【文章內(nèi)容簡介】 章肇事事件進行見證和查詢。 通信系統(tǒng) 西門子 S7200 PLC 的通信功能較強，自由端口模式是計算機或其它帶有串行通信接口的設備與 S7200 CPU 之間通信的一種廉價和靈活的方法。它以用戶定義的通信協(xié)議為基礎，通過使用相關(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，實現(xiàn)與多種智能設備的連接。利用 PLC 的通信功能， PLC 與上位機之間的數(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，也可以接受上位機的指令進行重新組態(tài)，修改控制參數(shù) 及直接控制現(xiàn)場執(zhí)行設備。 在 S7200 系統(tǒng)中， PPI、 MPI、 PROFIBUSDP 協(xié)議都可以在 RS485 網(wǎng)絡上通信。 RS485是 S7200 最常用的電氣通信基礎。 CPU 通信口的最高速率為 波特，保證的通信距離為 50m。要獲得更長的通信距離，需要增加 RS485 中繼器；在一個總線型網(wǎng)絡上最多加 9 個中繼器，但通信距離不能超過 9600m。 PC機的標準串口為 RS232。 S7200系列 CPU226提供 2個串口，其中一個端口 (PORT1)作為 DP 口，另一個端口 (PORT 0)為自由口，自由口為標準 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行數(shù)據(jù)傳送，所以無法實現(xiàn)硬件握手信號。因此， PLC 和 PC 的通信必須協(xié)調(diào)進行，在本系統(tǒng)中考慮到 PLC 長期連續(xù)工作在采集信號、控制狀態(tài)下，而 PC 機僅作為監(jiān)控，所以 PC 機與 PLC 之間的通信采用主從方 PC 機 RS232 接口 RS232/ RS485 轉(zhuǎn)換器 PLC RS485 接口 12 式， PC 機始終處于主導地位 。數(shù)據(jù)的傳送都由 PC 機定時發(fā)出命令，該命令也作 為握手信號。 PLC 一旦收到命令，在對命令進行確認無誤后，返回該命令作為應答。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；或準備接受 PC 機下傳的給定壓力，存入指定存儲區(qū)。為了驗證數(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)送過來的累加和進行比較，若相等則發(fā)送成功；反之則放棄這批數(shù)據(jù)，并發(fā)出錯誤信息給對方，要求對方重發(fā)，以確保修改后的壓力值實時傳給下位機。 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)如無線電、紅外微波等在 PLC 網(wǎng) 絡中應用很少。其中雙絞線（帶屏蔽）成本低、安裝簡單；光纜尺寸小 、質(zhì)量輕、傳輸距離遠，但成本高、安裝維修需專用儀器。 本設計監(jiān)控數(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)點如下： 1 光纖用各種玻璃外加保護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，就構(gòu)成一條光前通道，由多條光纖組成光纖電纜； 2 光纖普遍用于點到點的連接，可以在 68km 的距離內(nèi)不使用中繼器進行傳輸； 3 光纖不易受電磁干擾和噪聲的影響，所以抗干擾性極強，在價格方面，光纖的價格比同軸電纜和雙絞線高。 13 4 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)控制過程 系統(tǒng)由傳感器、輸入接口電路、 PLC、信號燈、電源等組成。以 一個十字路口為例 , 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，東面人行道放行，依此類推 ,順序為東、北、南、西 ,綠燈的放行時間初始設定值為 30 秒，時間結(jié)束后綠燈閃五 次（ 1 秒一次）， 紅燈亮。每個方向循環(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)運行邏輯流程圖 交通燈正常循環(huán)運行邏輯流 程圖如圖 所示。 圖 交通燈正常循環(huán)運行流程圖 14 圖 交通燈正常循環(huán)運行流程圖 （ 2） 急車強通控制的邏輯流程圖 急車強通控制的邏輯流程圖如圖 所示。 15 圖 急車強通控制流程圖 16 交通燈工作時序圖 交通燈工作時序圖如圖 所示。 圖 交通燈工作時序圖 17 梯形圖 本設計采用 S7200 系列專用編程軟件 STEPMirco/WIN32 編程軟件進行編程。 STEPMirco/WIN32 編程軟件是基于 Windows 的應用軟件，由西門子公司專 門為S7200 系列可編程控制器設計開發(fā)。它功能強大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時也可實時監(jiān)控用戶程序執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子 S7200 用戶不可缺少的開發(fā)工具。現(xiàn)在加上漢化程序后，可在全漢化的界面下進行操作，使中國的用戶使用起來更加方便與實用。 本設計采用順序控制指令進行編程，具體程序如下： 網(wǎng)絡一：置位初始狀態(tài)。網(wǎng)絡二：狀態(tài) 開始 網(wǎng)絡三：在狀態(tài) 中，實現(xiàn)東西、南北方向交通燈以及人行道交通燈的復位和置位。 