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第一篇：字路口交通燈控制畢業(yè)設(shè)計答辯題目

十字路口交通燈控制畢業(yè)設(shè)計答辯題目

1．PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容？本文選擇西門子可編程控制器S7-200為核心部件，著重進(jìn)行硬件接口設(shè)計，利用梯形圖和語句表進(jìn)行編程，實現(xiàn)了十字路口交通燈控制系統(tǒng)的自動化。

2．試述你設(shè)計的十字路口交通燈控制時序關(guān)系？信號燈受一個起動開關(guān)控制，當(dāng)起動開關(guān)接通時，信號系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)起動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。

南北綠燈和東西綠燈不能同時亮，如果同時亮?xí)r應(yīng)關(guān)閉信號燈系統(tǒng)，并報警。

南北紅燈亮維持30S。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持25S。到25S時，東西綠燈閃爍，閃爍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，東西紅燈亮。同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。

東西紅燈亮維持30S。南北綠燈亮維持25S。然后閃爍3S，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。

周而復(fù)始。

3．試述你選擇的PLC的型號，它的輸入是（1）、輸出各是（7），留有多少裕量？一般留40%的.裕量

4．試述在PLC編程中，你是如何實現(xiàn)綠燈閃爍的？需脈沖源（時鐘脈沖sm0.5）動作使南北綠燈閃爍，5．PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則？ 1最大限度的滿足被控制對象的控制要求

2在滿足控制要求的前提下。力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)使用和維護(hù)方面

3保證控制系統(tǒng)安全可靠

4考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時應(yīng)留有余量

6．在S7-200系列PLC中，定時器按工作方式分為哪幾種類型，你在設(shè)計中用了哪幾種類型？ 延時接通定時器、延時斷開定時器和保持型延時接通定時器（TONR）。我用的是延時接通定時器(TON)、延時斷開定時器(TOF)。

7．在S7-200系列PLC中，定時器按工作時基脈沖為哪幾種類型，1ms、10ms、100ms三種。你在設(shè)計中用了哪幾個編號的定時器?T33、T97、T98、T99、T100.其時基脈沖是多少？10MS 8．在S7-200系列PLC中，計數(shù)器按工作方式分為哪幾種類型？加計數(shù)器、減計數(shù)器和加/減計數(shù)器等不同類型。

9．PLC有哪幾種編程語言，請簡要說明？

? 梯形圖（LD）? 功能塊圖（FBD）? 順序功能圖（SFC）? 結(jié)構(gòu)化文本（ST）? 指令表（IL）

10．在十字路口交通燈控制中，你選用的燈具是那種類型，有什么優(yōu)點(diǎn)？發(fā)光二極管.優(yōu)點(diǎn)：價格便宜、經(jīng)濟(jì)實惠且耐用

11．PLC程序設(shè)計有哪幾種方法？現(xiàn)在常用的是梯形圖，除此外還有指令語言(STL)，功能圖（SFC)12．PLC有哪三種輸出電路，實訓(xùn)室用PLC的輸出電路是哪一種？是繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出。實驗室常用的是繼電器輸出

13．PLC控制系統(tǒng)中要用直流電源，現(xiàn)常用的是哪種直流電源？有什么優(yōu)點(diǎn)？直流24V電源，可以顯著地減少來自交流電源的干擾，在交流電源消失時，也能保證PLC的正常工作。14．試述PLC的定義？PLC[可編程控制器] PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程

15．PLC與微機(jī)相比，為何有更高的可靠性？

1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 2.通用性強(qiáng)、控制程序可變 3.使用方便

16．在PLC編程中，你用了哪幾個特殊功能繼電器，請說明？sm0.0：始終接通；

sm0.1：首次掃描為1，以后為0，常用來對程序進(jìn)行初始化；

sm0.2：當(dāng)機(jī)器執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果為負(fù)時，該位被置1； sm0.3：開機(jī)后進(jìn)入run方式，該位被置1一個掃描周期； sm0.4：該位提供一個周期為1分鐘的時鐘脈沖，30秒為1，30秒為0；

sm0.5：該位提供一個周期為1秒鐘的時鐘脈沖，0.5秒為1，0.5秒為0；

sm0.6：該位為掃描時鐘脈沖，本次掃描為1，下次掃描為0；

sm1.0：當(dāng)執(zhí)行某些指令，其結(jié)果為0時，將改位置1；

第二篇：字路口交通燈控制設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院

《可編程控制器》大作業(yè)

題

目： 十字路口交通燈控制設(shè)計

學(xué)習(xí)中心： 遼寧彰武電大學(xué)習(xí)中心 層 次： 高中起點(diǎn)?？? 專 業(yè)： 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)

年 級： 2015 年 秋 季 學(xué) 號： ***6 學(xué)生姓名： 陳 潤 澤

題目五：十字路口交通燈控制設(shè)計

起動后，南北紅燈亮并維持30s。在南北紅燈亮的同時，東西綠燈也亮，東西綠燈亮25s后閃亮，3s后熄滅，東西黃燈亮，黃燈亮2s后，東西紅燈亮，與此同時，南北紅燈滅，南北綠燈亮。南北綠燈亮25s后閃亮，3s后熄滅，南北黃燈亮，黃燈亮2s后，南北紅燈亮，東西紅燈滅，東西綠燈亮。依次循環(huán)。

十字路口交通燈控制示意圖及時序圖如下圖所示。

設(shè)計要求：（1）首先對可編程序控制器（PLC）的產(chǎn)生與發(fā)展、主要性

能指標(biāo)、分類、特點(diǎn)、功能與應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行簡要介紹；

（2）設(shè)計選用西門子S7－200 系列PLC，對其I/O口進(jìn)行分配，并使用STEP7-MicroWIN編程軟件設(shè)計程序梯形圖（梯形圖截圖后放到作業(yè)中）；

（3）總結(jié)：需要說明的問題以及設(shè)計的心得體會。

設(shè)計背景 1.1 背景概述

本文對十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)，運(yùn)用可編程邏輯器件PLC做了軟件與硬件的設(shè)計，能基本達(dá)到控制要求。系統(tǒng)僅實現(xiàn)了小型PLC系統(tǒng)的一個雛形，在完善各項功能方面都還需要進(jìn)一步的分析、研究和調(diào)試工作。如果進(jìn)一步結(jié)合工業(yè)控制的要求，形成一個較為成型的產(chǎn)品，則需要作更多、更深入的研究。

