基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)

1、棗莊職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)姓 名 系 部 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 2011 年 5 月摘要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注，人、車(chē)、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)檢測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控的重要組成部分。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好城市高速道路，緩解交通擁擠情況，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門(mén)急需解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)的交通燈控制一般采用電子線路和繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，故障率高，較難實(shí)現(xiàn)功能

2、的變換。而可編程控制器（PLC）以微處理器為核心，恰恰可以克服這些缺點(diǎn)，而且使用靈活方便。特別是由PLC實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、可方便的設(shè)置定時(shí)時(shí)間，編程容易、功能擴(kuò)展方便、修改靈活等，并且有完善的自診斷和顯示功能，維修工作極為簡(jiǎn)單。采用PLC控制交通信號(hào)燈，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性。同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可對(duì)目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號(hào)燈進(jìn)行精確控制，特別是方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)多岔路口的控制。由于PLC本身具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號(hào)燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，課縮

3、短車(chē)輛通行等候時(shí)間。實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。關(guān)鍵詞 可編程控制系統(tǒng) 交通燈 PLC目錄第一章 PLC的概況31.1 PLC的產(chǎn)生31.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)31.3 PLC的基本工作原理4第二章 認(rèn)識(shí)、了解S7-200系列PLC62.1 S7-200系列PLC的概述62.2 S7-200系列CPU224型PLC的結(jié)構(gòu)7第三章 STEP 7編程軟件介紹83.1 STEP 7概述83.2 STEP 7的安裝8第四章 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)104.1 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)概述104.2 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟104.3 PLC設(shè)計(jì)常用的方法11第五章 基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)135.1 十字路口

4、交通燈控制實(shí)際概況135.2結(jié)合十字路口交通燈的路況畫(huà)出模擬圖135.3 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖145.4 可變控制器I/O分配表145.5 程序梯形圖及其語(yǔ)言表155.6 PLC的外部接線圖185.7 程序調(diào)試195.8 難點(diǎn)分析195.9收獲與體會(huì)20致 謝21參考文獻(xiàn)22基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)第一章 PLC的概況1.1 PLC的產(chǎn)生 1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺(tái)PLC，當(dāng)時(shí)又叫可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）目的是用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。隨著半導(dǎo)體技術(shù)尤其是微處理器和微

5、型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，到70年代中期以后，特別是進(jìn)入80年代以來(lái)，PLC已經(jīng)廣泛地使用16位甚至32位微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，使LC的概念、設(shè)計(jì)、性能價(jià)格比以及應(yīng)用方面都有了新的突破。這時(shí)的PLC已經(jīng)不僅僅是邏輯判斷功能，還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)通信功能，所以稱(chēng)為可編程序控制器更為合適，簡(jiǎn)稱(chēng)PC，但為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱(chēng)PC相區(qū)別，一般一般仍將它簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC。1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為： a、電源 PLC的電源

6、在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去 b. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指

7、令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 c、存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶程序存儲(chǔ)器。 d、輸入輸出接口電路 1、現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 2、現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)

8、據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 e、功能模塊 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊 f、通信模塊 如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等1.3 PLC的基本工作原理 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸

9、出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定

10、的特殊功能指令。 即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過(guò)程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過(guò)程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。 (三) 輸出刷新階段 當(dāng)

11、掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。PLC的工作實(shí)物圖如下：第二章 認(rèn)識(shí)、了解S7-200系列PLC2.1 S7-200系列PLC的概述 西門(mén)子S7系列PLC分為S7-400、S7-300和S7-200三個(gè)系列，分別為S7系列中的大、中、小型PLC系統(tǒng)，S7-200系列PLC具有以下特點(diǎn)：1） 集成的24V電源?？梢灾苯咏拥絺鞲衅骱妥兯蛨?zhí)行器上。2） 高速脈沖輸出。具有2路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20KHz，用于控制進(jìn)進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)定位

12、任務(wù)。3） 通信口。CPU221.CPU222,CPU224有一個(gè)通信口，CPU226,CPU226XM有兩個(gè)。4） 模擬電位器。CPU221/222有一個(gè)模擬電位器，CPU224/226/226XM有兩個(gè)。模擬電位器用來(lái)改變特殊寄存器中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時(shí)參數(shù)。5） 中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。6） EEPROM存儲(chǔ)模塊?？勺鳛樾薷呐c修復(fù)程序的快速工具，無(wú)需編程器，并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。7） 電池模塊。用戶數(shù)據(jù)可以通過(guò)內(nèi)部的超級(jí)電容存儲(chǔ)大約5天。8） 不同的設(shè)備類(lèi)型。CPU221CPU226各有2種類(lèi)型的CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。9） 高速計(jì)數(shù)器。

