【正文】 軌道的信號燈色種的變化，當(dāng)被觸發(fā)時，信號燈作出相應(yīng)的響應(yīng)； 和 是一號軌道選擇南北方向變軌器的行程開關(guān)，同一時間，南北方向只有一個變軌器 作出響應(yīng)。 設(shè)計 方 案 (1) 預(yù)想背景為此車站有 5 條軌道，主行軌道為一號，其余為輔助軌道；當(dāng)系統(tǒng)上電時，車站軌道為空閑狀態(tài)，各軌道南北綠色信號燈點(diǎn)亮； (2) 以一號軌道為例，火車從南邊駛?cè)耄ū边咇側(cè)胪?，只是兩個觸點(diǎn)的上升沿和下降沿互換），首先觸發(fā)南方選擇變軌器的行程開關(guān)，當(dāng)一號軌道空閑時，軌道變軌器不做響應(yīng)，火車直接運(yùn)行在一號軌道進(jìn)入車站。當(dāng)火車機(jī)頭途經(jīng)觸點(diǎn) 時，上升沿觸發(fā)觸點(diǎn)，一號軌道綠色信號燈熄滅，紅色信號燈點(diǎn)亮，并持續(xù)點(diǎn)亮。直至該火車完成作業(yè)任務(wù)離開此車站時，當(dāng)火車車尾途經(jīng)觸點(diǎn) 時，下降沿觸發(fā)使信號燈復(fù)位，綠色信號燈持續(xù)點(diǎn)亮，紅色信號燈熄滅。 (3) 當(dāng)一號軌道被其他火車占用時，軌道此時紅色信號燈點(diǎn)亮，同時作為輸入信號觸發(fā)道岔作出響應(yīng)，火車進(jìn)站之前變軌至二號軌道，同理當(dāng)火車進(jìn)入二號軌道后，火車機(jī)頭途經(jīng)觸點(diǎn) 時，二號軌道綠色信號燈熄滅，紅色信號燈電亮，并將持續(xù)點(diǎn)亮。當(dāng)火車駛離車站時，火車車尾途經(jīng)觸點(diǎn) ，信號燈復(fù)位響應(yīng)，同時觸發(fā)出站變軌器，變軌至一號軌道，完成作業(yè)任務(wù)。 (4) 同理，二號軌道被占用（即有火車此時作?？咳蝿?wù)），進(jìn)站道岔變軌至三號軌道，三號軌道被占用， 道岔變軌至四號道岔，以此類推?；疖囘M(jìn)站的原則遵循由一號至五號軌道順序的選擇空閑的軌道完成作業(yè)任務(wù)。當(dāng)所有軌道同時被占用時，主行軌道信號燈藍(lán)色信號燈點(diǎn)亮，火車無法途經(jīng)車站，需要停車等候，直至有空閑軌道方可進(jìn)站完成作業(yè)任務(wù)。 設(shè)計 目標(biāo) 在 PLC 統(tǒng)一控制下，軌道閑置時，綠色信號燈點(diǎn)亮；軌道繁忙時，紅色信號燈點(diǎn)亮；一號軌道閑置時，進(jìn)站變軌器不工作，出站變軌器工作；一號軌道繁忙時，進(jìn) \出站變軌器工作，變軌原則遵循一號至五號軌道依次選擇閑置軌道沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 變軌。車站的信號燈和軌道變軌器作出合理的響應(yīng)，指揮和引導(dǎo)火車進(jìn)行 正確的進(jìn)站方式，有效的完成通過、停靠、進(jìn)站變軌、出站變軌、停車等待軌道全忙等作業(yè)任務(wù)。 軟件配置 本設(shè)計主要基于 STEP7 版本軟件。 STEP 7 是一種用于對 SIMATIC 可編程邏輯控制器進(jìn)行組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。 它具有更廣泛的功能： （ 1） 可作為 SIMATIC 工業(yè)軟件的軟件產(chǎn)品中的一個擴(kuò)展選項(xiàng)包 ； （ 2） 為功能模塊和通訊處理器分配參數(shù)的時機(jī) ； （ 3） 強(qiáng)制模式與多值計算模式 ； （ 4） 全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊 ； （ 5） 使用通訊功能塊進(jìn)行的事件驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送 ； （ 6） 組態(tài)連接 ； SIMATIC 管理器是用于組態(tài)和編程的基本應(yīng)用程序 ，主要包括： （ 1） 創(chuàng)建項(xiàng)目結(jié)構(gòu) 項(xiàng)目類似一個文件夾，所有的數(shù)據(jù)均可按照一種體系化的結(jié)構(gòu)存儲在其中，并可供隨時使用。