【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 章肇事事件進(jìn)行見(jiàn)證和查詢。 通信系統(tǒng) 西門子 S7200 PLC 的通信功能較強(qiáng)，自由端口模式是計(jì)算機(jī)或其它帶有串行通信接口的設(shè)備與 S7200 CPU 之間通信的一種廉價(jià)和靈活的方法。它以用戶定義的通信協(xié)議為基礎(chǔ)，通過(guò)使用相關(guān)的中斷指令和專用的通信指令控制 S7200 CPU 通信口的操作模式，實(shí)現(xiàn)與多種智能設(shè)備的連接。利用 PLC 的通信功能， PLC 與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。 PLC 采集的數(shù)據(jù)及 PLC 的狀態(tài)可傳送給上位機(jī)，也可以接受上位機(jī)的指令進(jìn)行重新組態(tài)，修改控制參數(shù) 及直接控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備。 在 S7200 系統(tǒng)中， PPI、 MPI、 PROFIBUSDP 協(xié)議都可以在 RS485 網(wǎng)絡(luò)上通信。 RS485是 S7200 最常用的電氣通信基礎(chǔ)。 CPU 通信口的最高速率為 波特，保證的通信距離為 50m。要獲得更長(zhǎng)的通信距離，需要增加 RS485 中繼器；在一個(gè)總線型網(wǎng)絡(luò)上最多加 9 個(gè)中繼器，但通信距離不能超過(guò) 9600m。 PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)串口為 RS232。 S7200系列 CPU226提供 2個(gè)串口，其中一個(gè)端口 (PORT1)作為 DP 口，另一個(gè)端口 (PORT 0)為自由口，自由口為標(biāo)準(zhǔn) RS485 口 .西門子公司提供的 PC/PPI 電纜帶有 RS232/RS485 電平轉(zhuǎn)換器，因此在不增加任何硬件的情況下，可以很方便地將 PLC 和 PC 機(jī)互聯(lián)，如圖 所示。 圖 PLC— PC連接圖 在上述通信方式下，由于只有用了二根線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)硬件握手信號(hào)。因此， PLC 和 PC 的通信必須協(xié)調(diào)進(jìn)行，在本系統(tǒng)中考慮到 PLC 長(zhǎng)期連續(xù)工作在采集信號(hào)、控制狀態(tài)下，而 PC 機(jī)僅作為監(jiān)控，所以 PC 機(jī)與 PLC 之間的通信采用主從方 PC 機(jī) RS232 接口 RS232/ RS485 轉(zhuǎn)換器 PLC RS485 接口 12 式， PC 機(jī)始終處于主導(dǎo)地位 。數(shù)據(jù)的傳送都由 PC 機(jī)定時(shí)發(fā)出命令，該命令也作 為握手信號(hào)。 PLC 一旦收到命令，在對(duì)命令進(jìn)行確認(rèn)無(wú)誤后，返回該命令作為應(yīng)答。然后根據(jù)命令組織數(shù)據(jù)并存入指定的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，上傳給 PC 機(jī)；或準(zhǔn)備接受 PC 機(jī)下傳的給定壓力，存入指定存儲(chǔ)區(qū)。為了驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性，把所有發(fā)送的數(shù)據(jù)作累加，并把結(jié)果與發(fā)送過(guò)來(lái)的累加和進(jìn)行比較，若相等則發(fā)送成功；反之則放棄這批數(shù)據(jù)，并發(fā)出錯(cuò)誤信息給對(duì)方，要求對(duì)方重發(fā)，以確保修改后的壓力值實(shí)時(shí)傳給下位機(jī)。 目前，普遍使用的傳送介質(zhì)有：同軸電纜、雙絞線、光纜，其他介質(zhì)如無(wú)線電、紅外微波等在 PLC 網(wǎng) 絡(luò)中應(yīng)用很少。其中雙絞線（帶屏蔽）成本低、安裝簡(jiǎn)單；光纜尺寸小 、質(zhì)量輕、傳輸距離遠(yuǎn)，但成本高、安裝維修需專用儀器。 