畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PLC交通燈控制器的設(shè)計(jì)

1、分 類(lèi) 號(hào) 密 級(jí)： 冀冀 中中 職職 業(yè)業(yè) 學(xué)學(xué) 院院 畢 業(yè) 論 文 題題 目：目： 交通燈控制器的設(shè)計(jì) 姓 名 邱旭東 學(xué) 號(hào) 系 別 機(jī)電系 專(zhuān) 業(yè) 電氣自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師 米艷 論文提交日期 2011 年 10 月 交通燈控制器的設(shè)計(jì) 摘 要 交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高 道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。因此，本人選擇制作十字路口 交通燈。 傳統(tǒng)的交通燈使用的是繼電器控制，其缺點(diǎn)十分明顯，線路復(fù)雜，維 護(hù)繁瑣，而且穩(wěn)定性差易受外界影響，而選用可編程控制器（plc）就可 以提高效率和穩(wěn)定性，且操作簡(jiǎn)單，易維護(hù)。本設(shè)計(jì)中，由于我的這次設(shè) 計(jì)使用的

2、輸入為兩個(gè)，輸出為六個(gè)，輸入和輸出相對(duì)較少，經(jīng)過(guò)比較，我 設(shè)計(jì)的交通燈可選用 cpu222 的 plc 主機(jī)，其輸入和輸出可滿足本設(shè)計(jì)的 使用要求，而且從經(jīng)濟(jì)角度考慮也是適合的。本次設(shè)計(jì)的利用定時(shí)器分時(shí) 段定時(shí)，設(shè)定了 8 個(gè)定時(shí)網(wǎng)絡(luò)，定時(shí)為 20s,15s,18s,2s,15s,18s,2s，20s 定時(shí)器控制著了燈的亮滅。我相信本設(shè)計(jì)一定能夠滿足當(dāng)前的交通需求。 關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng),交通燈，plc 目目 錄錄 第一章 緒論.1 1.1 背景.1 1.2 設(shè)計(jì)要求 .2 第二章 plc 概述 .3 2.1 plc 的簡(jiǎn)介 .3 2.2 plc 工作原理 .4 2.3 plc 的特點(diǎn) .5 2.

3、4 plc 定時(shí)器指令的介紹 .5 2.5 step 7 microwin v3.2 文件的新建.6 第三章 s7-200 編程軟件 step 7 - micro/win3.2.8 3.1 控制程序 .8 3.2 step7 程序的使用 .9 第四章 程序的設(shè)計(jì).11 4.1 交通燈時(shí)序圖.11 4.2 i/o 分配表與外部接線圖 .12 4.3 plc 主機(jī)的選擇 .13 4.4 本設(shè)計(jì)流程圖 .14 4.5 程序梯形圖 .14 第五章 總結(jié).20 參考文獻(xiàn).21 致謝.22 第一章第一章 緒論緒論 1.11.1 背景背景 隨著社會(huì)的發(fā)展，交通問(wèn)題也變得更嚴(yán)重，這就要求有更好的交通管理系 統(tǒng)

4、 交通信號(hào)燈出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能 力，減少交通事故有明顯效果。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)控指 揮中最重要的部分。 目前我國(guó)是全球最大的發(fā)展中國(guó)家，生活中各個(gè)方面都在飛快的發(fā)展，人 們的生活發(fā)生巨大的變化，隨著城市機(jī)動(dòng)車(chē)輛的不斷增加，許多大城市如北京、 上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，因此，自 80 年代后期，這些城市 紛紛修建城市高速公路，在城市高速公路建設(shè)完成初期，它們也曾有效的改善 了交通情況。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路的系統(tǒng)控制和研 究，高速道路沒(méi)

5、有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路子在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)， 也決定了城市高速道路的交通情況必然受高速道路普通路耦合出交通狀況的制 約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高 速道路，緩解主干道與匝道，城區(qū)與周邊地區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r，越來(lái)越成為交 通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門(mén)亟待解決的主要問(wèn)題。 城市中運(yùn)行的公交車(chē)的增多、私家車(chē)，人們出行不再用步行。交通堵塞， 交通事故增多起來(lái)，我們雖然沒(méi)有辦法阻止事故的發(fā)生，但我們可以有效去防 止其事故發(fā)生，這就對(duì)我們的交通燈控制系統(tǒng)提出很大的要求，要求可靠性較 高，抗拒周?chē)娮釉O(shè)備的干擾能力強(qiáng)，編輯程序要簡(jiǎn)單，程序直觀，對(duì)紅綠燈 的控制能力