13、CPU221/222有4個(gè)30KHz高速計(jì)數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個(gè)30KHz的告訴計(jì)數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快的脈沖信號(hào)。2.2 S7-200系列CPU224型PLC的結(jié)構(gòu)S7-200 PLC的外形 CPU224型PLC的外形如上圖所示，其輸入、輸出、CPU、電源模塊均裝在一個(gè)基本單元的機(jī)殼內(nèi)，是典型的整體式結(jié)構(gòu)；底部端子蓋下是輸入量的接線端子和為傳感器提供的24v直流電源端子；頂部端子蓋下是輸出端子和外部給CPU的供電電源接線端子；基本單元前蓋下有工作模式選擇開(kāi)關(guān)、電位器和擴(kuò)展I/O連接器。下面是其接線端子：CPU224型PLC的接線端子第三章 STEP 7編程軟

14、件介紹3.1 STEP 7概述 STEP 7編程軟件用于西門(mén)子系列工控產(chǎn)品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinAC,是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具，是SIMATIC工業(yè)軟件的重要組成部分。 STEP 7具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通訊組態(tài)、編程、測(cè)試、啟動(dòng)和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷功能等。STEP 7的所有功能均有大量的在線幫助，用鼠標(biāo)打開(kāi)或選中某一對(duì)象，按F1可以得到該對(duì)象的在線幫助。 在STEP 7中，用項(xiàng)目來(lái)管理一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件和軟件。STEP 7用SIMATIC管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，它可以方便地瀏覽SIMATIC S7、M7、C7和WinAC的

15、數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)STEP 7各種功能所需的SIMATIC軟件工具都集成在STEP 7中。 STEP 7的硬件接口 PC/MPI適配器用于連接安裝了STEP 7的計(jì)算機(jī)的RS-232C接口和PLC的MPI接口。計(jì)算機(jī)一側(cè)的通信速率為19.2kbit/s或38.4kbit/s，PLC一側(cè)的通信速率為19.2kbit/s1.5Mbit/s。除了PC適配器，還需要一根標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C通信電纜。3.2 STEP 7的安裝 STEP 7編程軟件用于西門(mén)子系列工控產(chǎn)品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinAC,是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具，是SIMATIC工業(yè)軟件的重要組成部分。 S

16、TEP 7具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通訊組態(tài)、編程、測(cè)試、啟動(dòng)和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷功能等。STEP 7的所有功能均有大量的在線幫助，用鼠標(biāo)打開(kāi)或選中某一對(duì)象，按F1可以得到該對(duì)象的在線幫助。 在STEP 7中，用項(xiàng)目來(lái)管理一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件和軟件。STEP 7用SIMATIC管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，它可以方便地瀏覽SIMATIC S7、M7、C7和WinAC的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)STEP 7各種功能所需的SIMATIC軟件工具都集成在STEP 7中。 STEP 7的硬件接口 PC/MPI適配器用于連接安裝了STEP 7的計(jì)算機(jī)的RS-232C接口和PLC的MPI接口。計(jì)算機(jī)一側(cè)的通信

17、速率為19.2kbit/s或38.4kbit/s，PLC一側(cè)的通信速率為19.2kbit/s1.5Mbit/s。除了PC適配器，還需要一根標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C通信電纜。第四章 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)概述 在了解了PLC的基本工作原理、軟件的安裝及應(yīng)用和指令系統(tǒng)之后，可以結(jié)合實(shí)際進(jìn)行PLC的設(shè)計(jì)。PLC的設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩部分，其原則如下：1） 充分發(fā)揮PLC的控制功能，最大限度地滿足被控制的生產(chǎn)機(jī)械或控制要求。2） 在滿足控制要求的情況下，力求使控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、維修方便。3） 保證控制系統(tǒng)安全可靠。4） 在選用PLC時(shí)，在I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量上要適當(dāng)留有余地。