1.2 可編程邏輯控制器簡介

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,簡稱 PLC)根據(jù)國際電工委員會(IEC)在1987年的可編程控制器國際標(biāo)準(zhǔn)第三稿中，對其作了如下定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。”可編程控制器作為目前工業(yè)自動化的重要基礎(chǔ)設(shè)備，被稱為“工業(yè)自動化三大支柱性產(chǎn)業(yè)之一”，在各工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著愈來愈大的作用。十字路口交通信號燈PLC控制系統(tǒng)簡介 2.1 控制對象及要求 2.1.1 控制對象

本系統(tǒng)的控制對象有八個，分別是： 東西方向紅燈（R—EW）兩個； 南北方向紅燈(R—SN)兩個； 東西方向黃燈（Y—EW）兩個； 南北方向黃燈(Y—SN)兩個； 東西方向綠燈（G—EW）兩個； 南北方向綠燈(G—SN)兩個； 東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈(L—EW)兩個； 南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈(L—SN)兩個。2.1.2 控制要求

1、系統(tǒng)工作受開關(guān)控制，起動開關(guān) ON 則系統(tǒng)工作；起動開關(guān) OFF 則系統(tǒng)停止工作；

2、交通信號燈按高峰時段、正常時段及晚上時段進(jìn)行控制，這三個時段的的時序分配如圖1所示；

3、在高峰時段，交通信號燈按圖2所示時序控制；

4、在正常時段，交通信號燈按圖3 所示時序控制；

5、晚上時段按提示警告方式運(yùn)行，規(guī)律為： 東、南、西、北四個黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的規(guī)律反復(fù)循環(huán)。

2.2 系統(tǒng)簡介

本系統(tǒng)是一個十字路口交通燈的PLC控制系統(tǒng)，利用西門子公司的S7-200可編程邏輯控制器對十字路口的交通燈進(jìn)行控制。本系統(tǒng)具有一定的智能性，即它可以對交通燈按高峰期、正常期及晚間幾個時段進(jìn)行分段控制。高峰期的控制方案為：

（1）南北方向左轉(zhuǎn)彎燈和南北南北方向紅燈同時亮10秒，同時東西方向紅燈亮；

（2）南北方向綠燈亮35秒，東西方向紅燈繼續(xù)亮；（3）南北方向黃燈閃爍5秒；東西方向紅燈繼續(xù)亮；

（4）東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈和南北方向紅燈同時亮10秒，東西方向紅燈繼續(xù)亮；（5）東西方向綠燈亮25秒，南北方向紅燈繼續(xù)亮；

（6）東西方向黃燈閃爍5秒，南北方向紅燈繼續(xù)亮，然后跳至第（1）步依次循環(huán)。

正常期的控制方案為：

（1）南北方向左轉(zhuǎn)彎燈和南北南北方向紅燈同時亮10秒，同時東西方向紅燈亮；（2）南北方向綠燈亮30秒，東西方向紅燈繼續(xù)亮；（3）南北方向黃燈閃爍5秒；東西方向紅燈繼續(xù)亮；

（4）東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈和南北方向紅燈同時亮10秒，東西方向紅燈繼續(xù)亮；（5）東西方向綠燈亮30秒，南北方向紅燈繼續(xù)亮；

（6）東西方向黃燈閃爍5秒，南北方向紅燈繼續(xù)亮，然后跳至第（1）步依次循環(huán)。

晚間的控制方案為：

東、南、西、北四個黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的規(guī)律反復(fù)循環(huán)。

2.3 硬件選型

城市道路交通信號控制是典型的開關(guān)量順序控制，采用PLC能充分利用它的優(yōu)點(diǎn)。在這里我們采用德國西門子公司的S7-200可編程控制器，它是積木式結(jié)構(gòu)，安裝比較方便，中央處理單元和信號模板有多種類型，另外還具有如位控單元、PD調(diào)節(jié)等特殊功能模塊。根據(jù)本系統(tǒng)輸入點(diǎn)數(shù)及控制要求，中央處理單元可選用CPU224，該CPU板上本身具有10個數(shù)字量輸入點(diǎn)，6個非隔離數(shù)字量輸出點(diǎn)，最多能夠帶8個數(shù)字量信號模板。

電源模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供CPU，存儲器等所有擴(kuò)展模塊使用的直流電源，是整個PLC系統(tǒng)的能源供給中心，它的好壞直接影響到PLC的穩(wěn)定性和可靠。S7-200屬于小型PLC，電源模塊與CPU模塊封裝在一起，通過連接總線為本機(jī)和擴(kuò)展模塊提供+5V（DC）電源。同時，還可通過端子向外輸出一個+24V（DC）電源，供本機(jī)輸入點(diǎn)和擴(kuò)展模塊繼電器線圈使用。需注意的是，從資料中我們了解到，外部電源不可與S7-200的傳感器電源并聯(lián)使用。否則，交會導(dǎo)致兩個電源的竟?fàn)幎绊懰鼈兏髯缘妮敵觯s短其使用壽命，使得一個或兩個電源同時失效，使PLC系統(tǒng)產(chǎn)生不正確的操作。正確的使用方法是S7-200的傳感器電源和外部電源應(yīng)該在不同的點(diǎn)上提供電源，而兩者之間只能有一個會共連接點(diǎn)。

由于根據(jù)控制要求所確定的輸入輸出點(diǎn)分別人二個和九個，由于我們是以一個路口信號單獨(dú)控制為例，考慮到夠用為準(zhǔn)。所以我們選擇了CPU224這一具有較強(qiáng)控制功能的控制器。

另外，在硬件選型時，不要忘記完成現(xiàn)場測試及軟件編程時所需的一些設(shè)備。綜上，得到系統(tǒng)硬件配置如表1所示：

表1 硬件配置表 名 稱 數(shù) 量 DC24V電源 1 CPU224 1 PC/PPI編程電纜 STEP7編程軟件 1 PC機(jī) 1 3 系統(tǒng)I/O分配

