2020年西门子PLC交通灯设计.doc

安徽国防科技职业学院毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目西门子PLC交通灯设计系别机电工程系专业(班级)08机电一体化技术学生姓名张纬国学号指导教师章飞摘要随着社会经济的发展,城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。实现路口交通灯系统的控制方法很多,能够用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。其中用标准逻辑器件来实现电路在很大程度上要受到逻辑器件如门电路等的影响,调试工作极为不易,而笔者对单片机运用来进行系统的设计开发也不是很熟悉,因此,最终笔者选择了用西门子PLC来实现系统功能的设计,完成本次设计的题目。关键字:西门子S7-200,交通灯,PLC,梯形图。目录1引言 4PLC概述 4PLC的功能 4PLC的工作原理和结构 5PLC的工作原理: 5结构: 5PLC的硬件介绍和选型 5西门子S7-200系列PLC的基本指令 8逻辑取及输出线圈指令(LD、LDI、OUT) 8单个触点串联指令(AND、ANI) 9S7-200系列PLC的定时器指令 10西门子S7-200系列的编程软件 11编程准备 11程序的调试和监控 122交通灯控制要求 13路况示意图 13工作要求和过程 13根据交通灯示意图模拟控制实验 143交通灯控制的设计 14顺序图 14I/O分配及接线图 15编制程序 17交通灯时序波形图 21PLC系统调试 214致谢 225参考文献 ontroller的缩写,即可编程逻辑控制器。它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机(PC)相区别,所以现在依然将可编程逻辑控制器简称plc。它是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC的功能1:控制功能逻辑控制,包括(定时,计数,顺序,逻辑)控制2:数据采集、存储与处理功能数学运算功能3:输入/输出接口调理功能具有A/D、D/A转换功能,通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。位数和精度能够根据用户要求选择。具有温度测量接口,直接连接各种电阻或电偶。4:通信、联网功能现代PLC大多数都采用了通信、网络技术,有RS232或RS485接口,可进行远程I/O控制,多台PLC可彼此间联网、通信,外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间,实现程序和数据交换,如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。如西门子S7-200的Profibus现场总线口,其通信速率能够达到12Mbps。在系统构成时,可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络,以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SCADA系统,现场端和远程端也能够采用PLC作现场机。5:人机界面功能提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用,以便作决策和调整。6:编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏,进行编程、调试、监视、试验和记录,并通过打印机打印出程序文件。PLC的工作原理和结构PLC的工作原理:采用循环扫描方式。在PLC处于运行状态时,从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出,一直循环扫描工作。注意:由于PLC是扫描工作过程,在程序执行阶段即使输入发生了变化,输入状态映象寄存器的内容也不会变化,要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。结构:plc实质上是一种专用与工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机再结构上分为固定式和组合式(模块式)两种,固定式plc包括CPU板,I/O板,显示面板,内存块,电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式plc包括CPU模块,I/O模块,内存模块,电源模块,底板或机架。这些模块能够按照一定的规则组合配置。接口部件输出输入接口部件件中央处理单元CPU板电源部件PLC的基本结构框图PLC的硬件介绍和选型(一)PLC的类型PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。(二)输入输出模块的选择输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块,应考虑信号电平、信