網(wǎng)絡四：若啟動按鈕有效，分支開始，順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移到狀態(tài) 網(wǎng) 絡五：復位狀態(tài) 18 網(wǎng)絡六：狀態(tài) 開始 網(wǎng)絡七： 狀態(tài)執(zhí)行，南北同時左轉(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、南北人行同時綠燈閃 3 秒 程序執(zhí)行 43 秒時對南北直行綠、南北人行綠、東西右行綠進行復位 南北直行黃、東西右行黃 2 秒 程序執(zhí)行 45 秒時對南北直行黃、東西右行黃、東西左轉(zhuǎn)紅進行復位 東西左轉(zhuǎn)綠、東西右行紅 10 秒 程序執(zhí)行 45 秒時對南北直行紅進行置位 東西左轉(zhuǎn)綠燈閃 3 秒 程序執(zhí)行 55 秒時對東西直 行綠、東西右行綠進行置位，對東西直行紅進行復位 定時器 T37 設定植 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 東西人行道綠燈復位 東西人行紅道紅燈復位 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 計時器 T38 設定值 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 東西人行綠復位 南北直行綠、南北右行綠復位 定時器 T39 設定值 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 有急車來時，將急車強通開關(guān)接通，不管原來信號狀態(tài)如何，一律強制讓急車來車方向的綠燈亮，直到急車通過為止，將急車強通開關(guān)斷開，信號的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車放行方向的綠燈閃亮 3 次。隨后按正常時序控制。急車強通控制梯形圖如下。 24 圖 東西方向急車強通控制梯形圖 25 圖 南北方向急車強通控制梯形圖 26 監(jiān)控界面設計 隨著經(jīng)濟發(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國際性的問題。因此，設計可靠、 安全、便捷的多功能交通燈控制系統(tǒng)有極大的現(xiàn)實必要性。通常情況下，交通信號燈控制的主要缺陷是交通信號燈控制系統(tǒng)缺乏有效的應急措施，導致十字路 口 交通受阻，造成不必要的經(jīng)濟損失。為此，我們考慮設計十字路口的監(jiān)控系統(tǒng)。以便方便、快速的對交通燈控制。 Siemens 公司生產(chǎn)的 PLC 由于價格低、適應工業(yè)現(xiàn)場以及強大聯(lián)網(wǎng)功能特點被廣泛使用?？紤]到這些因素，本系統(tǒng)以 PLC 作為下位機。上位機采用 VB 高級語言，由于本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能相對簡單，涉及的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理要求不是太高，因此考慮用價格便宜，通訊容易實現(xiàn)的 VB 作為上位機 的語 言界面 。 本 節(jié) 介紹了 VB 和 PLC 通訊的實現(xiàn)過程。該系統(tǒng)以裝有 VB 的 PC 機作為上位機，PLC 作為下位機。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 PC/PPI 電纜連接 PC 機和 PLC,實現(xiàn)上位機和下位機的串口通訊。并給出了該方法在十字路口交通燈實時監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應用。 系統(tǒng)構(gòu)成 圖 PC機與 PLC連接示意圖 監(jiān)控系統(tǒng)主要由計算機和 PLC 構(gòu)成。用 PC/PPI 電纜連接計算機的 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 開關(guān)來為電纜配置正確的波特率）。 27 本系統(tǒng)選用的計算機處理器型號是 Pentium （ R） 4 CPU。 有 40G 的硬盤空間；選用 Microsoft windows XP 操作系統(tǒng)；有一個 COM 口。 Siemens 公司提供多種型號的 CPU 以適應各種應用。本系統(tǒng)選用的是 Siemens 公司生產(chǎn)的 CPU224 型號的 S7200PLC, 它有一個 RS485 口， 14 個輸入口， 10 個輸出口，完全可以滿足該系統(tǒng)的要求（該系統(tǒng)需要 8 個輸出口）。 操作流程及通訊原理 操作流程 （ 1） 在 SETP7Micro/WIN 軟件的操作欄中點擊 system block 圖標，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） 在操作欄中點擊 munications 圖標，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 VB 界面，點擊菜單的 “ 運行 ” 選項，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)控界面上的開始按鈕，通訊開始。 通訊原理 當程序開始時，初始化 VB 界面，打開通信端口，當按下 VB 界面上的開始按鈕時，啟動定時器，用于采集通信數(shù)據(jù)，該定時器每隔 采集一次通信數(shù)據(jù)；同時接收和發(fā)送函數(shù)也已經(jīng)打開，這時可以在 VB 界面中輸入南北、東西交通燈的運行時間。即在VB 中輸入數(shù)據(jù)傳送給 PLC。 PLC 程序開始時，初始化 PLC 的通訊端口，接收 VB 發(fā)送過來的數(shù)據(jù)， PLC 判斷是否接收到結(jié)束字符，如果沒有接收到結(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 后開始向 VB 發(fā)送數(shù)據(jù)。如果由于任何其它原因接收完成，啟動一個新的接收。 29 VB 接收 PLC 發(fā)送過來的數(shù)據(jù) “1” 或 “0” 來控制交通燈的 “ 亮 ” 或 “ 滅 ” ，同時控制對應車的 “ 運行 ” 或 “ 停止 ” 。 當沒有按下停止或結(jié)束按鈕時， 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。這樣就達到了計算機上的模擬界面來監(jiān)控實際路面交通的運