6、要強(qiáng)，還要易于安裝，易于平時(shí)的維護(hù)，所以要有一套具有極強(qiáng)能 力的控制系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。 1.2 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求 設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈定時(shí)控制系統(tǒng)： 1.支干交替通行，主干道每次放行 20 秒，支干道每次放行 15 秒。 2.綠燈亮表示可以通行，紅燈亮表示禁止通行。 3.每次綠燈變紅燈時(shí)，黃燈先亮 5 秒（此時(shí)另一干道上的紅燈不變） 。 4.字路口要有數(shù)字顯示，作為時(shí)間提示，以便人們更直觀地把握時(shí)間。具體要 求主、支干通行時(shí)間及黃燈亮的時(shí)間均以秒為單位作減計(jì)數(shù)。 第二章第二章 plcplc 概述概述 2.12.1 plcplc 的的簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 本論文運(yùn)用可編程成控制器（plc）來(lái)制作一套具有能力強(qiáng)可

7、靠的交通燈控制器系 統(tǒng)。早期的可編程控制器稱(chēng)作可編程邏輯控制器 (programmable logic controller,plc)，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種 采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù) 的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此， 今天這種裝置稱(chēng)作可編程控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)pc。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī) (personal computer)的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)plc,plc 自 1966 年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（ dec）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)，日本，德國(guó)的可編程序控制器 質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大 plc 工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中 中起著十分重要的作用。 如工業(yè)

8、中運(yùn)用 plc 將大大家少及其對(duì)人工的需求和工作量，減少對(duì)資源的浪費(fèi)，及日常維 護(hù)中的維修，不需要迫使生產(chǎn)線停工去需找故障，從而在最短的時(shí)間里需找出故障 以便維修，使得工廠減少損失。但plc 需要一個(gè)穩(wěn)定的、可靠的電源， 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。 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 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)

9、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 。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 。 plc 是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可 以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算 術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械 或生產(chǎn)過(guò)程。plc 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工

10、業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易 于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 2.22.2 plcplc 工作原理工作原理 循環(huán)掃描的特點(diǎn) 1、輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)的，在程序執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)周期內(nèi)輸入 映像寄存器的值保持不變，cpu 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的 值來(lái)控制程序的執(zhí)行。 2、掃描周期周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。 3、對(duì)同一個(gè)輸出單元的多次使用、修改次序會(huì)造成不同的執(zhí)行結(jié)果。 4、各個(gè)電路和不同掃描階段會(huì)造成輸入和輸出延遲，這是 plc 的主要缺點(diǎn)。 在讀輸入階段，cpu 對(duì)各個(gè)輸入端子進(jìn)行掃描，通過(guò)輸入電路將各輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖 入映象寄存器中。

11、緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段，cpu 按照先左后右、先上后下的順序 對(duì)每條指令進(jìn)行掃描，根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序， 同時(shí)將執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入輸出映象寄存器。 plc 中的存儲(chǔ)器 plc 中的存儲(chǔ)器按用途分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器以及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 1、用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)根據(jù)控制要求而編制的用戶應(yīng)用程序。 2、用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱(chēng)為工作數(shù)據(jù)區(qū)。 3、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中存放的是廠家根據(jù)其選用的 plc 的指令的系統(tǒng)編寫(xiě)的系統(tǒng)程 序，它決定了 plc 的功能，用戶不能更改其內(nèi)容。 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，當(dāng) p

12、lc 投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程以般分為三個(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 。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 。 2.32.3 plcplc 的特點(diǎn)的特點(diǎn) plc 是面向用戶轉(zhuǎn)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用的計(jì)算。他具有以下幾個(gè)顯著 特點(diǎn)。 1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) plc 是為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，要能適應(yīng)這樣一個(gè)具有很強(qiáng)

