基于S7-200-PLC-十字路口的交通燈的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含6張CAD圖紙+文檔全套】
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基于s7-200 plc的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于s7-200 plc的十字路口交通信號(hào)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(guó)誕生,在我國(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)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(dòng)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(duì)理論知識(shí)消化吸收,提高PLC編程技能。
1.2 基本要求
信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)控制,當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí),信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作,且先南北紅燈亮,東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí),所有信號(hào)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(hào)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(hào)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(jī)?cè)u(píng)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(gè)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
2014-9-1
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(chǔ)器,用來在執(zhí)行存儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)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(jiǎn)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(hào)控制是通過對(duì)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(yíng)效率。采用PLC控制交通信號(hào)燈,主要是考慮其具有對(duì)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(shì)。
利用德國(guó)西門子公司的S7—200 PLC來實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制。通過對(duì)交通信號(hào)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(duì)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(jiǎn)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
27
- -
目錄
基于s7-200 plc的十字路口交通信號(hào)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(chǔ)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(hào)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(chǔ)器來存儲(chǔ)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(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。
自1969年第一臺(tái)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(chǎng)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(guó)誕生,在我國(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)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(dòng)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(duì)理論知識(shí)消化吸收,提高PLC編程技能。
1.2.2 基本要求
信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)控制,當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí),信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作,且先南北紅燈亮,東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí),所有信號(hào)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(hào)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(hào)燈PLC控制梯形圖編程
1.2.3 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)合西門子S7-200系列可編程控制器的特性(見附錄),
選擇適合的型號(hào)。設(shè)計(jì)思想分析如下:給一個(gè)啟動(dòng)的輸入信號(hào),要配合一個(gè)SB1的按鈕,當(dāng)SB1啟動(dòng)按鈕動(dòng)作,系統(tǒng)工作。
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)。
南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中,南北紅燈亮25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)25秒,才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮;同時(shí),東西方向道路也一起亮綠燈20S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)20秒,才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍;東西綠燈閃爍3S,需振蕩器或脈沖源(秒/次)動(dòng)作使東西綠燈閃爍,還需要計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)3秒,才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮;東西黃燈亮2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)2秒,才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。
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)。
東西方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中,東西紅燈亮30S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)30秒,才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西綠燈亮;同時(shí),南北方向道路也一起亮綠燈25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)25秒,才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北綠燈閃爍;南北綠燈閃爍3S,需振蕩器或脈沖源(秒/次)動(dòng)作使南北綠燈閃爍,還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)3秒,才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈亮;南北黃燈亮2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)2秒,才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北紅燈亮。
如此循環(huán)下去。
3 設(shè)計(jì)與分析
3.1設(shè)計(jì)框圖
開始
南北紅燈亮,東西綠燈亮
南北紅燈亮,東西綠燈閃
南北紅燈亮,東西綠燈亮
東西紅燈亮,南北綠燈亮
東西紅燈亮,南北綠燈閃
東西紅燈亮,南北綠燈亮
開始
3.2設(shè)計(jì)分析
圖1 十字路口交通示意圖
這12個(gè)交通燈共有6個(gè)狀態(tài):
南北紅燈(1 7)亮 東西綠燈(6 12)亮
南北紅燈(1 7)繼續(xù)亮 東西綠燈(6 12)閃
南北紅燈(1 7)繼續(xù)亮 東西綠燈(5 11)亮
東西紅燈(4 10)亮 南北綠燈(3 9)亮
東西紅燈(4 10)繼續(xù)亮 南北綠燈(3 9)閃
東西紅燈(1 7) 繼續(xù)亮 南北綠燈(2 8)亮
4 硬件部分
4.1 PLC I/O分配
交通燈控制系統(tǒng)共有一個(gè)輸入點(diǎn):?jiǎn)?dòng)按鈕。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、南北方向的車輛運(yùn)行指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)甲、乙。由于每一方向的指示燈中,同種顏色的指示燈運(yùn)行情況相同,為節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù),采用并聯(lián)輸出法。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,全部為開關(guān)量。PLC I/O點(diǎn)分配如表一所示。
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 I0.0 南北紅燈 Q0.0
南北黃燈 Q0.1
南北綠燈 Q0.2
東西紅燈 Q0.3
東西黃燈 Q0.4
東西綠燈 Q0.5
南北車燈(乙) Q0.6
東西車燈(甲) Q0.7
4.2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來完成設(shè)計(jì),系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。
檢測(cè)裝置
PLC
計(jì)數(shù)器
CPU
定時(shí)器
交通燈
圖2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
4.3 PLC的接線形式
如圖3所示
圖3 PLC接線圖
端口I0.0為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號(hào),端口Q0.0接起報(bào)警作用的信號(hào)燈,端口Q0.1接南北紅燈,端口Q0.2接?xùn)|西綠燈,端口Q0.3接?xùn)|西黃燈,端口Q0.4接?xùn)|西黃燈,Q0.5接南北綠燈,Q0.6接南北黃燈。