18、5） 程序結(jié)構(gòu)清楚，可讀性強(qiáng)，程序簡(jiǎn)短，占用內(nèi)存少，掃描周期短。4.2 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟 1）工藝分析。深入了解控制對(duì)象的工藝過(guò)程、工作特點(diǎn)、控制要求，并劃分控制的各個(gè)階段，歸納各個(gè)階段的特點(diǎn)和其之間的轉(zhuǎn)換條件，畫(huà)出空盒子流程圖和功能流程圖。 2）選擇合適的PLC類(lèi)型。在選擇PLC機(jī)型時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： A 功能的選擇。對(duì)于小型的PLC主要考慮I/O的擴(kuò)展模塊、A/D及D/A模塊及指令功能。 B I/O點(diǎn)數(shù)的確定。統(tǒng)計(jì)被控制的開(kāi)關(guān)量、模擬量的I/O點(diǎn)數(shù)，并考慮以后的擴(kuò)充。 C內(nèi)存的估計(jì)。用戶程序所需的內(nèi)存量主要和系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、程序結(jié)構(gòu)長(zhǎng)短等因素有關(guān)。一般可按下式估算

19、：內(nèi)存容量=開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)*10+開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)*8+模擬通道數(shù)*100+定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量*2+通信接口數(shù)*300+備用量。3）分配I/O點(diǎn)。分配PLC的輸入/輸出點(diǎn)、編寫(xiě)輸入/輸出分配表或畫(huà)出輸入/輸出端子的接線圖，接著就可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。4）程序設(shè)計(jì)。對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫(huà)出控制流程圖或功能流程圖，然后設(shè)計(jì)成梯形圖，再根據(jù)梯形圖編寫(xiě)語(yǔ)句表程序清單，對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試和修改，直到滿足控制要求為止。5）控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。設(shè)計(jì)控制柜及操作臺(tái)的電器布置圖及安裝接線圖、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)及各部分的電器互鎖圖、根據(jù)圖樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)接線，并檢查。6)應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試。如果

20、控制系統(tǒng)有幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先做局部調(diào)試再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制系統(tǒng)程序的步序較多，則可先進(jìn)行分段然后再進(jìn)行連接調(diào)試。7）編制技術(shù)文件。技術(shù)文件應(yīng)包括：PLC的外部接線圖等電器圖樣，電器布置圖，電器元件明細(xì)表，順序功能圖，帶注釋的圖形圖和說(shuō)明。4.3 PLC設(shè)計(jì)常用的方法 PLC程序設(shè)計(jì)常用的方法主要有：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形法、順序控制設(shè)計(jì)法。（1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法即在一個(gè)典型的控制電路程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控制對(duì)象的具體要求，進(jìn)行選擇組合并多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖，有時(shí)需鄭家一些輔助點(diǎn)和中間編程環(huán)節(jié)才能達(dá)到預(yù)定的控制要求。主要用于較為簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì)。（2）繼電器控制電路

21、轉(zhuǎn)換為梯形圖法 繼電器控制器控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用，已經(jīng)有一套完成系統(tǒng)要求的控制功能并進(jìn)過(guò)驗(yàn)證控制電路圖，而PLC控制否認(rèn)梯形圖和繼電器控制電路圖很相似，因此可以直接將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的繼電器控制電路圖轉(zhuǎn)換為梯形圖。步驟如下： A 熟悉現(xiàn)有的繼電器控制線路。 B 對(duì)照I/O端子接線圖，將繼電器電路圖上的被控文件換成接線圖上對(duì)應(yīng)的 輸出點(diǎn)的編號(hào)，將電路圖上的輸入裝置觸點(diǎn)都換成對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的編號(hào)。 C 將繼電器電路圖中中間繼電器、定時(shí)器用PLC輔助繼電器、定時(shí)器代替。 D 畫(huà)出全部梯形圖，并于簡(jiǎn)化和修改。 這種方法對(duì)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)是可行的，但對(duì)較復(fù)雜的控制就不適用了。 （3）順序控制設(shè)計(jì)法 根據(jù)功能流程圖

22、以步為核心，從起始步開(kāi)始一步一步地設(shè)計(jì)下去，直至完成。此法的關(guān)鍵是畫(huà)出功能流程圖。首先將控制對(duì)象的工作過(guò)程按輸出狀態(tài)的變化分為若干步，并指出工步之間的轉(zhuǎn)換條件和每個(gè)工步的控制對(duì)象。這種工藝流程圖集中了工作的全部信息。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，可以用中間繼電器M來(lái)記憶工步，一步一步地順序進(jìn)行，也可以用順序控制指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。 這種設(shè)計(jì)方法比較復(fù)雜，但是可以適合任何復(fù)雜的PLC設(shè)計(jì)。而本文接下來(lái)的基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)也是通過(guò)本種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第五章 基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1 十字路口交通燈控制實(shí)際概況 通過(guò)對(duì)十字路口交通燈的實(shí)際考察，其實(shí)際控制概況如下1信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)

