基于西门子S7-200 PLC的交通灯控制设计教材

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初始化,包括硬件初始化和软件初始化,停电保持范围设定及其他初始化处理等。第二部分是自诊断处理。PLC扫描一次,就执行—次自诊断检查,确定PLC自身的动作是否正常。第三部分是通讯服务。PLC自诊断处理完成以后进入通讯服务过程。首先检查有无通讯任务,要是有则调用相应进程,完成与其他设备的通讯处理,并对通讯数据作相应处理;然后进行时钟、特殊寄存器更新处理等工作。第四部分是程序扫描过程。PLC在上电处理、自诊断和通讯服务完成以后,如果工作选择开关在RUN的位置,则进人程序扫描工作阶段。先完成输入处理,即把输入端子的状态读入输入映像寄存器中,然后再执行用户程序,最后把输出处理结果刷新到输出锁存器中。 2.5 PLC的编程语言 (1)梯形图语言(LD)

梯形图编程语言的特点是:与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;与原有继电器控制相一致,电气设计人员易于掌握。 (2)指令表语言(IL)

指令表表编程语言的特点是:采用助记符来表示操作功能,具有容易记忆,便于掌握;在手持编程器的键盘上采用助记符表示,便于操作,可在无计算机的场合进行编程设计;与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。 (3)功能模块图语言(FBD)

功能模块图编程语言的特点:以功能模块为单位,分析理解控制方案简单容易;功能模块是用图形的形式表达功能,直观性强,对于具有数字逻辑电路基础的设计人员们是很容易掌握的编程;对于规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统,由于功能模块图能够清楚表达功能关系,使编程调试时间也大大减少。 (4)顺序功能流程图语言(SFC)

顺序功能流程图编程语言的特点:以功能为主线,按照功能流程的顺序分配,条理清楚,便于对用户程序理解;避免了梯形图或其他语言不能顺序动作的缺陷,同时也避免了用梯形图语言对顺序动作编程时,由于机械互锁造成的用户程序结构复杂、难以理解的缺陷;用户程序扫描时间也大大缩短。 (5)结构化文本语言(ST)

结构化文本编程语言的特点:采用高级语言进行编程,可以完成较复杂的控制运算;需要有一定的计算机高级语言的知识和编程技巧,对工程设计人员要求较高。直观性和操作性较差。

2.6 定时器指令介绍

该指令为接通延时定时器指令,当定时器接通时

开始计时,当前值大于或等于设定时间PT时,代表该定时器的触点接通,达到设定值后,定时器将继续定时,达到最大值32767时,停止计时。

该指令为断电延时定时器指令,常用于停机后的延时,当定时器接通时,定时器清零,当定时器断开接通时,开始计时,当前值等于设定时间PT时,代表该定时器的触点断开,达到设定值后,当前值仍然不变,

直到使能端再次接通时,定时器清零。

该指令为保持型接通延时定时器指令,当定时器接通时,开始定时,当定时器断开时,停止计时,当前值保持不变,当定时器再次接通时,将继续定时,当累积的当前值,大于或等于PT时,代表该指令的触点接通,

达到预设值后仍继续计时,当达到最大值32767时,停止计时,该定时器只能通过复位指令来复位,定时器的状态为复位,当前值被清零。

下面是一个通电延时计时器的梯形图程序

当输入I0.0接通时,定时器T37开始定时,当前值大于或等于预设值10时,代表T37的触点接通,Q0.0输出。

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3 PLC控制系统的实现

3.1方案的比较与选择 方案一:

红灯变绿灯时:红灯→绿灯

绿灯变红灯时:绿灯→绿灯闪烁→黄灯→红灯 方案二:

红灯变绿灯时:红灯→红灯黄灯一起亮→绿灯 绿灯变红灯时:绿灯→绿灯闪烁→黄灯→红灯

经比较,在相同的时间限制下,方案二更适合,原因如下:

当红灯变绿灯时,如果红灯直接变为绿灯,驾驶者还没有反应过来,等驾驶者反应过来再启动车子,这样就浪费了时间,要是在绿灯亮之前黄灯也同时亮起,这样就可以提醒驾驶者们绿灯快亮了,要准备启动车子,这样就节省了时间,让更多的车子顺利通过绿灯,同时在某一程度上,缓解了交通压力。

当绿灯变红灯时,绿灯变黄灯时不明显且变为红灯过快,不易判断制动车辆所需时间,有一些机动车在通过路口时因为行驶速度快,很容易出现闯红灯交通违法,所以,在绿灯即将结束时闪烁几次后变黄灯提示再转为红灯运行模式,以减少驾驶人因辨识不清而闯红灯导致交通违法。 3.2 I/O分配表

本文的设计只对东西绿灯,东西黄灯,东西红灯和南北绿灯,南北黄灯,南北红灯6个对象进行了控制,具体分配如表3-1所示:

表3-1 PLC的I/O分配表

输入 启动按钮I0.0 停止按钮I0.1 输出 东西绿灯Q0.0 东西黄灯Q0.1 东西红灯Q0.2 南北红灯Q0.3 南北绿灯Q0.4 南北黄灯Q0.5

3.3接线图

接线图如图3-1所示:

图3-1 接线图

3.4工作流程图

工作流程图如图3-2所示:

图3-2 工作流程图

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