西門子PLC交通燈設(shè)計

1、目錄1 引言錯誤!未定義書簽。1.1 PLC概述錯誤!未定義書簽。1.2 PLC的功能錯.誤.!未定義書簽。1.3 PLC的工作原理和結(jié)構(gòu)錯謾味定義書簽。1.3.1 PLC的工作原理：錯誤味定義書簽。1.3.2 結(jié)構(gòu)：錯.誤.!未定義書簽。1.4 PLC的硬件介紹和選型錯謾樂定義書簽。1.5 西門子S7-200系列PLC的基本指令2.1.5.1 邏輯取及輸出線圈指令（LD、LDI、OUT）2.1.5.2 單個觸點串聯(lián)指令（AND、ANI）3.1.5.3 S7-200系列PLC的定時器指令4.1.6 西門子S7-200系列的編程軟件61.6.1 編程準(zhǔn)備61.6.2 程序的調(diào)試和監(jiān)控72 交通燈

2、控制要求.8.2.1 路況示意圖82.2 工作要求和過程.8.2.3 根據(jù)交通燈示意圖模擬控制實驗93 交通燈控制的設(shè)計103.1 順序圖103.2 I/O分配及接線圖113.3 編制程序133.4 交通燈時序波形圖183.5 PLC系統(tǒng)調(diào)試錯謾.!未定義書簽。4致謝5參考文獻錯誤!未定義書簽。錯謾.!未定義書簽。1.5西門子S7-200系列PLC的基本指令1.5.1 邏輯取及輸出線圈指令（LD、LDI、OUT）（一）指令用法LD:取指令，用于常開觸點與母線連接。LDI:取反指令，用于常閉觸點與母線連接。OUT:線圈驅(qū)動指令，用于將邏輯運算的結(jié)果驅(qū)動一個指定線圈(二)指令用法說明(1) LD、

3、LDI指令用于將觸點接到母線上，操作目標(biāo)元件為X、Y、M、T、C、S。LD、LDI指令還可與AND、ORB指令配合，用于分支回路的起點。(2) OUT指令的目標(biāo)元件為Y、M、T、C、S和功能指令線圈。(3) OUT指令可以連續(xù)使用若干次，相當(dāng)于線圈并聯(lián)。1.5.2 單個觸點串聯(lián)指令(AND、ANI)1.指令用法AND:與指令。用于單個觸點的串聯(lián)，完成邏輯“與”運算，助記符號為AND*為觸點地址。ANI:與反指令。用于常閉觸點的串聯(lián)，完成邏輯“與非”運算切記符號為ANI*為觸點地址。2.指令用法說明(1) AND、ANI指令均用于單個觸點的串聯(lián)，串聯(lián)觸點數(shù)目沒有限制。該指令可以重復(fù)多次使用。指令

4、的目標(biāo)元件為X、Y、M、T、C、So(2) OUT指令后，通過觸點對其他線圈使用OUT指令稱為縱接輸出。(3) 串聯(lián)觸點的數(shù)目和縱接的次數(shù)雖然沒有限制，但由于圖形編程器和打印機功能有限制，因此盡量做到一行不超過10個觸點和1個線圈，連續(xù)輸出總共不超過24行。(4) 串聯(lián)和并聯(lián)指令是用來描述單個觸點與其他觸點或觸點組成的電路連接關(guān)系的指令名稱指令符功能操作數(shù)取LDbit讀入邏輯行或電路塊的個常開接點Bit:I,Q,M,SM,T,C,V,S取反LDNbit讀入邏輯行或電路塊的個常閉接點與Abit串聯(lián)一個常開接點與非ANbit串聯(lián)一個常閉接點或Obit并聯(lián)一個常開接點或非ONbit并聯(lián)一個常閉接點電