本設(shè)計(jì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的通信傳輸介質(zhì)選擇光纖電纜，與其他介質(zhì)相比，具體優(yōu)點(diǎn)如下： 1 光纖用各種玻璃外加保護(hù)層組成在折射率較高的單根關(guān)前外面用折射率較低的包層圍裹起來(lái)，就構(gòu)成一條光前通道，由多條光纖組成光纖電纜； 2 光纖普遍用于點(diǎn)到點(diǎn)的連接，可以在 68km 的距離內(nèi)不使用中繼器進(jìn)行傳輸； 3 光纖不易受電磁干擾和噪聲的影響，所以抗干擾性極強(qiáng)，在價(jià)格方面，光纖的價(jià)格比同軸電纜和雙絞線高。 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)控制過(guò)程 系統(tǒng)由傳感器、輸入接口電路、 PLC、信號(hào)燈、電源等組成。以 一個(gè)十字路口為例 , 該路口控制為普通采用的方式，依次放行順序南、東、西、北。按綠燈指示方向行駛 , 人行道在南面車輛放行時(shí)，東面人行道放行，依此類推 ,順序?yàn)闁|、北、南、西 ,綠燈的放行時(shí)間初始設(shè)定值為 30 秒，時(shí)間結(jié)束后綠燈閃五 次（ 1 秒一次）， 紅燈亮。每個(gè)方向循環(huán)一次 90 秒 。人行道只有綠燈和紅燈，由放行車道的綠、紅燈并聯(lián)控制 ,綠燈結(jié)束后，綠燈延遲 三秒后常亮。 流程圖 （ 1） 交通燈正常循環(huán)運(yùn)行邏輯流程圖 交通燈正常循環(huán)運(yùn)行邏輯流 程圖如圖 所示。 圖 交通燈正常循環(huán)運(yùn)行流程圖 14 圖 交通燈正常循環(huán)運(yùn)行流程圖 （ 2） 急車強(qiáng)通控制的邏輯流程圖 急車強(qiáng)通控制的邏輯流程圖如圖 所示。 15 圖 急車強(qiáng)通控制流程圖 16 交通燈工作時(shí)序圖 交通燈工作時(shí)序圖如圖 所示。 圖 交通燈工作時(shí)序圖 17 梯形圖 本設(shè)計(jì)采用 S7200 系列專用編程軟件 STEPMirco/WIN32 編程軟件進(jìn)行編程。 STEPMirco/WIN32 編程軟件是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，由西門子公司專 門為S7200 系列可編程控制器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。它功能強(qiáng)大，主要為用戶開(kāi)發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子 S7200 用戶不可缺少的開(kāi)發(fā)工具?，F(xiàn)在加上漢化程序后，可在全漢化的界面下進(jìn)行操作，使中國(guó)的用戶使用起來(lái)更加方便與實(shí)用。 本設(shè)計(jì)采用順序控制指令進(jìn)行編程，具體程序如下： 網(wǎng)絡(luò)一：置位初始狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)二：狀態(tài) 開(kāi)始 網(wǎng)絡(luò)三：在狀態(tài) 中，實(shí)現(xiàn)東西、南北方向交通燈以及人行道交通燈的復(fù)位和置位。 網(wǎng)絡(luò)四：若啟動(dòng)按鈕有效，分支開(kāi)始，順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移到狀態(tài) 網(wǎng) 絡(luò)五：復(fù)位狀態(tài) 18 網(wǎng)絡(luò)六：狀態(tài) 開(kāi)始 網(wǎng)絡(luò)七： 狀態(tài)執(zhí)行，南北同時(shí)左轉(zhuǎn)綠、直行紅、右轉(zhuǎn)紅 10S 南北左轉(zhuǎn)綠燈閃 3 秒 南北黃燈亮 2 秒 南北人行道綠燈亮 27 秒 南北左轉(zhuǎn)紅 30 秒 東西右轉(zhuǎn)、南北直行、南北人行同時(shí)綠燈閃 3 秒 程序執(zhí)行 43 秒時(shí)對(duì)南北直行綠、南北人行綠、東西右行綠進(jìn)行復(fù)位 南北直行黃、東西右行黃 2 秒 程序執(zhí)行 45 秒時(shí)對(duì)南北直行黃、東西右行黃、東西左轉(zhuǎn)紅進(jìn)行復(fù)位 東西左轉(zhuǎn)綠、東西右行紅 10 秒 程序執(zhí)行 45 秒時(shí)對(duì)南北直行紅進(jìn)行置位 東西左轉(zhuǎn)綠燈閃 3 秒 程序執(zhí)行 55 秒時(shí)對(duì)東西直 