分析PLC的輸入和輸出信號,在滿足控制要求的前提下,要盡量減少占用PLC的I/O點(diǎn)。由系統(tǒng)控制要求可見，由控制開關(guān)輸入的啟、停信號是輸入信號。由PLC的輸出信號控制各指示燈的亮、滅。在交通燈布置圖中，南北方向的三色燈共六盞，同顏色的燈在同一時間亮、滅；所以，可將同色燈兩兩并聯(lián)，用一個輸出信號控制。同理，東西方向的三色燈也依次設(shè)計。再加上東西方向左轉(zhuǎn)的三色燈共九盞，所以其占9個輸出點(diǎn)。由此可得系統(tǒng)I/O分配如表2所示：

表2 系統(tǒng)I/O分配表

輸入/輸出 設(shè)備/器件名稱 I/O地址 輸入 校正當(dāng)前時鐘 I0.0

符號名 數(shù)據(jù)類型 1

SB0 BOOL 程序啟停按鈕 I0.1 SB1 BOOL

Q1 DINT 輸出

東西方向綠燈 Q0.0 東西方向黃燈 Q0.1 東西方向紅燈 Q0.2 南北方向綠燈 Q0.3

Q2 DINT Q3 DINT Q4 INT

南北方向黃燈 Q0.4 南北方向紅燈 Q0.5

Q5 INT Q6 INT

Q7 INT Q8 INT 東西方向左轉(zhuǎn)彎燈 Q0.6 南北方向左轉(zhuǎn)彎燈 Q0.7 4 軟件設(shè)計

本控制系統(tǒng)的控制原理是：用一路數(shù)字量的不同輸入狀態(tài)來判定是否對時鐘進(jìn)行初始化，用一路數(shù)字量的不同輸入狀態(tài)分別用作程序的啟動和停止控制，每一方向有紅、黃、綠及轉(zhuǎn)彎四種信號燈，分別對應(yīng)四位數(shù)字量輸出，兩個方向共有8位數(shù)定量輸出；在某一方向用兩個延時脈沖定時器分別控制該方向黃燈閃爍的亮、滅時間，根據(jù)道路人車流量多少，分別設(shè)置各信號燈亮滅時間的長短，通過6個定時器依次交替工作，就可實現(xiàn)各方向交通信號燈的順序工作。本文所設(shè)計的軟件由一個主程序和四個子程序（時鐘初始化子程序，晚間時段交通燈控制子程序，正常時段交通燈控制子程序和高峰時段交通燈控制子程序）組成。主程序主要任務(wù)包括：讀取兩個開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)開關(guān)的不同狀態(tài)做出相應(yīng)的處理，當(dāng)開關(guān)SB0閉合時則對時鐘進(jìn)行初始化，反之則不對時鐘進(jìn)行初始化；當(dāng)開關(guān)SB1閉合時，則讀取時鐘值，并做處理，根據(jù)處理后的時鐘值的大小判定當(dāng)前時間是屬于哪個時間段，并調(diào)用相應(yīng)的交通燈控制子程序，反之，則停止程序的運(yùn)行主程序流程圖如圖5所示。晚間時段的控制規(guī)律為：兩個方向的四個黃燈均按亮0.4秒滅0.6秒的規(guī)律閃爍，其余的交通燈全滅程序中將用到兩個定時器T37和T38，各定時器的功能如表3所示。正常時段的控制方案結(jié)構(gòu)圖如圖6所示，程序中將用到8個定時T37-T44，各定時器的功能如表4所示。高峰時段的控制方案結(jié)構(gòu)圖如圖7所示，程序中將用到8個定時T37-T44，各定時器的功能如表5所示。

該程序?qū)崿F(xiàn)了信號由東西左轉(zhuǎn)、東西直行、南北直行依次循環(huán)變化。其優(yōu)勢思路簡單，容易理解，對時鐘的校正以及各時段的起始時間和終止時間的修改方便。如路口要求在晚上10：00以后實行各方向黃色信號燈閃爍功能，只需要將實時采集PLC的時鐘信號作為一個子程序的跳轉(zhuǎn)條件，再增加一段閃光程序即可。如果需要將幾個路口集中到一臺PLC控制，根據(jù)實際需要的I/O點(diǎn)數(shù)，硬件上再增加相應(yīng)的數(shù)字量輸出模板即可。需要指出的是，用PLC實現(xiàn)城市道路關(guān)通信號控制，最好幾個路口共用一套PLC，這樣可以大大降低工程成本。

表3 晚間時段各定時器一個循環(huán)中的功能明細(xì)表 定時器 t0 t1 T2 T37 定時0.4秒 開始定時，黃燈亮 定時到，輸出ON且保持；黃燈滅 開始下一次循環(huán)的定時 T38 定時1秒 開始定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON，隨即復(fù)位開始下一次循環(huán)的定時，黃燈亮。

表4 正常時段各定時器一個循環(huán)中的功能明細(xì)表 定時器 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 T37 定時10秒 開始定時,南北轉(zhuǎn)彎燈、南北紅燈、東西紅燈亮。定時到，輸出ON且保持；南北轉(zhuǎn)彎燈滅，南北綠燈亮，東西紅燈繼續(xù)亮。開始下一個循環(huán)定時

ON ON ON ONT38 定時40秒 開始定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON且保持；南北綠燈滅，南北黃燈閃爍，東西紅燈繼續(xù)亮。T39 定時45秒 開始定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON且保持；南北黃燈滅，東西轉(zhuǎn)彎燈、南北紅燈亮，東西紅燈繼續(xù)亮。ON ON 開始下一個循

ON ON ON 開始下一個循環(huán)定時 環(huán)定時 T40 定時55秒 開始定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON且保持；東西轉(zhuǎn)彎、東西紅燈滅，東西綠燈亮，南北紅燈繼續(xù)亮。一個循環(huán)定時 T41 定時85秒 開始定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 定

時

ON 開始下到，輸出ON且保持；東西綠燈滅，東西黃燈閃爍，南北紅燈繼續(xù)亮。開始下一個循環(huán)定時 T42 定時90秒 開始定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON，隨即復(fù)位開始下一次循環(huán)定時；東西黃燈、南北紅燈滅，南北轉(zhuǎn)彎燈、南北紅燈、東西紅燈亮。

