PLC课设编程实例：红绿灯控制系统

引言

在自动化控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用的工业自动化设备。本篇博客将介绍如何使用PLC编程创建一个简单而实用的红绿灯控制系统。通过这个实例，你将了解PLC编程的基本概念和在实际应用中的运用。

注释:这里我使用的是一种不常用的方法（FB块和SCL语言），梯形图的方法在其他的文章里也有介绍，关注我的其他文章。

主要是梯形图编程的红绿灯过于简单和重复，不容易通过老师的审核；这里采用了新的方法，也方便理解其他的编程，方便资深梯形图的编程者学习新技术，以便工作转型

1. 什么是PLC？

PLC是一种专门设计用于工业自动化和控制系统的电子设备。它通过可编程的方式，根据输入信号的状态来控制输出设备的行为，从而实现对工业过程的精确控制。

2. 编写一个红绿灯控制系统

2.1 编程准备

在开始编写PLC程序之前，我们需要准备以下环境：

• 博途软件
• 能力要求：（需要基本了解博途或者其他编程软件，不然可能难上手）
• 注意：目前主流的PLC编程用的软件有以下几个：1、西门子TIA Portal；2、西门子step7；3、三菱GX works。作者只是使用博途V18版本的

                                                    图1 博途V18的编程环境

2.2 红绿灯控制系统设计

我们的目标是创建一个交替显示红绿灯的系统，即绿灯亮3S，黄灯亮3S,红灯亮3S，如此反复。

2.3 PLC编程

在PLC编程中，我们使用类似于 ladder diagram（梯形图）的图形语言。以下是一个简单的PLC程序块，用于实现红绿灯的交替控制：

                                                         图2 FB块

在图1中的添加新块中添加FB块；

                                                       图3 添加需要的块

双击新增的块，如下图

                                                     图4 块的变量命名

先定义变量;

input :输入变量：开关

output:输出变量：绿、黄、红

static:内部变量：A、B、C（A是绿灯标志、B是黄灯标志、C是红灯标志）

编程：PLC中的SCL语言与C语言逻辑类似，学过C语言容易上手

首先用IF语句（可以点击上方的快捷栏的IF）

    IF #开关 THEN
        ;
    END_IF;
 

                                                图5 IF语句

如果开关为真；执行空指令。在IF这里面编写红绿灯的程序。

(将开关的值赋给#A;)

 #A := #开关;

定时器，IN := #A是启动开关；  PT := T#3S是定时3S后，定时器的输入由0变成1

"T1".TON(IN := #A,
                 PT := T#3S);

下面的程序是指开关为1时，定时器启动，再用IF语句判断定时器的输出Q:   "T1".Q   是真的话，说明已经过去了3S； #绿 := 1;让绿灯亮；

#B := 1;   是让下一个定时器的开关启动

  #A := false;是将定时器T1的开关复位；

#红 := 0;是将红灯复位
       

 #A := #开关;
        "T1".TON(IN := #A,
                 PT := T#3S);
        IF "T1".Q THEN
            #绿 := 1;
            #B := 1;       
            #A := false;
            #红 := 0;
        END_IF;

由于执行上述程序，令#B等于1；

定时器T2启动

3S后让黄灯亮，绿灯灭，让下一个的定时器T3启动，复位#B；

这样就实现绿灯亮3S后熄灭，黄灯亮

"T2".TON(IN := #B,
                 PT := T#3S);
        IF "T2".Q THEN
            #黄 := 1;
            #C := 1；
            #B := false;
            #绿 := 0;
        END_IF;

同理，下面程序实现黄灯亮3S后熄灭，红灯灯亮；

 "T3".TON(IN := #C,
                 PT := T#3S);
        IF "T3".Q THEN
            #红 := 1;
            #A := 1;
            RESET_TIMER(TIMER := "T1"); //复位
            #C := false;
            #黄 := 0;
        END_IF;

RESET_TIMER(TIMER := "T1"); //复位

注意：复位程序是因为，定时器T1的启动开关读取的是input :输入变量：开关。这是一直是1的；所以需要一个复位程序函数将T1强制复位，这样就可以反复的循环运行了；

这是所有的程序内容

    
    IF #开关 THEN
        #A := #开关;
        "T1".TON(IN := #A,
                 PT := T#3S);
        IF "T1".Q THEN
            #绿 := 1;
            #B := 1;
           
            #A := false;
            #红 := 0;
        END_IF;
        "T2".TON(IN := #B,
                 PT := T#3S);
        IF "T2".Q THEN
            #黄 := 1;
            #C := 1;
            
            #B := false;
            #绿 := 0;
        END_IF;
        "T3".TON(IN := #C,
                 PT := T#3S);
        IF "T3".Q THEN
            #红 := 1;
            #A := 1;
            RESET_TIMER(TIMER := "T1"); //复位
            #C := false;
            #黄 := 0;
        END_IF;
    END_IF;

    
    

3. 调试和运行

在PLC编程完成后，我们需要将程序下载到PLC控制器中，并进行调试。但是需要注意的是，新建的块需要你选中后拖动到程序中，才会在主程序中（Main）中出现；编译后下载；

开关的值设为1；

通过监视输入和输出信号的状态，我们可以确保程序按预期运行。

注意：这个程序虽然实行了红绿灯的功能，但是有一个小BUG哦！大家可以尝试修改一下；

当然可以！下面是一篇关于PLC编程的博客，主题是编写一个红绿灯的例子。

结论

通过这个简单的红绿灯控制系统实例，我们学到了如何使用PLC编程实现一个基本的工业控制应用。PLC编程是工业自动化中的重要一环，掌握这项技能将使你能够参与更复杂的自动化系统的设计和开发。

希望这篇博客对你理解PLC编程有所帮助。如果你有任何问题或需要进一步的解释，请随时留言。

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