【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 東西綠燈閃爍，閃爍 3S 后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2S。到 2S 時(shí)，東西黃燈熄，東西紅燈亮。同時(shí)，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 4東西紅燈亮維持 30S。南北綠燈亮維持 25S。然后閃爍 3S， 熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2S后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。 5 周而復(fù)始。 按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門子 S7200 系列可編程控制器的特性（見附錄），選擇適合的型號(hào)。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動(dòng)的輸入信號(hào)，要配合一個(gè) SB1 的按鈕，當(dāng) SB1 啟動(dòng)按鈕動(dòng)作，系統(tǒng)工作。 首先，南北方向道 路處于 禁止 通行的狀態(tài)， 東西方向道 路處于 允許 通行的狀態(tài) 。 南北方向道 路亮 紅 燈 狀態(tài)過程中 ， 南北紅燈亮 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同時(shí)，東西方向道 路 也一起 亮 綠 燈 20S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 20 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍 ； 東西綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動(dòng)作使東西綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮 ； 東西黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。 其次，東西方向道 路處于 禁止 通行的狀態(tài)， 南北方向道 路處于 允許 通行的狀態(tài) 。 東西方向道 路亮 紅 燈 狀態(tài)過程中 ， 東西紅燈亮 30S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 30 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時(shí)，南北方向道 路 也一起 亮 綠 燈 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北綠燈閃爍 ； 南北 綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動(dòng)作使南北綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈亮 ； 南北黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北紅燈亮。 如此循環(huán)下去。 另外，當(dāng)斷開系統(tǒng)，所有信號(hào)燈熄滅；需要按鈕 SB1 動(dòng)作斷開系統(tǒng)，停此輸入信號(hào)入可編程控制器，而最快的方法，是使可編程控制器不動(dòng)作，那么肯定無信號(hào)輸出。而且，南北、東西綠燈同時(shí)亮，報(bào)警。可編程控制器要輸出一個(gè)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)報(bào)警燈。 綜上所述，可編程控制器要滿足一個(gè)信號(hào)輸入（作系統(tǒng)接通、斷開作用），七個(gè)信號(hào) 10 輸出，十字路口 有十二個(gè)交通信號(hào)燈，但南北、東西兩個(gè)為一組用一個(gè)輸出信號(hào)控制，再加上一個(gè)報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)的報(bào)警燈。通過如下的十字路口交通燈狀態(tài)分析表、 主流程圖、 十字路口交通燈 時(shí)序圖一一展開，將 十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路逐漸脈絡(luò)清晰。 表 31 十字路口交通燈狀態(tài)分析表 十字路口交通燈狀態(tài)的分析： 十字路口交通燈如下圖 31所示，將 12 個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào) 圖 31 十字路口交通燈狀態(tài)圖 這 12 個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)： 狀態(tài) 1：南北紅燈（ 7）亮，東西綠燈（ 12）亮。 狀態(tài) 2：南北紅燈（ 7）繼續(xù)亮，東西綠燈（ 12）閃。 南北方向 交通燈狀態(tài) 紅燈亮 25S 綠燈亮 25S 綠燈閃 3S 黃燈亮 2S 東西方向 交通燈狀態(tài) 綠燈亮 20S 綠燈閃 3S 黃燈亮 2S 紅燈亮 30S 11 狀態(tài) 3：南北紅燈（ 7）繼續(xù)亮，東西黃燈（ 11）亮。 