【正文】 7200 PLC Specialty: Power System and Automation Applicant: Xu Zhigang Supervisor: Prof. Chen Guolian ABSTRACT Because of the characteristics with high dependability, modularization structure and easy programming, PLC is used to do realtime gathering, controlling and municating with transducer. In the design of traffic lights control system, PLC is used to control equipments such as traffic lights， and realizing the munication with monitoring software of host puter. We choose the KingView software as the monitoring software, which is from Beijing Wellin control Technology Development Co. Ltd. This thesis consists of seven chapters. Firstly, the paper clarifies the meaning of subjects and main contents of research. In the second chapter, we introduce the structure and work principle of PLC and introduce the SIEMENS S7200 PLC and its characteristics particularly. Chapter three emphasizes the configuration software. And then we emphasize the KingView software. Chapter four designs the structure and the configuration of hardware and software for traffic lights control system. In the fifth chapter, we introduce the configuration of monitoring software of this system. In the sixth chapter, we introduce the debugging of the system. The last chapter is the conclusion of the whole research. KEY WORDS： PLC, Configuration Software, S7200, KingView, Traffic Lights TYPE OF THESIS： Design Report目 錄 III 目 錄 1 緒論 1 問題的提出及其解決方 案 1 論文的主要內容 10 本設計組態(tài)軟件的選型及其特性介紹 14 交通燈控制系統的設計要求 14 PLC 輸入 /輸出接口 19 系統控制程序設計 19 5 組態(tài)軟件監(jiān)控的設計 實現 21 6 系統調試 29 調試中遇到的問題及其解決 29 組態(tài)王監(jiān)控系統實際運行截圖 1 Problem and its Solution 3 The Overview of PLC 4 The Selection of PLC for Traffic Lights Control System 12 4 Design and Implementation of Hardware and Software Based on PLC 15 Electrical Diagram of PLC Control System 27 Hardware Debugging 城市交通控制系統是用于城市交通數據監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統，它是現代城市交通監(jiān)控指揮系統中最重要的組成部分。 交通發(fā)展的狀況是衡量一個國家現代化程度的重要標志之一，從經濟發(fā)展形勢來看，我國的經濟增長速度比主要工業(yè)發(fā)達國家年平均增長速度都要高。 原有的交通信號控制大都采用繼電器或單片機實現，存在著功能少、可靠性差、維護量大等缺點，越來越不能適應城市道路交通高速發(fā)展的要求。 論文首先介紹了可編程序控制器（以下簡稱 PLC）的基本組成、主要特點以西安交通大學網絡教育學院論文 2 及西門子公司的小型 PLC： S7－ 200。 其次 是上位監(jiān)控系統的設計，完成了交通燈組態(tài)王監(jiān)控系統的設計實現。 