13、的電噪聲、電磁干擾、機(jī) 械振動(dòng)、極端溫度和濕度很大的工業(yè)環(huán)境中，那么，在 plc 硬件設(shè)計(jì)方面，首先應(yīng)對(duì) 器件嚴(yán)格篩選和優(yōu)化，而且在電路結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式。 2編程簡(jiǎn)單、直觀 plc 是面向用戶、現(xiàn)場(chǎng)，考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉繼電器控制線路的特點(diǎn)， 在 plc 的設(shè)計(jì)上，沒(méi)有采用微機(jī)控制中常采用的匯編語(yǔ)言，而是采用一種面向控制過(guò) 程的梯形語(yǔ)言。梯形圖語(yǔ)言與繼電器原理類(lèi)似，形象直觀、易學(xué)易懂。電氣工程師和 傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使用起來(lái)靈活方便。 3.控制功能強(qiáng) plc 除具有基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等功能外，配上特殊的功能模 塊還可實(shí)現(xiàn)位控制、pid 運(yùn)算、

14、過(guò)程控制、數(shù)字控制等功能。 plc 可連接成為功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，低速網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離達(dá) 500 到 2500m，高速 傳輸距離為 500 到 1000m，網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá) 1024 個(gè)，并且高速網(wǎng)絡(luò)和低速網(wǎng)絡(luò)可以級(jí)連， 兼容性好。 4.易于安裝，便于維護(hù) plc 安裝簡(jiǎn)單，其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電器控制所需空間的一半的地 方。如工業(yè)中運(yùn)用 plc 將大大家少及其對(duì)人工的需求和工作量，減少對(duì)資源的浪費(fèi)， 及日常維護(hù)中的維修，不需要迫使生產(chǎn)線停工去需找故障，從而在最短的時(shí)間里需 找出故障以便維修，使得工廠減少損失 在從繼電器控制系統(tǒng)改造到 plc 系統(tǒng)的情況 下，plc 小的模塊結(jié)構(gòu)使之能安

15、裝在繼電器箱附近并將連線接向已有接線端，而且改換 很方便，只要將 plc 的輸入/輸出端子連向已有的接線端子排即可。 2.42.4 plcplc 定時(shí)器指令的介紹定時(shí)器指令的介紹 定時(shí)器指令： 定時(shí)器是 plc 中最常用的元器件之一，掌握它的工作原理對(duì) plc 的程序設(shè)計(jì)非常 重要。s7-200 系列的 plc 為用戶提供了三種類(lèi)型的定時(shí)器：通電延時(shí)型（ton） 、有記 憶的通電延時(shí)型，又叫保持型（tonr） 、斷電延時(shí)型（tof）,共計(jì) 256 個(gè)定時(shí)器 （t0t255）并且都為增量型定時(shí)器。 定時(shí)器的定時(shí)精度即分辨率（s）可分為 1ms、10ms、100ms 三個(gè)等級(jí)，詳細(xì)分類(lèi) 方法和定時(shí)

16、范圍見(jiàn)下表 1.3 所示。 表 1.3 分類(lèi)方法和定時(shí)范圍表 定時(shí)器類(lèi)型分辨率/ms當(dāng)前值/s定時(shí)器號(hào) 132.767t0,t64 10327.67t1t4, t65t68 tonr 1003276.7t5t31, t69t95 132.767t32, t96 10327.67t33t36, t97t100 ton、tof 1003276.7t37t63, t101t255 定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為 t=pt*s(秒)。其中：t 為實(shí)際定時(shí)時(shí)間，pt 為設(shè)定 值，s 為分辨率。 注意：不能把一個(gè)定時(shí)器號(hào)同時(shí)作用 ton 和 tof，例如：不能有 ton32 又有 tof32。 定時(shí)器指令格式