5、路塊與ALD串聯(lián)一個電路塊無電路塊或OLD并聯(lián)一個電路塊輸出=bit輸出邏輯行的運算結(jié)果Bit:Q,M,SM,T,CVS置位Sbit,N置繼電器狀態(tài)為接通Bit:Q,M,SM,V,S復(fù)位Rbit,N使繼電器復(fù)位為斷開表S7-200系列的基本邏輯指令1.5.3S7-200系歹【PLC的定時器指令類型、編號及分辨率1. TON接通延時2. TONR有記憶接通延時3. TOF斷開延時3種分辨率（時基）：1ms、10ms、100ms分別對應(yīng)不同的定時器號定時器6個要素：指令格式（時基、編號等）預(yù)置值一一PT使能一一IN復(fù)位一一3種定時器不同當(dāng)前值Txxx定時器狀態(tài)（位）可由觸點顯示定時值=時基X預(yù)置值

6、PTo由于定時器的計時間隔與程序的掃描周期并不同步，定時器可能在其時基（1ms、10ms、100ms）內(nèi)任何時間啟動，所以，未避免計時時間丟失，一般要求設(shè)置PT預(yù)置值必須大于最小需要的時間問隔。例如：使用10ms時基定時器實現(xiàn)140ms延時（時間問隔），則PT應(yīng)設(shè)置為15（10msX15=150ms）梯形圖LAD語句表功能操作碼操作數(shù)TxxxINTONPTTONTxxxPT使能=1計數(shù)，計數(shù)到設(shè)定值時（一直計數(shù)到32767）,定時器位=1。使能0復(fù)位（定時器位0）。一般用于單一時間間隔的定時TxxxINTOFPTTOFTxxxPT使能=1,定時器位=1,計數(shù)器復(fù)位（清零）。使能由1到0負(fù)跳變，

7、計數(shù)器開始計數(shù)，到設(shè)定值時（停止計數(shù)），定時器位=0。TxxxINTONRPTTONRTxxxPT使能=1,計數(shù)器開始計數(shù)，計數(shù)到設(shè)定值時，計數(shù)器位=1。使能斷開，計數(shù)器停止計數(shù)，計數(shù)器位仍為1,使能位再為1時，計數(shù)器在原來的計數(shù)基礎(chǔ)上計數(shù)。S7-200的定時器指令以上三種計數(shù)器可以通過復(fù)位指令復(fù)位。1.6西門子S7-200系列的編程軟件1.6.1 編程準(zhǔn)備（一）.指令集和編輯器的選擇寫程序之前，用戶必須選擇指令集和編輯器。在S7-200系列PLC支持的指令集有SIMATIC和IEC1131-3兩種。SIMATIC是專為S7-200PLC設(shè)計的，專用性強，采用SIMATIC指令編寫的程序執(zhí)行時

8、間短，可以使用LAD、STLFBD三種編輯器。IEC1131-3指令集是按國際電工委員會（IEC）PLC編程標(biāo)準(zhǔn)提供的指令系統(tǒng)，作為不同PLC廠商的指令標(biāo)準(zhǔn)，集中指令較少。有些SIMATIC所包含的指令，在IEC1131-3中不是標(biāo)準(zhǔn)指令。IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)指令集適用于不同廠家PLC,可以使用LAD和FBD兩種編輯器。本教材主要用SIMATIC編程模式。1單命令”工具、“選項“一般”標(biāo)簽“編程模式”一選SIMATIC程序編輯器有LAD、STLFBD三種。本論文主要用LAD和STL2擇編輯器的方法如下：用菜單命令“檢視”-LAD或STL或者菜單命令“工具“選項”一“一般”標(biāo)簽“默認(rèn)編輯器”。

9、（二）根據(jù)PLC類型進行參數(shù)檢查在PLC和運行STEP7-Micro/WIN的PC連線后，在建立通信或編輯通信設(shè)置以前，應(yīng)根據(jù)PLC的類型進行范圍檢查。必須保證STEP7-Micro/WIN中PLC類型選擇與實際PLC類型相符。方法如下：1菜單命令PLC-“類型"讀陰LC'2在指令樹一“項目”名稱“類型”一“讀陰LC”1.6.2 程序的調(diào)試和監(jiān)控在運行STEP7-Micro/WIN32編程設(shè)備和PLC之間建立通信并向PLC下載程序后，便可運行程序，收集狀態(tài)進行監(jiān)控和調(diào)試程序。（一）選擇工作方式PLC有運行和停止兩種工作方式。在不同的工作方式下，PLC進行調(diào)試的操作方法不同。單

