STEP 7中交通灯控制的结构化编程

    完成某项控制任务时，要根据控制任务的规模和要求，选择合理的编程方法和程序结构。现代PLC控制系统都比较复杂，控制系统的程序如果单纯采用线性化编程方法来实现，程序庞大、复杂、可维护性差。通过对PLC的线性化程序进行结构化设计，使一个复杂的线性化程序分解为各个简单的程序结构，从而使复杂的问题简单化。这种方法也使组织多人同时完成复杂控制系统项目成为可能。下面通过两个实际控制系统的结构化程序设计的例子，进一步体会结构化编程方法的好处。    1．任务描述    这是一个非常简单的控制任务，在一个无人值守的有4个行车方向的车道上，分别用红灯、黄灯和绿灯指挥车的运行状态，同时在人行道上用红灯和绿灯表示允许或禁止行人通过车道。交通信号灯有两种运行方式，可以通过选择开关选择白天或者夜间两种运行方式。白天运行方式的时序图，如图6-18所示。
    图6-18    交通灯运行方式时序图    交通信号灯夜间的运行方式为：只有黄灯以0.5Hz的时钟频率闪烁，其他灯灭。    2．编程元件地址分配    表6-4给出了输入／输出继电器地址分配。    表6-4    输入／输出继电器地址分配
    3．交通灯控制程序结构设计    (1)控制程序结构分解    根据交通灯控制任务要求，该系统的控制程序可分解为以下几个模块：白天车行道控制模块、白天人行道控制模块、夜间控制模块、模式切换模块。    1)白天车行道控制模块：根据白天运行方式的时序图，控制两个行车方向的车道上的红灯、绿灯、黄灯。    2)白天人行道控制模块：根据白天运行方式的时序图，控制两个行车方向的人行道上的红灯、绿灯。    3)夜间控制模块：只有黄灯以0.5Hz的时钟频率闪烁，其他灯灭。    4)模式切换模块：根据时间完成白天／夜间模式的切换。    (2)控制程序总体结构    控制程序总体结构如图6-19所示。    (3)模块接口设计    1)白天车行道控制模块( FC2)的设计，见表6-5。程序处理流程如图6-20所示。
    图6-19    交通灯控制程序结构图
    图6-20    FC2程序处理流程图    表6-5    FC2输入变量、输出变量、中间变量及其绝对地址表
    2)白天人行道控制模块( FC3)的设计，见表6-6。程序处理流程设计如图6-21所示。    表6-6    FC3输入变量、输出变量、中间变量及其绝对地址表

    图6-21    FC3程序处理流程图    3)夜间控制模块(FC4)的设计，见表6-7。程序处理流程设计如图6-22所示。    表6-7    FC4输入变量、输出变量、中间变量及其绝对地址表
    4)模式切换模块( FCl)设计。FC1程序处理流程如图6-23所示。
    图6-22     FC4程序处理流程图
    图6-23     FC1程序处理流程图    (4)各模块例程    1)白天车行道控制例程。    白天车行道控制例程接口及其调用( FC2)代码如下：
    白天车行道控制例程梯形图代码( FC2)如下：



    2)白天人行道控制例程。    白天人行道控制例程接口及其调用(FC3)：
    白天人行道控制例程LAD代码(FC3)：
    3)夜间控制例程。    夜间控制例程接口及其调用(FC4)：
    夜间控制例程代码(FC4)：
    4)模式切换例程。    模式切换例程接口及其调用(FC1)：
    模式切换例程代码(FC1)：