在項(xiàng)目創(chuàng)建完畢之后，所有其他的任務(wù)均將在該項(xiàng)目中執(zhí)行 ； （ 2） 組態(tài)站在對站進(jìn)行組態(tài)時，可指定希望使用的可編程控制器； （ 3） 組態(tài)硬件 在對硬件進(jìn)行配置時，可在組態(tài)表中指定自動化解決方案要使用的模塊以及用戶程序中對模塊進(jìn)行訪問的地址。也可對使用參數(shù)對模塊的屬性進(jìn)行設(shè)置 ； （ 4） 組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和通訊連接 通訊的基礎(chǔ)是預(yù)先組態(tài)的網(wǎng)絡(luò)。為此，需要創(chuàng)建自動化網(wǎng)絡(luò)所需 要的子網(wǎng)、設(shè)置子網(wǎng)屬性、以及設(shè)置已聯(lián)網(wǎng)工作站的網(wǎng)絡(luò)連接屬性和某些通訊連接 ； （ 5） 定義符號 可在符號表中定義局部符號或具有更多描述性名稱的共享符號，以便代替用戶程序中的絕對地址進(jìn)行使用 ； 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 （ 6） 創(chuàng)建程序 使用一種可選編程語言創(chuàng)建一個與模塊相鏈接或與模塊無關(guān)的程序，并將其存儲為塊、源文件或圖表 ； （ 7） 對程序進(jìn)行調(diào)試 和系統(tǒng)仿真 。 SIMATIC 管理器中 的基本操作步驟為 ： 圖 33 STEP7 基本操作步驟 硬件配置 本設(shè)計所采用的是模塊 式 PLC 的結(jié)構(gòu)，以最優(yōu)、最合理的硬件組態(tài)構(gòu)成滿足設(shè)計所需的的硬件配置。設(shè)計中，機(jī)架選擇 5 米長，能滿足各模塊的組裝；CPU 312 最多能組態(tài) 8 個模塊，設(shè)計只需組態(tài) 2 個擴(kuò)展模塊；設(shè)計中，輸入 \輸出量均為數(shù)字量；輸入點(diǎn)為： 14 個；輸出點(diǎn)為： 19 個。所選 CPU 312 自帶 10輸入口， 6 輸出口，擴(kuò)展輸入模塊（ DI）自帶 16 輸入口，擴(kuò)展輸出模塊（ DO）自帶 16 輸出口，完全滿足設(shè)計 I\O 口數(shù)量；電源（ PS 307）負(fù)載電源為常規(guī)市電，輸出電壓電流提供各模塊征程工 作。硬件組態(tài)均在 PLC 的編程軟件中進(jìn)行，主要為了方便個模塊的 匹配以及兼容。仿真時，方便 查 錯，同時所給出的參數(shù)設(shè)置項(xiàng)目 對程序進(jìn)行調(diào)試 配置硬件并為其分配參數(shù) 系統(tǒng)仿真 組建 組態(tài)硬件網(wǎng)絡(luò) 分配程序塊 編寫主程序和程序塊程序 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 清晰，明確 ，有利于計算 I\O 接口的計算。 以下為本設(shè)計中所選擇的硬件配置： 圖 24 設(shè)計硬件配置 表 25 設(shè)計硬件詳細(xì)表 硬件名稱 數(shù)量 相關(guān)參數(shù) 機(jī)架（ UR 0） 1 條 5m 電源（ PS 307 10A） 1 個 負(fù)載電源 120\230V； AC:24VDC:10A。 CPU（ CPU 312） 1 個 16 KB 工作內(nèi)存 ； ms/1000 條指令 ； MPI 連接 。單排最多可組態(tài) 8 個模塊 ； S7 通訊 (可加載的 FB/FC)；固化程序 。 