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:開始模塊和十字路口信號(hào)燈控制模塊。其中十字路口信號(hào)燈控制模塊是主模塊。時(shí)間設(shè)定由定時(shí)器(T)完成,通過不同的定時(shí)器的交替觸發(fā)和定時(shí)來控制各個(gè)車道每個(gè)信號(hào)燈的亮滅時(shí)間。時(shí)間的設(shè)定可根據(jù)實(shí)際狀況分時(shí)設(shè)置。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。
5.1 梯形圖
5.2語句表
5.3 時(shí)序圖
圖4 十字路口交通燈時(shí)序
6 PLC概述
6.1PLC硬件結(jié)構(gòu)
PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,中央處理單元(CPU),如下圖2-1所示。
4-1 PLC硬件結(jié)構(gòu)
6.2中央處理單元(CPU)
中央處理單元(CPU)是PLC控制中樞。它PLC系統(tǒng)程序賦予功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器狀態(tài),并能診斷用戶程序中語法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描方式接收現(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),然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序,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)。等所有用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映象區(qū)各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行。
進(jìn)一步提高PLC可靠性,近年來對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三CPU表決式系統(tǒng)。這樣,某個(gè)CPU出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
6.3存儲(chǔ)器
存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。
1、PLC常用存儲(chǔ)器類型
(1)RAM (Random Assess Memory) 這是一種讀/寫存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器),其存取速度最快,由鋰電池支持。
(2)EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種可擦除只讀存儲(chǔ)器。斷電情況下,存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容)。
(3)EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易對(duì)其所存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行修改。[3]
2、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)RAM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。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化EPROM中,用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該P(yáng)LC性能。
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)以及各類軟設(shè)備,如:邏輯線圈;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。[5]
(1)I/O映象區(qū):PLC投入運(yùn)行后,輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)外設(shè)。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),這些單元稱作I/O映象區(qū)。一個(gè)開關(guān)量I/O占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)位(bit),一個(gè)模擬量I/O占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)字(16個(gè)bit)。整個(gè)I/O映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成:開關(guān)量I/O映象區(qū);模擬量I/O映象區(qū)。
(2)系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) :I/O映象區(qū)區(qū)以外,系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC內(nèi)部各類軟設(shè)備(邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等)存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持存儲(chǔ)區(qū)域和無失電保持存儲(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。
用戶程序存儲(chǔ)區(qū):主要用來存放用戶的應(yīng)用程序。所謂用戶程序時(shí)指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的的產(chǎn)生過程和工藝要求編寫的控制程序。次程序由使用者通過編程器輸入到PLC機(jī)的RAM存貯器中,以便于用戶隨時(shí)修改。也可將用戶程序存放在EEPROM中。
6.4輸入/輸出模塊
輸入/輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程連接的借口?,F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào),如按鈕開關(guān),行程開關(guān)、限位開關(guān)以及傳感輸出的開關(guān)量或模擬量(壓力、流量、溫度、電壓、電流)等,都要通過輸入模塊送到PLC。由于這些信號(hào)電平各式各樣,而可編程控制器CPU所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平,所以輸入模塊還需將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC能夠接受和處理的數(shù)字信號(hào)。輸入模塊的作用是接收中央處理器處理過的數(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)。可編程控制器有多種輸入/輸出模塊其類型有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊。這些模塊分直流和交流、電壓和電流類型,每種類型又有不同的參數(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,這些模塊上都帶有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存電路。數(shù)字量輸入模塊帶有廣電耦合電路,其目的是把PLC與外部電路隔離起來,以提高PLC的抗干擾能力。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。模擬量輸入/輸出模塊主要用來實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換,即A/D或D/A轉(zhuǎn)換。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模擬量輸入/輸出模塊與PLC的中央處理器連接。模擬量輸入模塊A/D轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)字量,經(jīng)光電耦合器和輸出鎖存器宇PLC的1/0總線掛接?,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。另外還有:0—somV、0—IV、—5—+SV、—10—+10V,0—10mA等。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。模擬量輸出模塊將中央處理器的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流輸出信號(hào),提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
圖6.4.1
圖6.4.2
7元件清單
名稱
型號(hào)
數(shù)量
備注
計(jì)算機(jī)
1
可編程控制器
S7-200
1
西門子
數(shù)據(jù)線
1
STEP7-Micro/WIN
1
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(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題。通過這次設(shè)計(jì),我意識(shí)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(huì)了PLC的基本編程方法,對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)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(duì)知道的撐握都是思想上的,對(duì)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(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問題,我們對(duì)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(shí)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(gè)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(gè)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(qǐng)教。在此過程中,每個(gè)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(gè)問題都能自己解決,向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)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(duì)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(duì)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(huì)和條件,能夠鍛煉自己的實(shí)際動(dòng)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(dòng)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)
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[4] 李國(guó)麗,朱維勇電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書合肥:中國(guó)科技大學(xué)出版社,2000
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基于
S7
200
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十字路口
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