17、見(jiàn)表 1.4 所示。 2.52.5 stepstep 7 7 microwinmicrowin v3.2v3.2 文件的新建文件的新建 1、在 step 7 microwin v3.2 中新建一個(gè)項(xiàng)目。 2、輸入程序，編譯正確后在文件菜單中導(dǎo)出為 awl 文件。 3、打開(kāi)仿真軟件，點(diǎn)“配置”-“cpu 型號(hào)”(或在已有的cpu圖案上雙擊)。 4、在彈出的對(duì)話框中選擇cpu型號(hào)，要與你項(xiàng)目中的型號(hào)相同。 5、點(diǎn)擊“程序”-“載入程序”(或工具條中的第2個(gè)按鈕)。 6、會(huì)有個(gè)對(duì)話框，只選擇“邏輯塊（l）”并選擇step 7 microwin v3.2 的版本， 點(diǎn)擊“確定”。 7、將先前導(dǎo)出的 a

18、wl 文件打開(kāi)。 若第6步選擇全部，則此時(shí)會(huì)提示無(wú)法打開(kāi)文件，這里出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因是無(wú)法打數(shù) 據(jù)塊和cpu配置文件，不要管它，直接確定。 8、點(diǎn)擊“查看（e）”“內(nèi)存監(jiān)視（m）”(或工具條中的第12個(gè)按鈕)輸入想要 監(jiān)視的地址。 9、點(diǎn)“plc”-“運(yùn)行”(或工具欄上的綠色三角按鈕)，程序已經(jīng)開(kāi)始模擬運(yùn)行 表 1.4 定時(shí)器指令格式 ladstl 功能、注釋 in ton pt ton 通電延時(shí)型 in tonr pt tonr 有記憶的通電延時(shí)型 in tof pt tof 斷電延時(shí)型 in ton pt 第三章第三章 s7-200s7-200 編程軟件編程軟件 stepstep 7 7 -

19、- micro/win3.2micro/win3.2 3.13.1 控制程序控制程序 s7-200 在程序的控制邏輯中不斷循環(huán)，讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)。當(dāng)您將程序下載至 plc 并將 plc 放置在 run（運(yùn)行）模式時(shí)，plc 的中央處理器（cpu）按下列順序執(zhí)行程序： s7-200 讀取輸入狀態(tài)。 存儲(chǔ)在 s7-200 中的程序使用這些輸入評(píng)估（或執(zhí)行）控制邏輯。 當(dāng)程序經(jīng)過(guò)評(píng)估，s7-200 將程序邏輯結(jié)果存儲(chǔ)在稱(chēng)作進(jìn)程圖像輸出寄存器的輸出 內(nèi)存區(qū)中。 在程序結(jié)束時(shí)，s7-200 將數(shù)據(jù)從進(jìn)程圖像輸出寄存器寫(xiě)入至域輸出。 重復(fù)任務(wù)循環(huán)。 s7-200系列 plc 提供了順序流程的相關(guān)指令，即順序

20、控制繼電器指令 lscr、scrt、scre。lscr n 是標(biāo)記一個(gè)順序控制器段(scr)的開(kāi)始，n 為順序控制器 s 的地址，當(dāng) n 為1時(shí)，該順序控制段開(kāi)始工作。scre 是標(biāo)記該順序控制段的結(jié)束。每一 控制段必須以它為結(jié)束。scrt n 是執(zhí)行 scr 段的轉(zhuǎn)移，當(dāng) n=1時(shí)，一方面使下一個(gè) scr 段的使能位 s 置位，以便下一個(gè) scr 段開(kāi)始工作，同時(shí)對(duì)本 scr 段復(fù)位，使得本 scr 段停止工作。所以控制 scrt 的轉(zhuǎn)換條件就可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的轉(zhuǎn)移。同時(shí)使用 scr 時(shí)有以 下限制:不能在不同的程序中使用相同的 s 位，如 plc 控制的流程有兩部分，則這兩部 分之間不能用相同

