基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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基于S7-200_PLC十字路口交通燈的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文.doc
控制原理圖.dwg
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系統(tǒng)梯形圖.dwg
基于s7-200 plc的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求
1.1 設(shè)計(jì)目的：
編程序控制器（PLC）于20世紀(jì)60年代在美國誕生，在我國的發(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此，PLC技術(shù)已成為電氣自動化專業(yè)技能型人才必不可少的重要技能，通過實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對理論知識消化吸收，提高PLC編程技能。
1.2 基本要求
信號燈受一個啟動開關(guān)控制，當(dāng)啟動開關(guān)接通時(shí)，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動開關(guān)斷開時(shí)，所有信號燈都熄滅。
南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2秒。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。
東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持25秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。要求完成以下項(xiàng)目：
1、畫出交通信號燈時(shí)序狀態(tài)示意圖
2、畫出交通燈的控制流程圖
3、完成可編程控制器I/O端口分配和外部接線圖
4、完成十字路口交通信號燈PLC控制梯形圖編程
1.3 發(fā)揮部分
自由發(fā)揮
2 設(shè)計(jì)過程及論文的基本要求：
2.1 設(shè)計(jì)過程的基本要求
（1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選；
（2）符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括總體設(shè)計(jì)框圖、電路原理圖各一份；
（3）報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤上交。
2.2 課程設(shè)計(jì)論文的基本要求
（1）參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于4000字。圖紙為A4，所有插圖不允許復(fù)印。
（2）裝訂順序：封面、任務(wù)書、成績評審意見表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及相應(yīng)的詳細(xì)的功能分析和重要的參數(shù)計(jì)算、工作過程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄（總體設(shè)計(jì)框圖與電路原理圖）。
3 時(shí)間進(jìn)度安排
順序 階段日期 計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容 備注
1 2014.9.1 講解主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，安排學(xué)生查閱資料 打分
2 2014.9.2 檢查整個設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)概況 打分
3 2014.9.3 指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行傳感器的選擇和plc應(yīng)用的注意事項(xiàng) 打分
4 2014.9.4 檢查學(xué)生核心內(nèi)容的設(shè)計(jì)情況 打分
5 2014.9.5 答辯、寫報(bào)告 打分
摘要
可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可以編制程序的存儲器，用來在執(zhí)行存儲邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破?PLC)作為一種以微電腦技術(shù)為核心的自動控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)融為一體，在工業(yè)自動化，機(jī)電一體化以及傳統(tǒng)的工業(yè)控制方面，得到了廣泛的應(yīng)用， 發(fā)揮著越來越大的作用。已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。它可靠性高、功能完善、抗干擾性好，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。是一種專門用于工業(yè)環(huán)境及過程控制的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。城市交通信號控制是通過對交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導(dǎo)以達(dá)到改善人和貨物的安全運(yùn)輸，提高運(yùn)營效率。采用PLC控制交通信號燈，主要是考慮其具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富。
目前，PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，但是在交通控制方面應(yīng)用方面還不是很廣泛。PLC應(yīng)用于交通控制還有很大的潛能，PLC以其可方便操作、可方便編程調(diào)試等特點(diǎn)，使得其有逐步取代以往的單片機(jī)在交通燈中的地位的趨勢。
利用德國西門子公司的S7—200 PLC來實(shí)現(xiàn)交通信號燈的自動控制。通過對交通信號燈的控制要求的分析，結(jié)合西門子S7-200的控制性能，通過系統(tǒng)時(shí)序圖的分析，對交通燈系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的合理控制的功能，通過實(shí)驗(yàn)證明該方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、遠(yuǎn)行可靠，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵字：PLC 交通燈控制 設(shè)計(jì) 調(diào)試
目錄
基于s7-200 plc的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) I
摘要 III
目錄 4
1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 5
1.2 設(shè)計(jì)要求. 5
1.2.2 基本要求 5
1.2.3 發(fā)揮部分 5
2 設(shè)計(jì)思路 6
3 設(shè)計(jì)與分析 7
3.1設(shè)計(jì)框圖 7
3.2設(shè)計(jì)分析 7
4 硬件部分 9
4.1 PLC I/O分配 9
4.2系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 10
4.3 PLC的接線形式 11
5軟件設(shè)計(jì)部分 12
5.1 梯形圖 13
5.2語句表 16
6 PLC概述 19
6.1PLC硬件結(jié)構(gòu) 19
6.2中央處理單元(CPU) 19
6.3存儲器 20
6.4輸入/輸出模塊 21
圖6.4.1 23
圖6.4.2 23
7元件清單 24
小結(jié) 25
致 謝 26
參考文獻(xiàn) 27
1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述
1.1 設(shè)計(jì)題目：基于s7-200 plc的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.2 設(shè)計(jì)要求.
