【正文】 路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 小結(jié) PLC課程結(jié)束了，又到了課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們組分到了： 基于 S7200 PLC的十字路口交通信號(hào)燈的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 面對(duì) 這個(gè)題目根據(jù)老師課堂講的內(nèi)容很快就確定了設(shè)計(jì)的方向，并與 同學(xué)們的合作解決遇到的問(wèn)題。模擬量輸入模塊接收標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓或電流猴，把它轉(zhuǎn)換成8未、10未或12位的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，送給中央處理器進(jìn)行處理?，F(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是0 — 5伏和0 — 10伏兩種。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一些信號(hào)是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過(guò)模擬量輸入/輸出模塊與PLC的中央處理器連接。數(shù)字兩輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。這些模塊分直流和交流、電壓和電流類(lèi)型，每種類(lèi)型又有不同的參數(shù)等級(jí)，主要有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入輸出/模塊，部件上都設(shè) 有接線端子排，為了濾除信號(hào)的噪聲和便于PLC內(nèi)部對(duì)信號(hào)的處理，這些模塊上都帶有基于 s7200 plc 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存電路。輸入模塊的作用是接收中央處理器處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件所能接收的控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)如電磁閥、燈光顯示、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，如按鈕開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)以及傳感輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量（壓力、流量、溫度、電壓、電流）等 ，都要通過(guò)輸入模塊送到PLC。也可將用戶(hù)程序存放在EEPROM中。所謂用戶(hù)程序時(shí)指使用戶(hù)根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的的產(chǎn)生過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的控制程序。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持存儲(chǔ)區(qū)域， 前者PLC斷電時(shí)，由內(nèi)部鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng)PLC斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零。整個(gè)I/O映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開(kāi)關(guān)量I/O映象區(qū)；模擬量I/O映象區(qū)。它需要一定數(shù)量存儲(chǔ)單元(RAM)以存放I/O狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱(chēng)作I/O映象區(qū)。 系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類(lèi)軟設(shè)備，如：邏基于 s7200 plc 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。由制造廠商將其固化EPROM中，用戶(hù)不能直接存取。 [3] PLC存儲(chǔ)空間分配 各種PLCCPU最大尋址空間各不相同，PLC工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： （1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū) （2）系統(tǒng)R AM存儲(chǔ)區(qū)（包括I/O映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等） （3）用戶(hù)程序存儲(chǔ)區(qū) [4] 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)系統(tǒng)程序。 （3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除只讀存儲(chǔ)器。斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。 PLC常用存儲(chǔ)器類(lèi)型 （1）RAM （Random Assess Memory） 這是一種讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。 存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 進(jìn)一步提高PLC可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或基于 s7200 plc 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 采用三CPU表決式系統(tǒng)。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以?huà)呙璺绞浇邮宅F(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 41 PLC 硬件結(jié)構(gòu) 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC控制中樞。根據(jù)控制任務(wù)要求，運(yùn)用 step7 一 micro／ win32 軟件設(shè)計(jì)交通燈系統(tǒng)的梯形圖程序， 如圖 4。時(shí)間設(shè)定由定時(shí)器 (T)完成，通過(guò)不同的定時(shí)器的交替觸發(fā)和定時(shí)來(lái)控制各個(gè)車(chē)道每個(gè)信號(hào)燈的亮滅時(shí)間。 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 5 軟件 設(shè)計(jì) 部分 控制系統(tǒng)的程序可分為兩個(gè)模塊：開(kāi)始模塊和十字路口信號(hào)燈控制模塊。 表一 PLC I/O 口分配 輸入元件 輸入地址 輸出元件 輸出地址 啟動(dòng)按鈕 南北紅燈 南北黃燈 南北綠燈 東西紅燈 東西黃燈 東西綠燈 南北車(chē)燈（乙） 東西車(chē)燈（甲） 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)系統(tǒng)對(duì) I／ O 口量的需求，選用 s7— 200 來(lái)完成設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖 2 所示 。由此確定，系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)為 1，輸出點(diǎn)數(shù)為 8，全部為開(kāi)關(guān)量。輸出信號(hào)有東西方向、南北方向兩組指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及東西方向、南北方向的車(chē)輛運(yùn)行指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)甲、乙。 如此循環(huán)下去。 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)。 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)。要求完成以下項(xiàng)目： 畫(huà)出 交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖 畫(huà)出交通燈的控制流程圖 完成可編程控制器 I/O 端口分配和外部接線圖 完成十字路口交通信號(hào)燈 PLC 控制梯形圖編程 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 發(fā)揮部分 2 設(shè)計(jì)思路 按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門(mén)子 S7200 系列可編程控制器的特性（見(jiàn)附錄）， 選擇適合的型號(hào)。南北綠燈亮維持 25 秒，然后閃亮 3 秒后熄滅。到 2 秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。到 20 秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮 3 秒后熄滅。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。因此， PLC 技術(shù)已成為電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技能型人才必不可少的重要技能，通過(guò)實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)消化吸收，提高 PLC 編程技能。 自 1969 年第一臺(tái)可控編程控制器問(wèn)世以來(lái)，目前可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器 。 關(guān)鍵字： PLC 交通燈控制 設(shè)計(jì) 調(diào)試 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 目錄 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................. I 摘要 ......................................................................................................................... II 目錄 .......................................................................................................................... 3 1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 ........................................................................................................ 4 設(shè)計(jì)要求 ...................................................................................................... 4 基 本要求 ................................................................................................... 4 發(fā)揮部分 ................................................................................................... 5 2 設(shè)計(jì)思路 ............................................................................................................... 5 3 設(shè)計(jì)與分析 ............................................................................................................ 6 設(shè)計(jì)框圖 ............................................................................................................. 6 設(shè)計(jì)分析 ............................................................................................................. 6 4 硬件部分 ............................................................................................................. 8 PLC I/O 分配 ..................................................................................................... 8 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 ............................................................................................... 9 PLC 的接線形式 .............................................................................................. 10 5 軟件設(shè)計(jì)部分 ....................................................................................................... 11 梯形圖 .............................................................................................................. 12 語(yǔ)句表 ............................................................................................................... 15 6 PLC 概述 ........................................................................................................... 18 ..................................................................................................... 18 中央處理單元 (CPU) ........................................................................................... 18 存儲(chǔ)器 .......................................................................