23、接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始正常工作，且先南北紅燈亮，后東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈熄滅。2南北紅燈維持25秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2秒，到2秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮；同時(shí)南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。3東西紅燈亮維持30秒，南北綠燈亮維持25秒，然后閃亮3秒熄滅；同時(shí)南北黃燈亮維持2秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。上述信號(hào)燈周而復(fù)始5.2結(jié)合十字路口交通燈的路況畫(huà)出模擬圖圖2 交通燈平面圖5.3 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖根據(jù)十字路口交通燈控制的實(shí)際概況繪制了紅、黃、綠燈的

24、時(shí)序圖。十字路口交通燈時(shí)序圖5.4 可變控制器I/O分配表輸入單元輸入地址輸出單元輸出地址開(kāi)啟按鈕SB1I0.0南北綠燈F0Q0.0停止按鈕SB2I0.1南北黃燈F1Q0.1南北紅燈F2Q0.2東西綠燈F3Q0.3東西黃燈F4QO.4東西紅燈F5QO.55.5 程序梯形圖及其語(yǔ)言表東西紅燈工作延時(shí)東西綠燈工作延時(shí)東西黃燈工作延時(shí)南北綠燈閃爍延時(shí)南北紅燈工作東西綠燈閃爍東西綠燈工作東西黃燈工作TIM 0004TIM 0000#0250TIM 0000TIM 0004#0250TIM 0006#0200TIM 0007#0030TIM 0000TIM 0005#0020TIM 0001#0250T

25、IM 0002#0030TIM 0006TIM 0007TIM 0000TIM 0001TIM 0003#0020TIM 0002TIM 0000TIM 0000TIM 0006TIM 0006TIM 0007TIM 0008TIM 0008#0005TIM 0007TIM 0005TIM 0001TIM 0001TIM 0002TIM 0008TIM 0003TIM 0002TIM 0009#0005TIM 0009TIM 0008啟動(dòng)/停止按鈕南北紅燈工作延時(shí)東西綠燈閃爍延時(shí)南北綠燈工作延時(shí)南北黃燈工作延時(shí)東西紅燈工作南北綠燈閃爍南北綠燈工作南北黃燈工作事故報(bào)警END(001)梯形圖如下語(yǔ)

26、言表： 步序 指令 注解0 LD 0.001 OR 200.002 AND-NOT 0.01 3 OUT 200.00 啟動(dòng)停止 4 LD-NOT 10.035 AND 200.006 AND-NOT TIM0047 OUT TIM0008 #0250 南北紅燈工作延時(shí)9 LD TIM00010 OUT TIM00411 #0250 東西紅燈工作延時(shí)12 LD-NOT 10.0313 AND 200.0014 AND-NOT TIM00015 OUT TIM00616 #0200 東西綠燈工作延時(shí)17 LD TIM00618 OUT TIM00719 #0030 東西綠燈閃爍延時(shí)20 LD T

27、IM00721 OUT TIM00522 #0020 東西黃燈工作延時(shí)23 LD TIM00024 OUT TIM00125 #0200 南北綠燈工作延時(shí)26 LD TIM00127 OUT TIM00228 #0030 南北綠燈閃爍延時(shí)29 LD TIM00230 OUT TIM00331 #0020 南北黃燈工作延時(shí)32 LD-NOT 10.0333 AND-NOT TIM00034 AND 200.0035 OUT 10.02 南北紅燈工作36 LD TIM00037 OUT 10.06 東西紅燈工作38 LD TIM00639 AND-NOT TIM00740 AND TIM00841

28、 LD 10.0242 AND-NOT TIM00643 OR-LD44 OUT 10.04 東西綠燈工作及閃爍45 LD TIM00746 AND-NOT TIM00547 OUT 10.05 東西黃燈工作48 LD TIM00149 AND-NOT TIM00250 AND TIM00851 LD 10.0652 AND-NOT TIM00153 OR-LD54 OUT 10.00 南北綠燈工作及閃爍55 LD TIM00256 AND-NOT TIM00357 OUT 10.01 南北黃燈工作58 LD 200.0059 AND-NOT TIM00960 OUT TIM008 振蕩電路6