表5 高峰時段各定時器一個循環(huán)中的功能明細(xì)表 定時器 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 T37 定時10秒 開始定時,南北轉(zhuǎn)彎燈、南北紅燈、東西紅燈亮。定時到，輸出ON且保持；南北轉(zhuǎn)彎燈滅，南北綠燈亮，東西紅燈繼續(xù)亮。開始下一個循環(huán)定時

ON ON ON ONT38 定時45秒 開始定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON且保持；南北綠燈滅，南北黃燈閃爍，東西紅燈繼續(xù)亮。T39 定時50秒 開始定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON且保持；南北

ON ON ON 開始下一個循環(huán)定時 黃燈滅，東西轉(zhuǎn)彎燈、南北紅燈亮，東西紅燈繼續(xù)亮。ON ON 開始下一個循環(huán)定時 T40 定時60秒 開始定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON且保T41 定時85秒 開始定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 定

時到，輸出ON且保持；東西綠燈滅，東西黃燈閃爍，南北紅燈繼續(xù)亮。開始下一個循環(huán)定時 T42 定時90秒 開始定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 繼續(xù)定時 定時到，輸出ON，隨即復(fù)位開始下一次循環(huán)定時；東西黃燈、南北紅燈滅，南北轉(zhuǎn)彎燈、南北紅燈、東西紅燈亮。持；東西轉(zhuǎn)彎、東西紅燈滅，東西綠燈亮，南北紅燈繼續(xù)亮。5 程序編輯

附錄 源程序-STL語句 ORGANIZATION_BLOCK 主:OB1 TITLE=程序注解 VAR T:BYTE;//時鐘值緩沖區(qū) H:INT;//小時數(shù)存儲單元 M:INT;//分鐘數(shù)存儲單元 SEC:INT;//秒鐘數(shù)存儲單元

Tim:WORD;//小時數(shù)乘100加分鐘數(shù)乘10加秒鐘數(shù)所得結(jié)果存儲單元 END_VAR BEGIN Network 1 // 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題 // 網(wǎng)絡(luò)注解 LD I0.0 CALL SBR0 //開關(guān)SB0閉合,調(diào)用SBR0(INIT)對時鐘進(jìn)行初始化 Network 2 LDN I0.1 //起動/停止開關(guān)SB1斷開,則停止程序 STOP Network 3 LD I0.1 TODR LB0 //起動/停止開關(guān)SB1閉合,則起動程序,讀取時鐘 Network 4 LD I0.1 INCB LB0 Network 5 LD I0.1 INCB LB0 Network 6 LD I0.1 INCB LB0 //T加3指向小時存儲單元 Network 7 LD I0.1 BTI LB0, LW1 //將小時由字節(jié)型轉(zhuǎn)換為整型 Network 8 LD I0.1 MOVW LW1, VW16 *I +100, VW16 //將小時的數(shù)值乘以100 Network 9 LD I0.1 INCB LB0 //將T指向分鐘存儲單元 Network 10 LD I0.1 BTI LB0, LW3 //將分鐘由字節(jié)型轉(zhuǎn)換為整型 Network 11 LD I0.1 MOVW LW3, VW18 *I +10, VW18 //將分鐘的數(shù)值乘以10 Network 12 LD I0.1 MOVW VW16, VW20 +I VW18, VW20 //將小時數(shù)乘100與分鐘數(shù)乘10相加 Network 13 LD I0.1 INCB LB0 //將T指向秒鐘存儲單元 Network 14 LD I0.1 BTI LB0, LW5 //將秒鐘由字節(jié)型轉(zhuǎn)換為整型 Network 15 LD I0.1 MOVW VW14, LW7 +I LW5, LW7 //將小時數(shù)乘100與分鐘數(shù)乘10相加所得的結(jié)果與秒鐘數(shù)相//加得Tim Network 16 LDW

CALL SBR1 //Tim小于630時,則調(diào)用SBR1(SUBE)子程 Network 17 LDW

通過這次課程設(shè)計，加強(qiáng)了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設(shè)計過程中，我們通過這個方案包括設(shè)計了一套電路原理和PCB連接圖，和芯片上的選擇。這個方案總共使用了74LS248，CD4510各兩個，74LS04，74LS08，74LS20，74LS74，NE555定時器各一個。

2、在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時間用去很多。

3、我沉得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。

第三篇：字路口交通燈控制器設(shè)計

實驗五

十字路口交通燈控制器設(shè)計

一.實驗?zāi)康?/p>

(1)學(xué)會設(shè)計?？勺兊褂嫊r計數(shù)器。（2）學(xué)會狀態(tài)機(jī)的設(shè)計。

二 實驗要求

一條主干道，一條鄉(xiāng)間公路。組成十字路口，要求優(yōu)先保證主干道通行。有MR（主紅）、MY（主黃）、MG（主綠）、CR(鄉(xiāng)紅)、CY（鄉(xiāng)黃）、CG（鄉(xiāng)綠）六盞交通燈需要控制；交通燈由綠→紅有4秒黃燈亮的間隔時間，由紅→綠沒有間隔時間；系統(tǒng)有MRCY、MRCG、MYCR、MGCR四個狀態(tài)；

鄉(xiāng)間公路右側(cè)各埋有一個傳感器，當(dāng)有車輛通過鄉(xiāng)間公路時，發(fā)出請求信號S=1，其余時間S=0；

平時系統(tǒng)停留在MGCR（主干道通行）狀態(tài)，一旦S信號有效，經(jīng)MYCR（黃燈狀態(tài)）轉(zhuǎn)入MRCG（鄉(xiāng)間公路通行）狀態(tài)，但要保證MGCR的狀態(tài)不得短于一分鐘；一旦S信號無效，系統(tǒng)脫離MRCG狀態(tài)。隨即經(jīng)MRCY（黃燈狀態(tài)）進(jìn)入MGCR狀態(tài)，即使S信號一直有效，MRCG狀態(tài)也不得長于20秒鐘。

三．實驗設(shè)計：

1.主道通行時間至少為一分鐘，因此無論是否s有效，至少需要從59秒減到0秒一次；當(dāng)經(jīng)過一分鐘后，若仍s無效時，那么主道再次從59開始減（如此循環(huán)下去）；當(dāng)經(jīng)過一分鐘后，若s有效時，那么馬上進(jìn)入黃燈狀態(tài)并且時間從3開始進(jìn)行計數(shù)。