21、的 s 位，否則兩部分的流程會(huì)混串。不能在 scr 指令中使用 jmp 和 lbl 指令，使用 jmp 和 lbl 指令，即不允許用跳入或跳出的方法跳入或跳出 scr 段，其 實(shí)對(duì)于用順序流程控制指令都能實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，完全可不用 jmp。不能在 scr 段中使用 for、next、end 語(yǔ)句。 sm0.0 該位總是打開(kāi)。 sm0.1 首次掃描周期時(shí)該位打開(kāi)，一種用途是調(diào)用初始化子程序。 sm0.2 如果保留性數(shù)據(jù)丟失，該位為一次掃描周期打開(kāi)。該位可用作錯(cuò)誤內(nèi)存 位或激活特殊啟動(dòng)順序的機(jī)制。 sm0.3 從電源開(kāi)啟條件進(jìn)入 run（運(yùn)行）模式時(shí)，該位為一次掃描周期打開(kāi)。該 位可用于在啟動(dòng)操作之前提

22、供機(jī)器預(yù)熱時(shí)間。 sm0.4 該位提供時(shí)鐘脈沖，該脈沖在1分鐘的周期時(shí)間內(nèi) off（關(guān)閉）30秒， on（打開(kāi)）30秒。該位提供便于使用的延遲或1分鐘時(shí)鐘脈沖。 sm0.5 該位提供時(shí)鐘脈沖，該脈沖在1秒鐘的周期時(shí)間內(nèi) off（關(guān)閉）0.5秒， on（打開(kāi)）0.5秒。該位提供便于使用的延遲或1秒鐘時(shí)鐘脈沖。 sm0.6 該位是掃描周期時(shí)鐘，為一次掃描打開(kāi)，然后為下一次掃描關(guān)閉。該位可 用作掃描計(jì)數(shù)器輸入。 s7-200 反復(fù)執(zhí)行一系列任務(wù)。該循環(huán)執(zhí)行任務(wù)被稱(chēng)作掃描循環(huán)。如下所示，s7- 200 在掃描循環(huán)過(guò)程中執(zhí)行大多數(shù)或全部下列任務(wù)： 1、 讀取輸入：s7-200 將實(shí)際輸入狀態(tài)復(fù)制至進(jìn)程圖

23、像輸入寄存器。 2、 在程序中執(zhí)行控制邏輯：s7-200 執(zhí)行程序的指令，并將數(shù)值存儲(chǔ)在不同的內(nèi) 存區(qū)。 3、 處理所有通訊請(qǐng)求：s7-200 執(zhí)行點(diǎn)至點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)通訊要求的所有任務(wù)。 4、 執(zhí)行 cpu 自測(cè)試診斷程序：s7-200 保證固件、程序內(nèi)存和所有擴(kuò)充模塊均正 常作業(yè)。 5、 向輸出寫(xiě)入：存儲(chǔ)在進(jìn)程圖像輸出寄存器中的數(shù)值被寫(xiě)入實(shí)際輸出。 掃描循環(huán)的執(zhí)行取決于 s7-200 是位于 stop（停止）模式還是 run（運(yùn)行）模式。 在 run（運(yùn)行）模式中，程序被執(zhí)行；在 stop（停止）模式中，程序不被執(zhí)行。 在程序執(zhí)行過(guò)程中，最好使用進(jìn)程圖像寄存器，而不要直接存取輸入或輸出。使 用圖像

24、寄存器共同掃描開(kāi)始的所有輸入取樣會(huì)使掃描循環(huán)的程序執(zhí)行階段的輸入數(shù)值 同步化，并凍結(jié)這些數(shù)值。 3.23.2 step7step7 程序的使用程序的使用 1、 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目就象一個(gè)文件夾，所有數(shù)據(jù)都以分層的結(jié)構(gòu)存在于 其中，任何時(shí)候你都可以使用。在創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目之后，所有其他任務(wù)都在這個(gè)項(xiàng)目下 2、組態(tài)一個(gè)站，組態(tài)一個(gè)站就是指定你要使用的可編程控制器,如s7300、s7400 等。 3、 組態(tài)硬件，組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中指定你的控制方案所要使用的模板以及 在用戶程序中以什么樣的地址來(lái)訪問(wèn)這些模板，地址一般不用修改由程序自動(dòng)生成。 模板的特性也可以用參數(shù)進(jìn)行賦值。 4、 組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和通訊連