10、擊工具欄中的“運行”按鈕或“停止”按鈕可以進入相應(yīng)的工作方式.（1）選擇STOP工作方式在STOP（停止）工作方式中，可以創(chuàng)建和編輯程序，PLC處于半空閑狀態(tài)：停止用戶程序執(zhí)行；執(zhí)行輸入更新；用戶中斷條件被禁用。PLC操作系統(tǒng)繼續(xù)監(jiān)控PLC,將狀態(tài)數(shù)據(jù)傳遞給STEP7-Micro/WIN32,并執(zhí)行所有的“強制”或“取消強制”命令。當(dāng)PLC位于STOP（停止）工作方式可以進行下列操作：1使用圖狀態(tài)或程序狀態(tài)檢視操作數(shù)的當(dāng)前值。（因為程序未執(zhí)行，這一步驟等同于執(zhí)行“單次讀取”）2可以使用圖狀態(tài)或程序狀態(tài)強制數(shù)值。使用圖狀態(tài)寫入數(shù)值。3寫入或強制輸出。4執(zhí)行有限次掃描，并通過狀態(tài)圖或程序狀態(tài)觀察結(jié)

11、果。（2）選擇運行工作方式當(dāng)PLC位于RUN（運行）工作方式時，不能使用“首次掃描”或“多次掃描”功能?？梢栽跔顟B(tài)圖表中寫入和強制數(shù)值，或使用LAD或FBD程序編輯器強制數(shù)值，方法與在STOP（停止）工作方式中強制數(shù)值相同。還可以執(zhí)行下列操作（不能在STOP工作方式使用)：1使用圖狀態(tài)收集PLC數(shù)據(jù)值的連續(xù)更新。如果希望使用單次更新，圖狀態(tài)必須關(guān)閉，才能使用“單次讀取”命令。2使用程序狀態(tài)收集PLC數(shù)據(jù)值的連續(xù)更新。3使用RUN工作方式中的“程序編輯”編輯程序，并將改動下載至PLCo2交通燈控制要求2.1 路況示意圖北00000南2.2 工作要求和過程主要程序要求如下：信號燈受啟動開關(guān)控制。當(dāng)

12、啟動開關(guān)接同時，信號燈系統(tǒng)開始工作，先南、北紅燈亮，在東、西綠燈亮。當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。(1)南、北綠燈和東、西綠燈不能同時亮，如果同時亮則應(yīng)關(guān)閉信號燈系統(tǒng)，并立刻報警。(2)南、北紅燈亮維持25s,在南、北紅燈亮的同時東.西燈也亮，并維持20s,到20s時，東、西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東.西黃燈亮，并維持2s。到2s時，東、西黃燈熄滅，東、西紅燈亮。同時，南、北紅燈熄滅，綠燈鳧0(3)東、西紅燈亮維持30s,南、北綠燈亮維持25s,然后閃亮3s后熄滅，同時南、北黃燈亮，維持2s后熄滅，這時南、北紅燈亮，東、西綠燈亮。(4)上述動作循環(huán)進行。注意：要求南北

13、綠燈和東西綠燈不能同時亮，否則關(guān)閉系統(tǒng)，并立刻報警。2.3 根據(jù)交通燈示意圖模擬控制實驗在PLC交通燈模擬模塊中，東西南北都有3個控制信號燈，他們分別是：1, 禁止通行燈(亮?xí)r為紅色)2, 允許通行(亮?xí)r為綠色)3, 準(zhǔn)備禁止通行(亮?xí)r為黃色)所以結(jié)合交通燈實際情況可以設(shè)計交通燈模擬控制實驗：當(dāng)交通系統(tǒng)起動開關(guān)接通時按照工作要求南北向和東西向均設(shè)有紅燈25秒，綠燈20秒，綠燈閃亮3秒和黃燈2秒。當(dāng)東西方向的紅燈點亮?xí)r，南北方向應(yīng)該依次點亮綠燈，綠燈閃亮，然后黃燈點亮。反之，當(dāng)南北方向的紅燈點亮?xí)r，東西方向應(yīng)該依次點亮綠燈，綠燈閃亮，然后黃燈點亮。當(dāng)起動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。3交通燈控制