行綠、東西右行綠進(jìn)行置位，對(duì)東西直行紅進(jìn)行復(fù)位 定時(shí)器 T37 設(shè)定植 58 秒 19 20 T37 有效，順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移 順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移結(jié)束 21 狀態(tài) 東西左轉(zhuǎn)黃燈亮 2 秒 東西人行道綠燈復(fù)位 東西人行紅道紅燈復(fù)位 東西左轉(zhuǎn)紅置位 東西人行綠、南北右行綠、東西直行綠閃 2 秒 計(jì)時(shí)器 T38 設(shè)定值 30 秒 T38 有效，順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移 22 順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移結(jié)束 狀態(tài) 南北直行黃置位 東西人行紅、南北右行黃置位 東西人行綠復(fù)位 南北直行綠、南北右行綠復(fù)位 定時(shí)器 T39 設(shè)定值 2 秒 23 T39 有效，順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移 順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移結(jié)束 有急車來(lái)時(shí)，將急車強(qiáng)通開(kāi)關(guān)接通，不管原來(lái)信號(hào)狀態(tài)如何，一律強(qiáng)制讓急車來(lái)車方向的綠燈亮，直到急車通過(guò)為止，將急車強(qiáng)通開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，信號(hào)的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車放行方向的綠燈閃亮 3 次。隨后按正常時(shí)序控制。急車強(qiáng)通控制梯形圖如下。 24 圖 東西方向急車強(qiáng)通控制梯形圖 25 圖 南北方向急車強(qiáng)通控制梯形圖 26 監(jiān)控界面設(shè)計(jì) 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通擁塞已成為一個(gè)國(guó)際性的問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)可靠、 安全、便捷的多功能交通燈控制系統(tǒng)有極大的現(xiàn)實(shí)必要性。通常情況下，交通信號(hào)燈控制的主要缺陷是交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)缺乏有效的應(yīng)急措施，導(dǎo)致十字路 口 交通受阻，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。為此，我們考慮設(shè)計(jì)十字路口的監(jiān)控系統(tǒng)。以便方便、快速的對(duì)交通燈控制。 Siemens 公司生產(chǎn)的 PLC 由于價(jià)格低、適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)以及強(qiáng)大聯(lián)網(wǎng)功能特點(diǎn)被廣泛使用。考慮到這些因素，本系統(tǒng)以 PLC 作為下位機(jī)。上位機(jī)采用 VB 高級(jí)語(yǔ)言，由于本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，涉及的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理要求不是太高，因此考慮用價(jià)格便宜，通訊容易實(shí)現(xiàn)的 VB 作為上位機(jī) 的語(yǔ) 言界面 。 本 節(jié) 介紹了 VB 和 PLC 通訊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。該系統(tǒng)以裝有 VB 的 PC 機(jī)作為上位機(jī)，PLC 作為下位機(jī)。利用 VB 中的 MSComm 控件 , PLC 的自由口模式創(chuàng)建用戶定義的協(xié)議，通過(guò) PC/PPI 電纜連接 PC 機(jī)和 PLC,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的串口通訊。