狀態(tài) 4：東西紅燈（ 10）亮，南北綠燈（ 9）亮。 狀態(tài) 5：東西紅燈（ 10）繼續(xù)亮，南北綠燈（ 9）閃。 狀態(tài) 6：東西紅燈（ 7）繼續(xù)亮，南北黃燈（ 8）亮。 主程序流程圖：（如圖 32所示） 圖 32 主流程圖 南北紅燈亮，東西綠燈閃 20S 開始 南北紅燈亮，東西綠燈亮 南北紅燈亮，東西黃燈亮 3S 東西紅燈亮，南北綠燈亮 2S 東西紅燈亮，南北綠燈閃 25S 東西紅燈亮，南北黃燈亮 3S 結(jié)束 2S 12 啟動(dòng) 東西 綠 東西黃 東西紅 南北綠 南北 黃 20S 3S 2S 25S 3S 2S 30S 20S 3S 2S ON OFF 圖 33 十字路口交通燈 時(shí)序圖 25S 南北紅 13 硬件設(shè)計(jì) PLC 的選型 從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn) 1個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn) 7個(gè)，如果選用CPU222 / PLC，也需要擴(kuò)展單元 PLC，參照西門子 S7200 系列特性（見附錄），選用主機(jī)為 CPU224（ 14 輸入 /10繼電器輸出）。 其外形圖 34如下： 圖 34 CPU224外形圖 輸入電路采用了雙向光電耦合器， 24V DC 極性可任意選擇， 1M、 2M為輸入端子的公共端。 1L、 2L 為輸出公共端。 CPU224 另有 24V、 280mA 電源供 PLC 輸入點(diǎn)使用 。 PLC 的地址分配 列出交通信號(hào)燈 PLC 的輸入 /輸出點(diǎn)分配表，見表 32。 定時(shí)器 T=PT S。 定時(shí)實(shí)際時(shí)間 =設(shè)定值精度 1ms: T32,T96 10ms: T33~T36, T97~T100 100ms: T37~T63, T101~T255 14 表 32 交通信號(hào)燈 PLC 的輸入 /輸出點(diǎn)分配表 輸入信號(hào) 定時(shí)元件 輸出信號(hào) 名稱 代號(hào) 輸入點(diǎn)編號(hào) T33:南北紅燈工作 25S 名稱 代號(hào) 輸出點(diǎn)編 號(hào) 工作按鈕 SB1 T97: 東西紅燈工作30S 報(bào)警燈 L0 T98:東西綠燈工作 20S 南北紅燈 L1 T99:東西綠燈閃爍 3S 東西綠燈 L2 T100:東西黃燈工作 2S 東西黃燈 L3 T34:南北綠燈工作 25S 東西紅燈 L4 T35:南北綠燈閃爍 3S 南北綠燈 L5 T36:南北黃燈工作 2S 南北黃燈 L6 PLC 的接線形式 如圖 35所示 圖 35 PLC控制接線圖 端口 為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號(hào)，端口 接起報(bào)警作用的信號(hào)燈，端口 接南北紅燈，端口 接?xùn)|西綠燈，端口 接?xùn)|西黃燈，端口 接?xùn)|西黃燈，端口 接南北綠燈，端口 接南北黃燈。 SB1 COM COM L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 P L C 15 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的梯形圖 16 17 18 步序 指 令 步序 指 令 0 LD 啟動(dòng) 27 AN T98 1 AN 28 LD T98 2 AN T97 29 AN T99 3 TON T33, +2500 南北紅燈 25S 30 A T32 4 LD T33 31 OLD 5 TON T97, +3000 東西紅燈 30S 32 = 東西綠燈工作 6 LDN 33 LD T99 7 A 34 AN T100 8 AN T33 35 = 東西黃燈工作 9 TON T98, +2021 東西綠燈 20S 36 LD 10 LD T98 37 AN T34 11 TON T99, +300東西綠燈 閃 爍 3S 38 LD T34 12 LD T99 39 AN T35 13 TON T100, +200 東西黃燈 2S 40 A T32 14 LD T33 41 OLD 15 TON T34, +2500 南北綠燈 25S 42 = 南北綠燈工作 16 LD T34 43 LD T35 17 TON T35, +300 南北綠燈閃爍 3S 44 AN T36 18 LD T35 45 = 南北黃燈工作 19 TON T36, +200 南北黃燈 2S 46 LD 20 LDN T33 47 A 21 AN 48 = 報(bào)警 燈工作 22 A 49 LD 23 = 南北紅燈工作 50 AN T96 24 LD T33 51 TON T32, +500 25 = 東西紅燈工作 52 LD T32 26 LD 53 TON T96, +500 19 系統(tǒng)程序分析 當(dāng)開關(guān) SB1 合上時(shí)， 觸點(diǎn)接通， T33通電待 25 秒后動(dòng)作（南北紅燈熄滅）， T98通電待 20 秒后動(dòng)作（東西綠燈閃爍）， 得電，南北紅燈亮；同時(shí) 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， 線圈得電，東西綠燈亮。 