1.2.1 設(shè)計(jì)目的
可編程控制器是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲器來存儲指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能。用來對各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。
自1969年第一臺可控編程控制器問世以來，目前可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制器。編程序控制器（PLC）于20世紀(jì)60年代在美國誕生，在我國的發(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此，PLC技術(shù)已成為電氣自動化專業(yè)技能型人才必不可少的重要技能，通過實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對理論知識消化吸收，提高PLC編程技能。
1.2.2 基本要求
信號燈受一個啟動開關(guān)控制，當(dāng)啟動開關(guān)接通時(shí)，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動開關(guān)斷開時(shí)，所有信號燈都熄滅。
南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2秒。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。
東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持25秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。要求完成以下項(xiàng)目：
1、畫出交通信號燈時(shí)序狀態(tài)示意圖
2、畫出交通燈的控制流程圖
3、完成可編程控制器I/O端口分配和外部接線圖
4、完成十字路口交通信號燈PLC控制梯形圖編程
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S7-200 PLC的十字路口交通信號燈的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
面對這個題目根據(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題。通過這次設(shè)計(jì)，我意識到了PLC編程技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的廣泛應(yīng)用，并了解到自己學(xué)習(xí)中的不足之處，看到了理論與實(shí)踐的差距。
通過一周的PLC設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到PLC中的時(shí)候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。
通過合作，我們的合作意識得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒有過深入的交流，在設(shè)計(jì)的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請教。在此過程中，每個人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說明自己的想法。能過比較選出最好的方案。在這過程也提高了我們的表過能力。
通過此次課設(shè)，讓我了解了PLC梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。實(shí)踐不同于理論，理論上可行的設(shè)計(jì)，在考慮實(shí)際條件的種種影響下，必須有所取舍，有側(cè)重，才能事半功倍，紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。
致 謝
在設(shè)計(jì)的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學(xué)討論是一個很好的方法，不是有句話叫做學(xué)而不思則怠,做事要學(xué)思結(jié)合。PLC不僅需要編程能力，更是要求設(shè)計(jì)者了解控制電路的時(shí)序關(guān)系，作用原理，在接到題目之后，通過查詢資料對題目的所需要的編程器件，設(shè)計(jì)思路有了一定準(zhǔn)備，但還是遇到了很多問題，感謝祝老師給予的及時(shí)指導(dǎo)和幫助，能夠跳出我們的思維局限性，從更高的，宏觀的層面和維度來分析問題，給出中肯和針對性的建議，通過和同學(xué)的討論，更是使我完善了自己能力的不足之處，并能使我們一起提高。感謝學(xué)校老師給我們提供實(shí)踐的機(jī)會和條件，能夠鍛煉自己的實(shí)際動手能力，不僅停留在理論層面的學(xué)習(xí)，更要將所學(xué)轉(zhuǎn)化為一種能力和素質(zhì)，培養(yǎng)自己的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從最基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)做起，為實(shí)際動手操作，打?qū)嵒A(chǔ)，因?yàn)橹挥袑?shí)踐，才能出真知。
參考文獻(xiàn)
[1] 王永華 .現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013
[2] 趙景波等.零基礎(chǔ)學(xué)西門子S7-200 PLC.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010
[3] 龔?fù)?，張樹臣，王? 實(shí)例解讀西門子PLC.北京：中國電力出版社,2013
[4] 李國麗，朱維勇電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書合肥：中國科技大學(xué)出版社，2000