25、接，通訊的基礎(chǔ)是預(yù)先組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，也就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)滿足 你的控制方案的子網(wǎng)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)特性、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接特性以及任何聯(lián)網(wǎng)的站所需要的 連接。網(wǎng)絡(luò)地址也是程序自動(dòng)生成如果沒(méi)有更改經(jīng)驗(yàn)一定不要修改。 5、 定義符號(hào)，可以在符號(hào)表中定義局部或共享符號(hào)，在你的用戶程序中用這些 更具描述性的符號(hào)名替代絕對(duì)地址。符號(hào)的命名一般用字母編寫(xiě)不超過(guò)8個(gè)字節(jié)，最好 不要使用很長(zhǎng)的漢字進(jìn)行描述，否則對(duì)程序的執(zhí)行有很大的影響。 6、 創(chuàng)建程序，用梯形圖編程語(yǔ)言創(chuàng)建一個(gè)與模板相連結(jié)或與模板無(wú)關(guān)的程序并 存儲(chǔ)。創(chuàng)建程序是我們控制工程的重要工作之一，一般可以采用線形編程（基于一個(gè) 塊內(nèi)，ob1）、分布編程（編寫(xiě)功能塊fb,ob1

26、組織調(diào)用）、結(jié)構(gòu)化編程（編寫(xiě)通用塊）。 我們最常采用的是結(jié)構(gòu)化編程和分布編程配合使用，很少采用線形編程。 7、 下載程序到可編程控制器，完成所有的組態(tài)、參數(shù)賦值和編程任務(wù)之后，可 以下載整個(gè)用戶程序到可編程控制器。在下載程序時(shí)可編程控制器必須在允許下載的 工作模式下（stop或run-p）,run-p模式表示，這個(gè)程序?qū)⒁淮蜗螺d一個(gè)塊，如果重寫(xiě) 一個(gè)舊的cpu程序就可能出現(xiàn)沖突，所以一般在下載前將cpu切換到stop模式。（ plc 與計(jì)算機(jī)連接示意圖如圖2.1） 第四章第四章 程序的設(shè)計(jì)程序的設(shè)計(jì) 4.14.1 交通燈時(shí)序圖交通燈時(shí)序圖 圖 3.1 交通燈時(shí)序圖 按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，南北方向紅燈

27、亮 20s 后，綠燈接著點(diǎn)亮 15s 后再閃爍 3s 后，黃 燈再亮 2s循環(huán)，相對(duì)應(yīng)的東西方向綠燈亮 15s 后再閃爍 3s 后，黃燈接著亮 2s 后， 紅燈再亮 20s循環(huán)。當(dāng)按下停止按鈕，所有的燈熄滅。 4.24.2 i/oi/o 分配表與外部接線圖分配表與外部接線圖 輸入輸出 啟動(dòng)按鈕 i0.0東西綠燈 q0.0 停止按鈕 i0.1東西黃燈 q0.1 東西紅燈 q0.2 南北綠燈 q0.3 南北黃燈 q0.4 南北紅燈 q0.5 圖 3.2 plc 的 i/o 分配圖 圖 3.3 外部接線圖 4.34.3 plcplc 主機(jī)的選擇主機(jī)的選擇 s7-200系列plc可提供4種不同的基本單

28、元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。 s7-200系列plc中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種cpu供選擇使用，（其輸入輸出 點(diǎn)數(shù)的分配見(jiàn)表3.3 s7-200系列plc中cpu22x的基本單元）： 表 3.4 s7-200 系列 plc 中 cpu22x 的基本單元 型 號(hào)輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)可帶擴(kuò)展模塊數(shù) s7-200cpu22164無(wú) s7-200cpu22286 2 個(gè)擴(kuò)展模塊 78 路數(shù)字量 i/o 點(diǎn)或 10 路模擬量 i/o 點(diǎn) s7-200cpu2241410 7 個(gè)擴(kuò)展模塊 168 路數(shù)字量 i/o 點(diǎn)或 35 路模擬量 i/o 點(diǎn) s7-200cpu2262416 2 個(gè)擴(kuò)展模塊 248 路數(shù)字