2.經(jīng)過4秒倒計時，當(dāng)減到0，進(jìn)入主道為紅燈鄉(xiāng)道為綠燈的狀態(tài)，并且從19秒開始倒計時。

3.在倒計時過程中，若鄉(xiāng)道突然沒有車通行，馬上進(jìn)入主道紅燈，鄉(xiāng)道黃燈狀態(tài)，倒計時4秒。如果一直有車通行時，那么就從19減到0才進(jìn)入主道紅燈，鄉(xiāng)道黃燈狀態(tài)，倒計時4秒。

4．經(jīng)過4秒后，回到主道變?yōu)榫G燈，鄉(xiāng)道為紅燈，并且從59開始減，計時至少一分鐘。5.因此需要4個狀態(tài)，每個狀態(tài)通過判斷進(jìn)行狀態(tài)的不同轉(zhuǎn)換。

四、實驗器材

PC機(jī)，試驗箱，quartus軟件

五、實驗程序

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY trafficlight111 IS PORT(clk,RESET,S:IN STD_LOGIC;

timeout00,timeout11:out STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--倒計時低位，高位

MG,MY,MR,CG,CY,CR:OUT STD_LOGIC);END trafficlight111;ARCHITECTURE a OF trafficlight111 IS

TYPE trafficstate IS(mgcr,mycr,mrcg,mrcy);--共四個狀態(tài)

SIGNAL STATE:trafficstate;BEGIN PROCESS(RESET,STATE,clk,S)VARIABLE timeout0:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0):=“01011001”;--倒計時 VARIABLE q:STD_LOGIC;--標(biāo)記是否計時已滿一分鐘 BEGIN IF RESET='1 THEN timeout0:=“01011001”;STATE

ELSif S='1' AND(q='1' or timeout0=“00000000”)AND STATE=mgcr THEN q:='0';STATE

ELSIF S='0' AND STATE=mrcg THEN STATE

（如果s無效了，且此時狀態(tài)為主紅鄉(xiāng)綠，則馬上進(jìn)入主紅鄉(xiāng)黃的狀態(tài)）

ELSIF falling_edge(clk)THEN

CASE STATE IS

WHEN mgcr =>IF timeout0=“00000000” THEN STATE

ELSIF(not(timeout0=“00000000”))THEN

（如果時間沒有滿一分鐘，那么

計時繼續(xù)減一，狀態(tài)不變）

STATE

IF timeout0(3 downto 0)=“0000” THEN timeout0(3 downto 0):=“1001”;timeout0(7 downto 4):=timeout0(7 downto 4)-1;

ELSE timeout0:=timeout0-1;

END IF;

END IF;

WHEN mycr => IF timeout0=“00000000” THEN STATE

MR

ELSE STATE

MY

IF timeout0(3 downto 0)=“0000” THEN timeout0(3 downto 0):=“1001”;timeout0(7 downto 4):=timeout0(7 downto 4)-1;

ELSE timeout0:=timeout0-1;

END IF;

END IF;

WHEN mrcg =>IF S='0' OR timeout0=“00000000” THEN STATE

MR

ELSIF S='1' THEN STATE

MR

IF timeout0(3 downto 0)=“0000” THEN timeout0(3 downto 0):=“1001”;timeout0(7 downto 4):=timeout0(7 downto 4)-1;

ELSE timeout0:=timeout0-1;（否這計數(shù)減一）

END IF;

END IF;

WHEN mrcy =>IF timeout0=“00000000” THEN STATE

MG

ELSE STATE

MR

IF timeout0(3 downto 0)=“0000” THEN timeout0(3 downto 0):=“1001”;timeout0(7 downto 4):=timeout0(7 downto 4)-1;

ELSE timeout0:=timeout0-1;

END IF;

END IF;

END CASE;END IF;

timeout00

timeout11

六、實驗步驟

(1)建立工作庫文件夾，輸入設(shè)計項目原理圖或VHDL代碼并存盤。（2）將設(shè)計項目設(shè)置成Project，選目標(biāo)器件并編譯。

（3）.建立仿真波形文件，進(jìn)行波形仿真。

(4)引腳鎖定，包裝元件。

（5）分配管腳后在進(jìn)行編譯一次。

(6)配制文件下載：選擇Tool→Programmer，在Mode欄選擇JTAG，選中打勾下載文件右側(cè)第一個小框。單擊Hardware Setup，雙擊ByteBlasterMV→close。

（7）單擊Start，當(dāng)Progress顯示100%以及在底部顯示“Configuration Succeeded”時，即可以在試驗箱上進(jìn)行操作了。

七、硬件測試

當(dāng)下載成功后，復(fù)位后，看到數(shù)碼管開始從59開始減，并且通過LED燈看到主綠鄉(xiāng)紅；當(dāng)沒有減到0時，令s有效，即按下54鍵時，數(shù)碼管顯示計數(shù)繼續(xù)減，當(dāng)減到0時，數(shù)碼管才從顯示3，并開始減，并且此時看到主黃鄉(xiāng)紅；當(dāng)再次減到0時，數(shù)碼管從19開始減，并且此時主紅鄉(xiāng)綠，若令s一直有效，那么看到數(shù)碼管從19一直減到0，當(dāng)為0時，數(shù)碼管顯示從3開始減，此時鄉(xiāng)黃主紅；當(dāng)經(jīng)過四秒后，數(shù)碼管接著從59開始減，并顯示主綠鄉(xiāng)紅。

從59開始減，s一直無效，當(dāng)減到0時，數(shù)碼管接著59減；從s有效，數(shù)碼管馬上顯示3，并開始減，并且此時看到主黃鄉(xiāng)紅；當(dāng)再次減到0時，數(shù)碼管從19開始減，并且此時主紅鄉(xiāng)綠，若在沒減到0前，令s無效，那么看到數(shù)碼管馬上顯示從3開始減，此時鄉(xiāng)黃主紅；當(dāng)經(jīng)過四秒后，數(shù)碼管接著從59開始減，并顯示主綠鄉(xiāng)紅，如此循環(huán)。

八、實驗小結(jié)