數(shù)字輸入模塊（ DI） 1 個 16 輸入口；電源： 24 V；分成 16 組，不能和主站總線的子模塊進(jìn)行組態(tài) 。 數(shù)字輸出模塊（ DO） 1 個 16 輸出口；電源： 24 VDC/ A；具有診斷功能，可在線重新組態(tài) 。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 第 4 章 軟件編程 和 系統(tǒng) 仿真 梯形 程序 圖編程 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 （注：以上程序?yàn)橹骺刂瞥绦?、一號軌道和二號軌道的控制子程序，三號軌道至五號軌道的控制程序與二號軌道的控制程序完全一樣，其功能也一樣，沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 在此不一一列舉 ，詳細(xì)的程序?qū)⒃诟戒浿?體現(xiàn)） 梯形圖符號說明 編程所用到的梯形圖符號說明 （ 1）常開觸點(diǎn) | | 存儲在指定 地址 的位值為 1時， (常開觸點(diǎn) )處于閉合狀態(tài)。觸點(diǎn)閉合時，梯形圖軌道能流流 過觸點(diǎn)，邏輯運(yùn)算結(jié)果 (RLO) =1。否則，如果指定 地址 的信號狀態(tài)為 0，觸點(diǎn)將處于斷開狀態(tài)。觸點(diǎn)斷開時，能流不流過觸點(diǎn)，邏輯運(yùn)算結(jié)果 (RLO) =0。串聯(lián)使用時，通過 AND 邏輯將 | | 與 RLO 位進(jìn)行鏈接。并聯(lián)使用時，通過 OR 邏輯將其與 RLO 位進(jìn)行鏈接。 （ 2）常閉觸點(diǎn) | / | 存儲在指定 地址 的位值為 0時， (常閉觸點(diǎn) )處于閉合狀態(tài)。觸點(diǎn)閉合時，梯形圖軌道能流流過觸點(diǎn)，邏輯運(yùn)算結(jié)果 (RLO) =1。否則，如果指定 地址 的信號狀態(tài)為 1，將斷開 觸點(diǎn)。觸點(diǎn)斷開時，能流不流過觸點(diǎn)，邏輯運(yùn)算結(jié)果(RLO) =0。串聯(lián)使用時，通過 AND 邏輯將 | / | 與 RLO 位進(jìn)行鏈接。并聯(lián)使用時，通過 OR 邏輯將其與 RLO 位進(jìn)行鏈接。 （ 3）復(fù)位線圈 ( R ) 只有在前面指令的 RLO 為 1(能流通過線圈 )時，才會執(zhí)行 ( R ) (復(fù)位線圈 )。如果能流通過線圈 (RLO 為 1)，將把單元的指定 地址 復(fù)位為 0。 RLO為 0(沒有能流通過線圈 )將不起作用，單元指定地址的狀態(tài)將保持不變。 地址 也可以是值復(fù)位為 0的定時器 (T 編 號 )或值復(fù)位為 0的計數(shù)器 (C 編號 )。只有將復(fù)位線圈置于激活的 MCR 區(qū)內(nèi)時，才會激活 MCR 依存。在激活的 MCR 區(qū)內(nèi)，如果 MCR 處于接通狀態(tài)并且復(fù)位線圈有能流通過，將把尋址位狀態(tài)復(fù)位為 0。如果 MCR 處于斷開狀態(tài)，則無論能流狀態(tài)如何，單元指定地址的當(dāng)前狀態(tài)均保持不變。 （ 4）置位線圈 ( S ) 只有在前面指令的 RLO 為 1(能流通過線圈 )時，才會執(zhí)行 ( S ) (置位線圈 )。如果 RLO 為 1，將把單元的指定 地址 置位為 1。 RLO = 0 將不起作用，單元的指定地址的當(dāng)前狀態(tài)將保 持不變。只有將置位線圈置于激活的 MCR 區(qū)內(nèi)時，才會激活 MCR 依存關(guān)系。在激活的 MCR 區(qū)內(nèi)，如果 MCR 處于接通狀態(tài)沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 并且置位線圈有能流通過，將把尋址位的狀態(tài)置位為 1。