29、量 i/o 點(diǎn)或 35 路模擬量 i/o 點(diǎn) s7-200cpu226xm2416 2 個(gè)擴(kuò)展模塊 248 路數(shù)字量 i/o 點(diǎn)或 35 路模擬量 i/o 點(diǎn) 這次設(shè)計(jì)中，我使用了兩個(gè)開(kāi)關(guān)，且輸出只有六個(gè)，對(duì)于這個(gè)設(shè)計(jì)而言，輸入和 輸出較為簡(jiǎn)單，并且不需要擴(kuò)展模塊。 4.44.4 本設(shè)計(jì)流程圖本設(shè)計(jì)流程圖 圖 3.5 plc 流程圖 按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，南北方向紅燈亮 20s 后，綠燈接著點(diǎn)亮 15s 后再閃爍 3s 后，黃 燈再亮 2s循環(huán)，相對(duì)應(yīng)的東西方向綠燈亮 15s 后再閃爍 3s 后，黃燈接著亮 2s 后， 紅燈再亮 20s循環(huán)。當(dāng)按下停止按鈕，所有的燈熄滅。 4.5 程序梯形圖程序梯形

30、圖 按下啟動(dòng)按鈕，繼電器（s0.0）得電開(kāi)始工作，繼電器（s0.3）得電開(kāi)始工作。繼 電器（s0.1）得電工作，順序控制繼電器（csr）開(kāi)始周期性的掃描工作。南北紅燈 （q0.5）得電亮燈。時(shí)間繼電器（t37）得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)定時(shí)間為 20 秒。 20 秒后，時(shí)間繼電器（t37）的常開(kāi)觸電閉合，常閉觸電斷開(kāi)。s0.1 得電，scrt 使得本 scr 段停止工作，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的轉(zhuǎn)移，scre 是標(biāo)志該順序控制段的結(jié)束。繼電器 s0.1 得電工作。繼電器（s0.1）得電工作，順序控制繼電器（scr）得電，進(jìn)行下一階 段的工作轉(zhuǎn)移。 sm0.0 該位總是打開(kāi)，時(shí)間繼電器（t38）是閉合的，所以南北綠燈（

31、q0.3）得電 亮燈。sm0.5 該位提供時(shí)鐘脈沖，該脈沖在 1 秒鐘的周期時(shí)間內(nèi) off（關(guān)閉）0.5 秒， on（打開(kāi)）0.5 秒，該位提供便于使用的延遲或 1 秒鐘時(shí)鐘脈沖。時(shí)間繼電器（t38） 得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)定時(shí)間為 15 秒。時(shí)間繼電器（t39）得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)定時(shí)間為 18 秒。18 秒后，時(shí)間繼電器（t39）的敞開(kāi)觸電閉合，常閉觸電斷開(kāi)。順序控制繼電器 （scrt）進(jìn)行下一階段的工作轉(zhuǎn)移。 csre 標(biāo)志該順序控制段的結(jié)束。繼電器（s0.2）得電工作，順序控制繼電器 （scr）得電，經(jīng)行下一階段開(kāi)始工作，sm0.0 該位總是打開(kāi),南北黃燈（q0.4）得電 亮燈。時(shí)間繼電器（t4

32、0）得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)定時(shí)間為 2 秒。 2 秒后，時(shí)間繼電器（t40）的常開(kāi)觸電閉合、常閉觸電斷開(kāi)。工作。 。scrt 是執(zhí) 行 scr 段的轉(zhuǎn)移，以便下一個(gè) scr 段開(kāi)始工作。scre 是標(biāo)記該順序控制段的結(jié)束。繼 電器（s0.3）得電工作，順序控制繼電器（scr）得電，進(jìn)行下一階段的工作轉(zhuǎn)移。 sm0.0 該位總是打開(kāi)，時(shí)間繼電器（t41）是常閉觸電，東西綠燈（q0.0）得電亮 燈，sm0.5 該位提供時(shí)鐘脈沖，該脈沖在 1 秒鐘的周期時(shí)間內(nèi) off（關(guān)閉）0.5 秒， on（打開(kāi)）0.5 秒，該位提供便于使用的延遲或 1 秒鐘時(shí)鐘脈沖。時(shí)間繼電器（t41） 得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)定時(shí)間為 1