（1）這個程序需要載case語句中用到if語句，因此必須理清各層的關(guān)系。

（2）通過標(biāo)志變量的判斷，會使程序簡化。

九、實驗心得

了。

第四篇：PLC控制十字路口交通燈畢業(yè)設(shè)計論文

PLC控制十字路口交通燈

目 錄

第一章 前言

1.1課題背景

1.2研究目的和意義

第二章 可編程程序控制器（PLC）

2.1 PLC概述

2.1.1 PLC的發(fā)展歷程

2.1.2 PLC的發(fā)展趨勢

2 .1.3 PLC的應(yīng)用

2.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)

2.3 PLC的工作原理

2.4本章小結(jié)

第三章 系統(tǒng)設(shè)計

3.1控制要求

3.2系統(tǒng)設(shè)計方案分析

3.3硬件設(shè)計

3.3.1 PLC的選型

3.3.2 PLC的地址分配

3.3.3 PLC的接線形式

3.4 系統(tǒng)程序設(shè)計

3.4.1系統(tǒng)的梯形圖

3.4.2語句表

3.4.3系統(tǒng)程序分析

3.5 本章小結(jié)

第四章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試

4.1檢測與調(diào)試

4.2本章小結(jié)

結(jié)論

致謝

參考文獻(xiàn)

附錄１ S7-200PLC的CPU的I/O規(guī)范

附錄２ S7-200PLC的CPU的輸入規(guī)范

附錄３S7-200PLC的CPU的輸出規(guī)范

第一章前言

1.1課題背景

1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，綠兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。1914年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。 1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。

1.2研究目的和意義

在十字路口設(shè)置交通燈可以對交通進(jìn)行有效的疏通，并為交通參與者的安全提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。 傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預(yù)先設(shè)置好。然而，實際上車輛流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運(yùn)行、較適用的方案，仍然會發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長隊等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。 目前，大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時間間隔的控制方法。由于十字路口不同時刻車輛的流量是復(fù)雜的、隨機(jī)的和不確定的，采用固定時間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時間的浪費(fèi)，出現(xiàn)空等現(xiàn)象，影響了道路的暢通。為此，采用不依賴數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法設(shè)計交通燈控制器，能較好地解決這個問題。

1

第2章 可編程程序控制器（PLC）

2.1 PLC概述

可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破魇请S著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種.小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn).發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC從1969年問世以來，雖然至今還不到40年，但由于其具有通用靈活的控制性能.簡單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。有人將它與數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)工業(yè)機(jī)械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(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，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。

2.1.1 PLC的發(fā)展歷程

在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。 1968年美國通用汽車公司（G.M）為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進(jìn)行編程，使不熟悉計算機(jī)的人也能很快掌握使用。 1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項技術(shù)迅速發(fā)展起來。 早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。 20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強(qiáng)，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實的多功能控制器。 PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段： 1970—1980年：PLC的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機(jī)型、通用計算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形成，取得了市場的認(rèn)可，得以迅速發(fā)展.推廣。PLC的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。 1980—1990年：PLC的普及階段。在這一

階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價格不斷下降，PLC被迅速普及。各PLC生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價格.品種開始系列化，并且形成了固定I/O點(diǎn)型、基本單元加擴(kuò)展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。PLC的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有F.F1.F2小型PLC系列產(chǎn)品,K/A系列中、大型PLC產(chǎn)品等。 1990—2000年，PLC的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，PLC的功能日益增強(qiáng)，PLC的CPU運(yùn)算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，PLC的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。此外，PLC的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化PLC。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。 2000年至今：PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動化的需要，PLC的各種功能不斷進(jìn)步。一方面，PLC在繼續(xù)提高CPU運(yùn)算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運(yùn)動控制的特殊功能與模塊，使PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。與此同時，PLC的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品（包括最新的FX3u系列產(chǎn)品），Qn,QnPH系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。

2.1.2 PLC的發(fā)展趨勢

從當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)性能來看，PLC發(fā)展趨勢仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高兩大方面。 ①體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。現(xiàn)代PLC無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同，PLC體積被大幅度縮小。 ②性能的提高。PLC的性能主要包括CPU性能與I/O性能兩大方面。

可編程序控制器在我國的發(fā)展?fàn)顩r如下： (1) 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進(jìn)、可編程序控制器引進(jìn)應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃分為下述三個階段： ①可編程序控制器的初級認(rèn)識階段（70 年代后期到 80 年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國對可編程序控制器的認(rèn)識始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)中，當(dāng)時的上海寶鋼一期工程中有多項工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進(jìn)過程中，我們打開了眼界，了解認(rèn)識了可編程序控制器，這也促進(jìn)了可編程序控制器在我國的發(fā)展。 ②可編程序控制器的引進(jìn)應(yīng)用和消化移植階段（80 年代初期到90年代初期）80年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進(jìn)的同時，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位相繼引進(jìn)可編程序控制器并自己設(shè)計組成控制系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍也擴(kuò)大到建材、輕工、煤炭、水處理、食品、制藥、造紙、橡膠和精細(xì)化工等工業(yè)領(lǐng)域。 ③ 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90 年代初期到現(xiàn)在） 進(jìn)入90年代，我國的可編程序控制器進(jìn)入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (2) 政府重視 可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當(dāng)時機(jī)械電子工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下，于 3

1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會?？删幊绦蚩刂破餍袠I(yè)協(xié)會在政府和企事業(yè)之間起到了橋梁作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同時可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于 1993 年成立了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，為我國可編程序控制器的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

2.1.3 PLC的應(yīng)用

1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC的初期由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年來，PLC的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強(qiáng)，它也能解決復(fù)雜的計算和通信問題。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵?種類型： （1）順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合PLC使用的領(lǐng)域。它用來取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。PLC應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動線控制等。例如：注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。 (2)運(yùn)動控制 PLC制造商目前已提供了拖動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一軸或數(shù)據(jù)到目標(biāo)位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)奈恢煤图铀俣?，確保運(yùn)動平滑。 （3）過程控制 PLC還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。PID模塊提供了使PLC具有閉環(huán)控制的功能，即一個具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當(dāng)過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時，PID控制算法會計算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定植上。 （4）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，PLC作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于CNC和NC系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。 （5）通信網(wǎng)絡(luò) PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC和其他智能控制設(shè)備（如計算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。 2 PLC在我國的應(yīng)用 雖然我國在PLC生產(chǎn)方面比較弱，但在PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30多億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。 在我國，一般按I/O點(diǎn)數(shù)將PLC分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū)別）： 微型：32 I/O 小型：256 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O 在我國應(yīng)用的PLC系統(tǒng)中，I/O64點(diǎn)以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點(diǎn)~256點(diǎn)的占31%，合計占整個PLC銷售額的78%。