如果 MCR 處于斷開狀態(tài)，則無論能流狀態(tài)如何，單元指定地址的當(dāng)前狀態(tài)均保持不變。 （ 5） RLO 負(fù)跳沿檢測 ( N ) (RLO 負(fù)跳沿檢測 )檢測地址中 1到 0的信號變化，并在指令后將其顯示為RLO =1。將 RLO 中的當(dāng)前信號狀態(tài)與地址的信號狀態(tài) (邊沿存儲位 )進(jìn)行比較。如果在執(zhí)行指令前地址的信號狀態(tài)為 1， RLO 為 0，則 在執(zhí)行指令后 RLO 將是 1(脈沖 )，在所有其它情況下將是 0。指令執(zhí)行前的 RLO 狀態(tài)存儲在地址中。 （ 6） RLO 正跳沿檢測 ( P ) (RLO 正跳沿檢測 )檢測地址中 0到 1的信號變化，并在指令后將其顯示為RLO =1。將 RLO 中的當(dāng)前信號狀態(tài)與地址的信號狀態(tài) (邊沿存儲位 )進(jìn)行比較。如果在執(zhí)行指令前地址的信號狀態(tài)為 0， RLO 為 1，則在執(zhí)行指令后 RLO 將是 1(脈沖 )，在所有其它情況下將是 0。指令執(zhí)行前的 RLO 狀態(tài)存儲在地址中。 （ 7）輸出線圈 ( ) (輸出線圈 )的工作方式與繼電器邏輯圖中線圈的工作方式類似。如果有能流通過線圈 (RLO = 1)，將置位 地址 位置的位為 1。如果沒有能流通過線圈 (RLO = 0)，將置位 地址 位置的位為 0。只能將輸出線圈置于梯級的右端?？梢杂卸鄠€ (最多 16 個 )輸出單元。使用 |NOT| (能流取反 )單元可以創(chuàng)建取反輸出。只有在將輸出線圈置于激活的 MCR 區(qū)內(nèi)時，才會激活 MCR 依存關(guān)系。在激活的 MCR 區(qū)內(nèi)，如果 MCR 處于接通狀態(tài)并且輸出線圈有能流通過，將把尋址位設(shè)置為能流的當(dāng)前狀態(tài)。如果 MCR 處于斷開狀 態(tài)，則無論能流狀態(tài)如何，都會將邏輯 0寫入指定地址。 （ 8） S_OFFDT 斷開延時 S5 定時器 如果啟動 (S)輸入端只有一個下降沿， S_OFFDT(即斷開延時 S5 定時器 )將啟動指定的定 時器。信號變化始終是啟用定時器的必要條件。如果 S 輸入端的信號狀態(tài)為 1，或定時器正在運(yùn)行，則輸出端 Q 的信號狀態(tài)為 圖 1。如果在定時器運(yùn)行期間信號輸入端 S 的信號狀態(tài)從 0變?yōu)?1時，定時器將復(fù)位。輸入端S 的信號狀態(tài)再次從 1變?yōu)?0后，定時器才能重新啟動 [12]。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 41 斷開延遲定時器實(shí)例 I\O 地址分配 表 42 系統(tǒng)的 I\O 地址分配 軌道 1 2 3 4 5 綠燈 紅燈 軌道變軌器 南方 北方 一號軌道接二號軌道 一號軌道接三號軌道 一號軌道接四號軌道 1 號軌道接五號軌道 系統(tǒng)上電 開關(guān) 系統(tǒng)斷電 軌道信號燈控制觸點(diǎn) 1 2 3 4 5 南方 北方 一號軌道火車進(jìn)站 選擇變軌觸點(diǎn) 南方 北方 軌道全忙信號燈 輸入點(diǎn)總數(shù) 14 點(diǎn) 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 輸出點(diǎn)總數(shù) 19 點(diǎn) S7plcsim仿真 一． S7plcsim 特點(diǎn) 使用可選擇的軟件包 PLC Simulation，可以在計算機(jī)或編程設(shè)備 (如 Power PG)中的模擬可編程控制器上運(yùn)行和測試程序。使用模擬 S7 CPU，可以測試和維護(hù) S7300 和 S7400 CPU 的程序。此應(yīng)用程序提供簡單的用戶界面，以用于監(jiān)視和修改在程序中使用的各種參數(shù) (例如 ： 用于開、關(guān)輸入 )。當(dāng)程序由模擬 CPU處理時，也可以在 STEP 7