【正文】 教研室： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）II 學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 課程設(shè)計(jì)（論 文）題目基于Ether/IP遠(yuǎn)程交通燈控制課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)功能以 Netlinx 網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)十字路口交通燈控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)選擇Ether/IP，通過 FlexI/O 模塊，實(shí)現(xiàn)基于遠(yuǎn)程十字路口交通燈控制。同時(shí)，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 到停止按鈕被按下為止。使用 Factory talk view 軟件設(shè)計(jì)顯示畫面。（1天） 指導(dǎo)教師評語及成績平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）III注：成績：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算本科生課程設(shè)計(jì)（論文）IV摘 要本設(shè)計(jì)運(yùn)用 Roekwell 公司的 PLC、控制器、監(jiān)控畫面組態(tài)軟件、編程軟件和通訊軟件，通過 EtherNet/IP 星型網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建一個(gè)交通燈控制系統(tǒng)，是一個(gè)具有現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)、高可靠性、高自動(dòng)化程度的一體化控制系統(tǒng)。而以太網(wǎng)作為目前最流行的局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，它具有開放性、低成本、廣泛應(yīng)用的軟硬件支持等優(yōu)勢。工業(yè)自動(dòng)化體系的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究及相關(guān)應(yīng)用已經(jīng)成為了研究熱點(diǎn)。它是搭建Rockwell 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的核心，其各層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 所示。最上層是信息層，一般情況都下都是使用以太網(wǎng)（Ether/IP），使用TCP/IP 協(xié)議?？刂凭W(wǎng)完成智能化的高速實(shí)時(shí)控制，并共享數(shù)據(jù)和信息。Rockwell 自動(dòng)化將 CIP（Common Industrial Protocol 通用工業(yè)協(xié)議）作為 NetLinx 網(wǎng)絡(luò)頂層公共規(guī)范，它是高于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的面向?qū)ο髤f(xié)議，由對象建模、協(xié)議、通信對象、對象庫、設(shè)備描述、設(shè)備配置和數(shù)據(jù)管理等組成，使用該 CIP 可以實(shí)現(xiàn)三層網(wǎng)絡(luò)的互相連接。在國內(nèi)，科技部也制定了工業(yè)以太網(wǎng) Ether/IP 研究目標(biāo)：攻克工業(yè)以太網(wǎng) Ether/IP 的一系列關(guān)鍵技術(shù)，其中包括攻克網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、一致性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等難題，同時(shí)開始研制開發(fā)支持 Ether/IP 的現(xiàn)場設(shè)備、系統(tǒng)集成和應(yīng)用系統(tǒng)軟件。通過程序的編寫，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，交通燈按照設(shè)計(jì)要求亮滅，并由定時(shí)器控制亮滅時(shí)間，重復(fù)循環(huán)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)目的。 圖 控制系統(tǒng)框圖 Ether/IP 控制網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)按鈕指示燈 1指示燈 2指示燈 3指示燈 4指示燈 5指示燈 6停止按鈕本科生課程設(shè)計(jì)（論文）5通過對 Rockwell 控制系統(tǒng)和交通燈控制策略的介紹，其 Ether/IP 控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 所示。同時(shí)，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 到停止按鈕被按下為止。本系統(tǒng)適合順序、過程、傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控制的模塊化、高性能控制平臺(tái)，每個(gè)ControlLogix 處理器可以執(zhí)行多個(gè)控制任務(wù)，減少所需要的控制器個(gè)數(shù)，這樣，排錯(cuò)更快，可以分別觸發(fā)多個(gè)周期任務(wù)以便達(dá)到更高的性能水平。