2.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)

PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。 中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(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器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入

I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。圖2-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖

圖2-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖

2.3 PLC的工作原理

PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會立即動作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時才會動作。 考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動作時間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應(yīng)要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 1輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 2用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實踐任務(wù)書 8 掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀 5

態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 3輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。 PLC的掃描工作過程如圖2-2、圖2-3所示

圖2-3 PLC的掃描周期圖

2.4本章小結(jié)

本章介紹的是PLC的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用，通過這些基礎(chǔ)知識，更好地理解PLC的控制， 基于PLC在交通燈控制系統(tǒng)上應(yīng)用這一范疇，使下一步PLC的程序設(shè)計開發(fā)和實際需要有機(jī)地融合在一起。

第3章 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 控制要求

交通燈控制系統(tǒng)的控制要求如下： 1 信號燈受一個起動開關(guān)控制，當(dāng)起動開關(guān)接通時，信號系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)起動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。 2 南北綠燈和東西綠燈不能同時亮，如果同時亮?xí)r應(yīng)關(guān)閉信號燈系統(tǒng)，并報警。 3 南北紅燈亮維持25S。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20S。到20S時，東西綠燈閃爍，閃爍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，東西紅燈亮。同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 4東西紅燈亮維持30S。南北綠燈亮維持25S。然后閃爍3S，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。 5 周而復(fù)始。

3.2系統(tǒng)設(shè)計方案分析

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。設(shè)計思想分析如下：給一個啟動的輸入信號，要配合一個SB1的按鈕，當(dāng)SB1啟動按鈕動作，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,需計時器設(shè)定延時25秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同時，東西方向道路也一起亮綠燈20S,需計時器設(shè)定延時20秒，才會轉(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）動作使東西綠燈閃爍，還要需計時器設(shè)定延時3秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮2S,需計時器設(shè)定延時2秒，才會轉(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,需計時器設(shè)定延時30秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時，南北方向道路也一起亮綠燈25S,需計時器設(shè)定延時25秒，才會轉(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）動作使南北綠燈閃爍，還要需計時器設(shè)定延時3秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈亮；南北黃燈亮2S,需計時器設(shè)定延時2秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北紅燈亮。 如此循環(huán)下去。 另外，當(dāng)斷開系統(tǒng)，所有信號燈熄滅；需要按鈕SB1動作斷開系統(tǒng)，停此輸入信號入可編程控制器，而最快的方法，是使可編程控制器不動作，那么肯定無信號輸出。而且，南北、東西綠燈同時亮，報警?？删幊炭刂破饕敵鲆粋€信號，驅(qū)動一個報警燈。 綜上所述，可編程控制器要滿足一個信號輸入（作系統(tǒng)接通、斷開作用），七個信號 輸出，十字路口有十二個交通信號燈，但南北、東西兩個為一組用一個輸出信號控制，再加上一個報警信號驅(qū)動的報警燈。通過如下的十字路口交通燈狀態(tài)分析表、主流程圖、十字路口交通燈時序圖一一展開，將十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計思路逐漸脈絡(luò)清晰。

表3-1 十字路口交通燈狀態(tài)分析表 十字路口交通燈狀態(tài)的分析： 十字路口交通燈如下圖3-1所示，將12個交通燈進(jìn)行編號。

圖3-1 十字路口交通燈狀態(tài)圖 這12個交通燈共有四個狀態(tài)： 狀態(tài)1：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮。 狀態(tài)2：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西綠燈（6、12）閃。 南北方 7

向 交通燈狀態(tài) 紅燈亮25S 綠燈亮25S 綠燈閃3S 黃燈亮2S 東西方向 交通燈狀態(tài) 綠燈亮20S 綠燈閃3S 黃燈亮2S 紅燈亮30S 交通燈狀態(tài)

十字路口交通燈狀態(tài)的分析： 十字路口交通燈如下圖3-1所示，將12個交通燈進(jìn)行編號 這12個交通燈共有四個狀態(tài)：

狀態(tài)1：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮。

狀態(tài)2：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西綠燈（6、12）閃。

狀態(tài)3：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西黃燈（5、11）亮。

狀態(tài)4：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮。

狀態(tài)5：東西紅燈（4、10）繼續(xù)亮，南北綠燈（3、9）閃。

狀態(tài)6：東西紅燈（1、7）繼續(xù)亮，南北黃燈（2、8）亮。

主程序流程圖：（如圖3-2所示）

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3.3硬件設(shè)計

3.3.1 PLC的選型

從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)1個，開關(guān)量輸出點(diǎn)7個，如果選用CPU222 / PLC，也需要擴(kuò)展單元 PLC，參照西門子S7-200系列特性（見附錄），選用主機(jī)為CPU224（14 輸入/10繼電器輸出）。 其外形圖3-4如下：

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輸入電路采用了雙向光電耦合器，24V DC極性可任意選擇， 1M、2M為輸入端子的公共端。1L、2L為輸出公共端。 CPU224另有24V、280mA電源供PLC輸入點(diǎn)使用。

3.3.2 PLC的地址分配

列出交通信號燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表，見表3-2。 定時器 T=PT×S; 定時實際時間=設(shè)定值×精度 1ms: T32,T96 10ms: T33~T36, T97~T100 100ms: T37~T63, T101~T255 表3-2 交通信號燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表 輸入信號 定時元件 輸出信號 名稱 代號 輸入點(diǎn)編號 T33:南北紅燈工作 25S 名稱 代號 輸出點(diǎn)編 號 工作按 鈕 SB1 I0.0 T97: 東西紅燈工作 30S 報警燈 L0 Q0.0 T98:東西綠燈工作 20S 南北紅燈 L1 Q0.1 T99:東西綠燈閃爍3S 東西綠燈 L2 Q0.2 T100:東西黃燈工作 2S 東西黃燈 L3 Q0.3 T34:南北綠燈工作 25S 東西紅燈 L4 Q0.4 T35:南北綠燈閃爍3S 南北綠燈 L5 Q0.5 T36:南北黃燈工作2S 南北黃燈 L6 Q0.6