29、1 #000562 LD TIM00863 OUT TIM009 振蕩電路64 #000565 LD 10.0066 AND 10.0467 OUT 10.03 事故報(bào)警68 END5.6 PLC的外部接線圖 根據(jù)可控控制器的I/O分配表以及程序梯形圖繪制出PLC的外部接線圖如下：十字路口交通燈的PLC外部接線圖5.7 程序調(diào)試 1）檢查程序，編譯無(wú)誤后，運(yùn)行程序，依次按梯形圖中程序的順序按下各按鈕并記錄觀察到得現(xiàn)象?？词欠穹峡刂埔?。 2）建立狀態(tài)圖表，在重復(fù)上述操作，觀察移位狀態(tài)位的變化，并記錄。十字路口交通燈模擬控制調(diào)試記錄（表）按下SB1南北燈紅燈亮30s，紅燈滅，綠燈亮，持續(xù)25s

30、后閃3s后紅燈亮。然后依次循環(huán)。東西燈綠燈亮25s后閃3s，然后綠燈滅黃燈亮2s，黃燈滅紅燈亮持續(xù)30s。依次循環(huán)。按下SB2南北燈全熄滅東西燈全熄滅注：此表是符合控制要求的調(diào)試記錄。5.8 難點(diǎn)分析 本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1）車(chē)流量的變化。由于現(xiàn)實(shí)中的車(chē)流量是隨時(shí)間變化而不斷變化的，所以實(shí)際的十字路口交通燈控制系統(tǒng)是一種智能的控制系統(tǒng) 2）STEP7軟件。由于本人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原因，STEP7軟件無(wú)法正常安裝，導(dǎo)致程序中的梯形圖和語(yǔ)句表的制作受到了很大的阻礙。 3）設(shè)備設(shè)施。設(shè)備設(shè)施不夠完備，導(dǎo)致個(gè)別的智能模擬無(wú)法進(jìn)行操作。 4）資料收集不充分。5.9收獲與體會(huì)原以為畢業(yè)論文僅是

31、學(xué)業(yè)的最后一項(xiàng)任務(wù)和作業(yè)，經(jīng)過(guò)了這次寫(xiě)作之后才知道，畢業(yè)論文的寫(xiě)作也是一個(gè)重要的學(xué)習(xí)階段，是一個(gè)綜合運(yùn)用知識(shí)的自學(xué)過(guò)程，是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在PLC的基本原理、PLC應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)?；仡欉@段時(shí)間的論文寫(xiě)作過(guò)稱(chēng)，我感受頗深。這次寫(xiě)作時(shí)對(duì)我所學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的檢查和運(yùn)用，更加深刻的加深了我的理論功底。同時(shí)這個(gè)過(guò)程也是提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，每一個(gè)階段都是一個(gè)挑戰(zhàn)，能夠提出問(wèn)題的本身就是

32、一項(xiàng)很好的學(xué)習(xí)致 謝在我的畢業(yè)論文寫(xiě)作過(guò)程中,特別是在論文的修訂階段,對(duì)霍啟祥老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的相互幫助表示衷心地感謝！祝你們永遠(yuǎn)幸?？鞓?lè)！言傳身教,才讓自己在困頓中不言放棄,在迷茫中毅然前進(jìn).在大學(xué)生活即將話上句號(hào)時(shí),在我們即將告別這個(gè)白衣飄飄的年代的時(shí)刻,告別我們與櫻花相伴的青春歲月時(shí),我內(nèi)心是如此的激動(dòng)不已,如此的依依不舍,在這里我感謝幾年來(lái)培養(yǎng)我的母校,感謝任課老師,感謝所有的愛(ài)我的人和我愛(ài)的人.特別是曲春梅老師曲老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和樂(lè)觀和藹的為師風(fēng)格，讓我們看到了珞珈學(xué)者的風(fēng)范。有了母校濃厚的文化底蘊(yùn)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)氛圍，有了老師們的教誨和指點(diǎn)，我才能在自己的青春舞臺(tái)上激揚(yáng)文字，指點(diǎn)江山，才取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，才能在陽(yáng)光和雨露的滋潤(rùn)下茁壯成長(zhǎng)。最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示感謝。參考文獻(xiàn) 1 西門(mén)子S7-200 PLC應(yīng)用教程 2 S7-200 PLC原理及應(yīng)用 3 S7-200 PLC基