14、的設(shè)計3.1 順序圖根據(jù)第二章交通燈的控制要求可以畫出順序功能圖設(shè)啟動按鈕用I0.0表示，6個工作狀態(tài)分別用順序控制繼電器位S0.0,S0.1,S0.2,S0.3,S0.4.S0表示,分別用T0.T1,T2,T3,T4,T時示定時器.當(dāng)I0.0啟動按鈕得電時，將激活S0.0進入第一步狀態(tài)，在該狀態(tài)南北紅燈亮，東西綠燈亮，同時啟動定時器T1,T1定時時間到時，轉(zhuǎn)換條件滿足，結(jié)束S0.0激活S0.1進入下一個工作狀態(tài)，在該狀態(tài)南北紅燈亮，東西綠燈閃.同時啟動定時器T2,T2定時時間到時，轉(zhuǎn)換條件滿足，結(jié)束S0.1激活S0.2進入下一個工作狀態(tài)，在該狀態(tài)南北紅燈亮，東西黃燈亮，依次激活S0.3,S0

15、.4.S0.峭定時器T6時間到時再次激活S0.0,不斷循環(huán)執(zhí)行.順序功能圖如圖3.1所示交通燈順序功能圖3.2 I/O分配及接線圖硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計了解各個對象的控制要求，分析對象的控制要求，確定輸入/輸出(I/O)接口的數(shù)量，確定所控制參數(shù)的精度及類型.如對開關(guān)量模擬量的控制，用戶存儲器的存儲容量等.選擇合適的PLC機型及外設(shè)，完成PLC的硬件結(jié)構(gòu)配置.根據(jù)上述選型及工作要求，繪制PLC控制交通燈的電路接線圖，編制I/O接口功能表，根據(jù)信號控制要求，I/O分配及其接線分別如圖3,2(1),(2)所示所謂輸入/輸出接口電路是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件，各輸入輸出點的通斷態(tài)用發(fā)光二極

16、管(LED)顯示，外部接線一般接在PLC的接線端子上。下面先跟據(jù)輸入/輸出接口的數(shù)量編制出輸入輸出分配表：I/O分配表輸入輸出機內(nèi)器件報警燈Q0.0T37南北紅燈25S啟動開關(guān)I0.0南北紅燈Q0.1T38東西紅燈25S南北綠燈Q0.2T39東西綠燈20S南北黃燈Q0.3T40東西綠燈閃3S停止開關(guān)I0.1東西紅燈Q0.4T41東四黃燈2S東西綠燈Q0.5T42南北綠燈20S東四黃燈Q0.6T43南北綠燈閃3ST44南北黃燈2SI0.0Q0.0Q0.1Q0.2I0.11LQ0.31MQ0.4Q0.52LGND+24VL1NPLC交通燈外部分配及接線圖3.3 編制程序根據(jù)上述I/O分配表編制出程

17、序如下：I0.0Q0.0T37I0.0Q0.0T38INTONPT100msT38250sT37T3930INTONPT100msT40T4020INTONPI100msT41T37T4230INTON-PT100msT43INTONPT100msT44T4220020INTON250PT100msT39INTONPT100ms200sINTONPT100msT37Q0.4Q0.1T39Q0.2T40T40>=I|j<=I10T40T40T2030<=IT41Q0.3T40T42Q0.4T43T43>=I<=I110>=I<=I2030Q0.6T43T44Q0.2Q0.5Q0.0指令表如下LDI0.0TONT38,250ANQ0.0LDNQ0.0ANT38AI0.0TONT37,250AT37LDT37TONT39,200LDT39LDT40TONT40,30ANT41LDT40=Q0.3TONT41,20LDQ0.4LDT37ANT42TONT42,200=Q0.5LDT42LDT43>=I,I=1TONT43,30AT43<=I,I=10LDT43=Q0.5TONT44,20LDT43>=I,I=20LDNT37AT43<=I,I=30