并給出了該方法在十字路口交通燈實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。 系統(tǒng)構(gòu)成 圖 PC機(jī)與 PLC連接示意圖 監(jiān)控系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)和 PLC 構(gòu)成。用 PC/PPI 電纜連接計(jì)算機(jī)的 RS232 口和 PLC的 RS485 口，作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（使用 PC/PPI 電纜上的 DIP 開(kāi)關(guān)來(lái)為電纜配置正確的波特率）。 27 本系統(tǒng)選用的計(jì)算機(jī)處理器型號(hào)是 Pentium （ R） 4 CPU。 有 40G 的硬盤空間；選用 Microsoft windows XP 操作系統(tǒng)；有一個(gè) COM 口。 Siemens 公司提供多種型號(hào)的 CPU 以適應(yīng)各種應(yīng)用。本系統(tǒng)選用的是 Siemens 公司生產(chǎn)的 CPU224 型號(hào)的 S7200PLC, 它有一個(gè) RS485 口， 14 個(gè)輸入口， 10 個(gè)輸出口，完全可以滿足該系統(tǒng)的要求（該系統(tǒng)需要 8 個(gè)輸出口）。 操作流程及通訊原理 操作流程 （ 1） 在 SETP7Micro/WIN 軟件的操作欄中點(diǎn)擊 system block 圖標(biāo)，出現(xiàn)圖 所示的界面。 圖 配置 S7200CPU （ 2） 為 PLC 選擇站地址、波特率。 （ 3） 在操作欄中點(diǎn)擊 munications 圖標(biāo)，出現(xiàn)圖 所示的界面。 28 圖 4。 9 配置 S7200CPU （ 4） 在所示的界面上點(diǎn)擊右邊欄的 “ 雙擊刷新 ” 按鈕，以便搜尋正確的波特率。 （ 5） 將程序下載至 PLC。 （ 6） 將 PLC 處于 RUN 模式。 （ 7） 打開(kāi) VB 界面，點(diǎn)擊菜單的 “ 運(yùn)行 ” 選項(xiàng)，出現(xiàn) 監(jiān)控界面，在監(jiān)控 界面中輸入需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 （ 8） 單擊 監(jiān)控界面上的開(kāi)始按鈕，通訊開(kāi)始。 通訊原理 當(dāng)程序開(kāi)始時(shí)，初始化 VB 界面，打開(kāi)通信端口，當(dāng)按下 VB 界面上的開(kāi)始按鈕時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，用于采集通信數(shù)據(jù)，該定時(shí)器每隔 采集一次通信數(shù)據(jù)；同時(shí)接收和發(fā)送函數(shù)也已經(jīng)打開(kāi)，這時(shí)可以在 VB 界面中輸入南北、東西交通燈的運(yùn)行時(shí)間。即在VB 中輸入數(shù)據(jù)傳送給 PLC。 PLC 程序開(kāi)始時(shí)，初始化 PLC 的通訊端口，接收 VB 發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)， PLC 判斷是否接收到結(jié)束字符，如果沒(méi)有接收到結(jié)束字符， PLC 將處于接收狀態(tài)，如果接收到結(jié)束字符， PLC 延時(shí) 后開(kāi)始向 VB 發(fā)送數(shù)據(jù)。如果由于任何其它原因接收完成，啟動(dòng)一個(gè)新的接收。 29 VB 接收 PLC 發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù) “1” 或 “0” 來(lái)控制交通燈的 “ 亮 ” 或 “ 滅 ” ，同時(shí)控制對(duì)應(yīng)車的 “ 運(yùn)行 ” 或 “ 停止 ” 。 當(dāng)沒(méi)有按下停止或結(jié)束按鈕時(shí)， VB 每隔 發(fā)送一次數(shù)據(jù)給 PLC, PLC 接收到數(shù)據(jù)后，如果滿足發(fā)送條件，就把數(shù)據(jù)發(fā)送給 VB。這樣就達(dá)到了計(jì)算機(jī)上的模擬界面來(lái)監(jiān)控實(shí)際路面交通的運(yùn)