来从8→7→…→1顺序停止。全部8台泵停止后，间隔2s，再从第8台泵开始起动，顺序起动7→6→…→1，时间间隔为5s，保持运行20s，再从1→2→…→8顺序停止。全部8台泵停止后，间隔2s，再从头开始运行，周而复始。

参考梯形图程序如图4-22所示。

图4-22 参考梯形图程序