維持到 20 秒， T98 的動(dòng)合觸點(diǎn)接通， T99 通電待 3 秒后動(dòng)作（東西黃燈亮），與 T98觸點(diǎn)串聯(lián)的 T32 動(dòng)合觸點(diǎn)每隔 秒導(dǎo)通 ，從而使東西綠燈閃爍。 又過 3秒， T100 通電待 2秒后動(dòng)作（東西 黃燈滅）， T99 的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， 線圈失電，東西綠燈滅；此時(shí) T99 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， 線圈得電，東西黃燈亮。 再過 2秒后， T100 的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， 線圈失電，東西黃燈滅。 此時(shí)自開關(guān)閉合南北紅燈亮起累計(jì)時(shí)間達(dá) 25 秒， T33 的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， 線圈失電，南北紅燈滅； T33 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， T97 通電待 30 秒后動(dòng)作（東西紅燈熄滅）， T34通電待 25 秒后動(dòng)作（南北綠燈閃爍）， 線圈得電，東西紅燈亮， 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， 線圈得電，南北綠燈亮。 又經(jīng)過 25 秒， T34 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， T35 通電待 3秒后動(dòng)作（南北黃燈亮），與 T34 觸點(diǎn)串聯(lián)的 T32的觸點(diǎn)每隔 秒導(dǎo)通 ，從而使南北綠燈閃爍。 閃爍 3秒， T34 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， 線圈失電，南北綠燈滅；此時(shí) T35 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， 線圈得電，南北黃燈亮。 維持 2秒后， T36 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， 線圈失電，南北黃燈滅。 自南北紅燈滅及東西紅燈亮累計(jì)時(shí)間達(dá) 30 秒鐘， T97 的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， T33 動(dòng)斷觸點(diǎn)復(fù)位， 線圈失電，即維持了 30秒的東西紅燈滅。 T33 動(dòng)斷觸點(diǎn)復(fù)位斷開時(shí)， T97 定時(shí)器失電， T97的動(dòng)斷觸點(diǎn)復(fù)位閉合，只要不斷開按鈕 SB1，系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)下去。 本章小結(jié) 本章介紹 S7200 系列 PLC 交通燈控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì) ,關(guān)鍵是系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ,核心則是控制程序設(shè)計(jì)。重點(diǎn)要掌握 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和設(shè)計(jì)的一般流程 ,要有一個(gè)整體的概念。在滿足控制要求、環(huán)境要求和性價(jià)比等條件下，合理選擇 PLC 的機(jī)型和硬件配置，正確地進(jìn)行估算，合理選擇輸入 /輸出模塊，完成 PLC 的硬件與軟件的設(shè)計(jì)。 通過這次可編程控制器的課程設(shè)計(jì)，終于發(fā)現(xiàn)腦海里有了工程的思想。以前單方面的學(xué)習(xí)了電子硬件知識(shí)和軟件知識(shí)。有人說只懂硬件，那是一個(gè)技術(shù)員，只懂軟件的，那 是程序員。系統(tǒng)結(jié)合，要軟硬兼施，才能具備一個(gè)工程師綜合素質(zhì)。 20 第 4 章 系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試 大體思路流程如下： 硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。 ①靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。 第一步：目測(cè)。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 第二步：用萬(wàn)用表測(cè)試。先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步：加電檢測(cè) 。給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏每删幊炭刂破鏖_發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 ②動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無關(guān)的 器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