PLC 及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，微處理器被應用到 PLC 中，使它更多地具有計算機的功能。 PLC 的基本組成 PLC 是 一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統基本相同。一般小型 PLC 采用這種結構。模塊插在機架內的插座上。疊裝式 PLC 集整體式 PLC 與模塊式 PLC 優(yōu)點于一身，結構緊湊、體積小、配置靈活、安裝方便。 2）濾波 對供電系統及輸入線路采用多種形式的濾波，減少高頻干擾。 2）編程簡單、使用方便 目前大多數 PLC 采用繼電器控制形式的梯形圖編程方式，很容易被操作人員接受。綜合考慮西門子公司的產品型號、設計實施的經濟性以及考慮將來系統的升級情況，選用 14 點數字量輸入 /10 點數字量輸出的 S7200 CPU224 CN。 表 21 S7200 CPU224 CN 常規(guī)特性 型號 /訂貨號 6ES72141BD230XB8 描述 CPU224CNAC/DC/繼電器 定時器數量 1ms 4 個 10ms 16 個 100ms 236 個 西安交通大學網絡教育學院論文 6 總數 256 個 計數器總數 256(由超級電容或電池備份 ) 內部存儲器位掉電保持 256(由超級電容或電池備份 ) 112(存儲在 EEPROM) 時間中斷 2 個 1ms 分辨率 邊沿中斷 4 個上升沿和 /或 4 個下降沿 模擬電位器 2 個 8 位分辨率 布爾量運算執(zhí)行時間 s 時鐘 內置 卡件選項 存儲卡和電池卡 2） I/O 特性 S7200 CPU224 的 I/O 特性如表 22 所示。 C 時，所有的輸出 (垂直安裝 ) 兩個輸出并聯 否 電纜長度 (最大 ) 屏蔽 500 米 非屏蔽 150 米 擴展模塊的選型及其特性介紹 選用 EM 222 CN 數字量輸出模塊，型號為 6ES7 2221HF220XA8。國內外可供選的通用組態(tài)軟件種類有很多，由于組態(tài)軟件是安裝在計算機上的，所以它的功能比人機界面的軟件功能要強大的多，小數的處理，量程范圍的遷移，計算值的校正等都變得十分方便。 3）打開組態(tài)軟件，新建一個工程項目。 7）添加設定參數用的數據輸入組件，點擊該組件，并與 PLC 中的數據塊、內存相對應。 11）添加趨勢圖組件，點擊該組件，并與上述的數據標簽相對應，并定義該數據更新和記錄的頻率及數據的總長度等。具體為：組態(tài)王 ， 64 點運行狗。它適用于從單一設備的生產運營管理和故障診斷，到網絡結構分布式大型集中監(jiān)控管理系統的開發(fā)。 3） 運行系統 工程運行界面，從采集設備中獲得通訊數據，并依據工程瀏覽器的動畫設計西安交通大學網絡教育學院論文 13 顯示 動態(tài)畫面，實現人與控制設備的交互操作。 組態(tài)王的開放性 組態(tài)王支持通過 OPC、 DDE 等標準傳輸機制和其他監(jiān)控軟件（如： Intouch、iFix、 WinCC 等）或其他應用程序（如： VB、 VC 等）進行本機或者網絡上的數據交互。 2） 保證 PLC 控制系統安全可靠 保證 PLC 控制系統能夠長 期安全、可靠、穩(wěn)定的運行，是設計控制系統的重要原則。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 I/O 點數和內存容量時，適當留有余量，以滿足今后生產的發(fā)展和工藝的 改進。 只閃爍黃燈 當夜間交通不繁忙時，可通過按鈕或者上位機操作，讓東西南北四個方向只有黃燈閃爍，車輛根據情況自由通行。 24V 電源可為交通燈供電，插座方便調試時為筆記本電 腦等供電。 STEP7Micro/WIN32是基于 Windows 的應用軟件，功能強大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 西安交通大學網絡教育學院論文 20 系 統 啟 動正 常 時 序南 北 強 制 通 行南 北 強 制 通 行按 鈕 操 作東 西 強 制 通 行東 西 強 制 通 行按 鈕 操 作黃 燈 閃 爍黃 燈 閃 爍按 鈕 操 作YYYNNN 圖 44 系統控制總流程圖 系 統 啟 動南 北 綠東 西 紅南 北 人 行 道 綠東 西 人 行 道 紅南 北 綠 閃 爍東 西 紅南 北 人 行 道 綠 閃 爍東 西 人 行 道 紅南 北 黃東 西 紅 + 黃南 北 人 行 道 綠 閃 爍東 西 人 行 道 紅南 北 紅東 西 綠南 北 人 行 道 紅東 西 人 行 道 綠南 北 紅東 西 綠 閃 爍南 北 人 行 道 紅東 西 人 行 道 綠 閃 爍南 北 紅 + 黃東 西 黃南 北 人 行 道 紅東 西 人 行 道 綠 閃 爍4 s4 s2 0 s4 s4 s2 0 s 圖 44 正常情況流程圖 西安交通大學網絡教育學院論文 21 5 組態(tài)軟件監(jiān)控的設計實現 組態(tài)王工程的建立 通常情況下，建立一個應用工程大致可分為以下幾個步驟： 1） 創(chuàng)建新工程 為工程創(chuàng)建一個目錄用來存放與工程相關的文件。 5） 進行運行系統的配置 對運行