連接到 NetLinx 開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在全廠范圍內(nèi)，從車間到管理層，從互連網(wǎng)到電子化制造應(yīng)用，信息全部無縫通訊。 控制器ControlLogix 是羅克韋爾自動(dòng)化公司推出的 AB 系列模塊化 PLC，它將順序控制、過程控制、傳動(dòng)控制及運(yùn)動(dòng)控制、通訊、I/O 技術(shù)集成在一個(gè)平臺(tái)上，可以為各種工業(yè)應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支持。ControlLogix 控制器提供了一種可升級的解決方案，能對大數(shù)量的輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行尋址。如果需要 ControlLogix 控制器支持某種通訊，只需在機(jī)架中插入相應(yīng)的通訊接口模塊即可，控制器 Logix5561 如圖 所示。每一個(gè)程序有它自己的局部數(shù)據(jù)和處理邏輯，允許在同一個(gè)控制器中運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)（Virtual Machine）。以太網(wǎng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（EtherNet/IP ）是一種開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，既支持實(shí)時(shí) I/O 消息傳遞，也支持消息交換。 圖 1794AENT 模塊 I/O 模塊ControlLogix 架構(gòu)可提供各種輸入與輸出模塊，適用于從高速數(shù)字到過程控制等多種應(yīng)用。羅克韋爾自動(dòng)化提供了多種可用于 ControlLogix 系統(tǒng)的 I/O 模塊?？墒褂?1492 PanelConnect模塊和電纜將輸入模塊連接到傳感器。由于每一個(gè)方向的指示燈中，同種顏色的指示燈運(yùn)行情況相同，為節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)，采用并聯(lián)輸出法，根據(jù)設(shè)計(jì)情況將 I/O 端口做如表 的分配。它為 AB 的可編程控制器與各種 Rockwell Software，如RSLogix5/500、RSView32 、RSBatch 等軟件建立起通信聯(lián)系。NetLinx 開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是羅克韋爾自動(dòng)化使用的開發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用于從企業(yè)級到車間級的信息無縫集成。ControlLogix 通過 ENB 模塊連接到 EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)上，可以與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊； 通過 CNB 模塊連接到 ControlNet 網(wǎng)絡(luò)上，PLC5 主要用于配置 ControlNet 網(wǎng)絡(luò)； 通過 DNB 模塊連接到 DeviceNet 網(wǎng)路上，可以與連接在 DeviceNet 節(jié)點(diǎn)上的傳感器、光電開關(guān)、塔燈和變頻器等進(jìn)行通訊和操作。其中 RSLogix 5000 軟件是 Control Logix 系列處理器專用的編程開發(fā)環(huán)境。本設(shè)計(jì)采用的編程方式為梯形圖編程，編程軟件為 RSLogix 5000，該軟件能夠通過設(shè)備網(wǎng)實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試功能。3)在 Revision 的下拉菜單中選擇 17。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）15 圖 創(chuàng)建控制器組態(tài) 1756ENBT 以太網(wǎng)適配器模塊，如圖 所示。 圖 設(shè)置 1756AENT/A 參數(shù)組態(tài) 1794FLEX I/O 輸入模塊，如圖 所示。從框圖中可以看到，梯形圖主程序的主要功能是實(shí)現(xiàn)正常情況下的交通控制策略。RSView 采用了開放的技術(shù)，并提供了先進(jìn)的、功能齊全的工具允許現(xiàn)場設(shè)備的在線修改，如 RSView 允許在運(yùn)行時(shí)改變圖形顯示、Tag 地址、節(jié)點(diǎn)地址以及PLC 網(wǎng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的組態(tài)調(diào)整。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）22第 5 章 系統(tǒng)測試與試驗(yàn)結(jié)果本設(shè)計(jì)完成硬件組態(tài)和梯形圖編程后，進(jìn)行了程序的調(diào)試與運(yùn)行，程序能夠成功運(yùn)行，指示燈能夠按照預(yù)期的設(shè)定點(diǎn)亮。 圖 東西綠燈閃爍本科生課程設(shè)計(jì)（論文）23東西綠燈熄滅的同時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2 秒，如圖 所示。 圖 南北綠燈，東西紅燈亮南北綠燈閃亮 3 秒，再熄滅，如圖 所示。本設(shè)計(jì)使用了 6 個(gè)指示燈，來模擬交通燈的運(yùn)行過程，使其能按順序進(jìn)行亮滅。軟件上采用 RSLogix 5000 編程軟件，采用梯形圖編程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所要求的功