33、5 秒。時(shí)間繼電器（t42）得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)定時(shí)間為 18 秒。18 秒后，時(shí)間繼電器（t42）的常開(kāi)觸電閉合，常閉觸電斷開(kāi)。 scre 是標(biāo)志該順序控制段的結(jié)束。繼電器（s0.4）得電工作，順序控制繼電器 （scr）得電開(kāi)始下一階段周期性的掃描。sm0.4 該位提供時(shí)鐘脈沖，該脈沖在 1 分鐘 的周期時(shí)間內(nèi) off（關(guān)閉）30 秒，on（打開(kāi)）30 秒。該位提供便于使用的延遲或 1 分 鐘時(shí)鐘脈沖。東西黃燈（q0.1）的得電，開(kāi)始為期 1 秒的閃爍。時(shí)間繼電器（t43）得 電開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)定時(shí)間為 2 秒。 2 秒后，時(shí)間繼電器（t43）的常開(kāi)觸電閉合，常閉觸電斷開(kāi)。繼電器（s0.5）得電 工

34、作。順序控制繼電器（scrt）是執(zhí)行 scr 段的轉(zhuǎn)移。順序控制繼電器（scre）標(biāo)記 該順序控制段的結(jié)束。繼電器（s0.5）得電工作，順序控制繼電器（scr）開(kāi)始進(jìn)行下 一階段的工作轉(zhuǎn)移。 sm0.0 該位總是打開(kāi)。東西紅燈（q0.2）得電亮燈。時(shí)間繼電器（t44）的得電開(kāi) 始計(jì)時(shí)，設(shè)定時(shí)間為 20 秒。20 秒后，時(shí)間繼電器（t44）的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn) 斷開(kāi)。繼電器（s0.3）得電工作。順序控制繼電器（scrt）是執(zhí)行 scr 段的轉(zhuǎn)移。順 序控制繼電器（scre）標(biāo)記該順序控制段的結(jié)束。 按下結(jié)束按鈕（i0.2） ，所有程序停止工作。 總結(jié)：在這個(gè)設(shè)計(jì)中可以看出 plc 能夠很好的

35、運(yùn)用到交通系統(tǒng)中去。從梯形圖中 看一看出，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，南北方向紅燈亮 20s 后，綠燈接著點(diǎn)亮 15s 后再閃爍 3s 后，黃燈再亮 2s循環(huán)，相對(duì)應(yīng)的東西方向綠燈亮 15s 后再閃爍 3s 后，黃燈接著亮 2s 后，紅燈再亮 20s循環(huán)。當(dāng)按下停止按鈕，所有的燈熄滅。 第五章第五章 總結(jié)總結(jié) 此設(shè)計(jì)主要以 plc 為核心，利用 plc 的強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)十字路口交通 燈的控制。以有效的控制來(lái)防止交通事故的發(fā)生。 利用梯形圖可以很直觀的看出交通燈運(yùn)行過(guò)程。利用可編程控制器控制交通燈亮 滅，具有接線簡(jiǎn)單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、精確性 和可靠性方面，到達(dá)到了

36、設(shè)計(jì)的要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行的。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我受益匪淺，無(wú)論在學(xué)習(xí)還是生活中都保持認(rèn)真的態(tài)度。更重要 的是，我更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選擇這個(gè)設(shè)計(jì)，也是為了能更深刻的 了解 plc。做設(shè)計(jì)就要到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究收集資料，閱讀文獻(xiàn)，分析對(duì)比，設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì) 每一個(gè)數(shù)據(jù)都要細(xì)心琢磨，理論和實(shí)踐相結(jié)合，思考的越多，得到越多，不懂的問(wèn)題 也就解決了，獨(dú)立工作能力逐漸增強(qiáng)，業(yè)務(wù)技術(shù)能力逐漸增強(qiáng)。 雖然我們?cè)趯?shí)踐中遇到了很多意想不到的問(wèn)題，但是我在同學(xué)們的幫助下，查閱 資料，運(yùn)用以前所學(xué)的各種知識(shí)將這些問(wèn)題一一解決。而且，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我 不僅溫習(xí)了舊知識(shí)，還學(xué)習(xí)了一些新的知識(shí)。讓我真正了解到學(xué)這門(mén)課