3.3.3 PLC的接線形式

端口I0.0為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號，端口Q0.0接起報警作用的信號燈，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，端口Q0.5接南北綠燈，端口Q0.6接南北黃燈

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3.4 系統(tǒng)程序設(shè)計

3.4.1系統(tǒng)的梯形圖

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3.4.3 系統(tǒng)的指令表

3.4.3系統(tǒng)程序分析

當(dāng)開關(guān)SB1合上時，I0.0觸點(diǎn)接通，T33通電待25秒后動作（南北紅燈熄滅），T98通電待20秒后動作（東西綠燈閃爍），Q0.1得電，南北紅燈亮；同時Q0.1的動合觸點(diǎn)閉合，

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Q0.2線圈得電，東西綠燈亮。 維持到20秒，T98的動合觸點(diǎn)接通，T99通電待3秒后動作（東西黃燈亮），與T98觸點(diǎn)串聯(lián)的T32動合觸點(diǎn)每隔0.5秒導(dǎo)通0.5秒，從而使東西綠燈閃爍。 又過3秒，T100通電待2秒后動作（東西黃燈滅），T99的動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.2線圈失電，東西綠燈滅；此時T99的動合觸點(diǎn)閉合，Q0.3線圈得電，東西黃燈亮。 再過2秒后，T100的動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.3線圈失電，東西黃燈滅。 此時自開關(guān)閉合南北紅燈亮起累計時間達(dá)25秒，T33的動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.1線圈失電，南北紅燈滅；T33的動合觸點(diǎn)閉合，T97通電待30秒后動作（東西紅燈熄滅），T34通電待25秒后動作（南北綠燈閃爍），Q0.4線圈得電，東西紅燈亮，Q0.4的動合觸點(diǎn)閉合，Q0.5線圈得電，南北綠燈亮。 又經(jīng)過25秒，T34動合觸點(diǎn)閉合，T35通電待3秒后動作（南北黃燈亮），與T34觸點(diǎn)串聯(lián)的T32的觸點(diǎn)每隔0.5秒導(dǎo)通0.5秒，從而使南北綠燈閃爍。 閃爍3秒，T34動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.5線圈失電，南北綠燈滅；此時T35的動合觸點(diǎn)閉合，Q0.6線圈得電，南北黃燈亮。 維持2秒后，T36動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.6線圈失電，南北黃燈滅。 自南北紅燈滅及東西紅燈亮累計時間達(dá)30秒鐘，T97的動斷觸點(diǎn)斷開，T33動斷觸點(diǎn)復(fù)位，Q0.2線圈失電，即維持了30秒的東西紅燈滅。T33動斷觸點(diǎn)復(fù)位斷開時，T97定時器失電，T97的動斷觸點(diǎn)復(fù)位閉合，只要不斷開按鈕SB1，系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)下去。 3.5 本章小結(jié) 本章介紹S7-200系列PLC交通燈控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計,關(guān)鍵是系統(tǒng)總體設(shè)計,核心則是控制程序設(shè)計。重點(diǎn)要掌握PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和設(shè)計的一般流程,要有一個整體的概念。在滿足控制要求、環(huán)境要求和性價比等條件下，合理選擇PLC的機(jī)型和硬件配置，正確地進(jìn)行估算，合理選擇輸入/輸出模塊，完成PLC的硬件與軟件的設(shè)計。 通過這次可編程控制器的課程設(shè)計，終于發(fā)現(xiàn)腦海里有了工程的思想。以前單方面的學(xué)習(xí)了電子硬件知識和軟件知識。有人說只懂硬件，那是一個技術(shù)員，只懂軟件的，那是程序員。系統(tǒng)結(jié)合，要軟硬兼施，才能具備一個工程師綜合素質(zhì)。

第4章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試

4.1檢測與調(diào)試

大體思路流程如下： 1、硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器（萬用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。 ①靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時的一種硬件檢測。 第一步：目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 第二步：用萬用表測試。先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點(diǎn)，再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步：加電檢測。給板加電，檢測所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因為只有用可編程控制器開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 ②動態(tài)調(diào)試 動態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。動態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時，與該元件無關(guān)的 器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個局部的電路上。當(dāng)各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既告完成。 由近及遠(yuǎn)是將信號流經(jīng)的各器件按照距離可編程控制器的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時，仍采用去掉無關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會定位故障元件了。 2、軟件調(diào)試： 軟件調(diào)試是通過對擁護(hù)程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯誤。如果出現(xiàn)故障，應(yīng)返回編程環(huán)境，檢查梯形圖的錯誤并修改程序再進(jìn)行調(diào)試，如此反復(fù)直到調(diào)試成功。

4.2本章小結(jié)

系統(tǒng)的檢測與調(diào)試是一個很枯燥無味的過程，要求一步一腳印地嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致進(jìn)行，才能將想當(dāng)然而引致錯誤的地方找出來并改正。

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結(jié) 論

交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計,我們以前學(xué)過，我想這個課題是很容易的。當(dāng)真正做起來的時候，還是覺得有點(diǎn)困難的，有些東西以前學(xué)了，但現(xiàn)在用起來可能又有點(diǎn)疑問。就如畫電氣原理圖吧，整體的構(gòu)造腦海里都有一個整體的概念。而你要畫出來的話，你可能會遇到細(xì)節(jié)上的問題，比如說按鈕開關(guān)的方向是怎樣，以及怎么劃分區(qū)域等。遇到這些問題的時候都能讓你主動去翻書，復(fù)習(xí)這些陌生的知識。我認(rèn)為這是一種最好的學(xué)習(xí)方法——通過實踐去檢驗自己的知識。這個只有你自己投入進(jìn)去你才能發(fā)現(xiàn)自己知識點(diǎn)的欠缺。做為一名機(jī)電專業(yè)的學(xué)生對電器原理圖的了解更應(yīng)該有深刻的認(rèn)識，知道它的重要性。要能看的懂，給你一張電氣原理圖，你要能夠?qū)懗鎏菪螆D。 查找資料也是一件繁瑣的事情，雖說網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。 在程序設(shè)計過程中，我對以前的編程方法做了歸納，之前我習(xí)慣用功能流程寫程序，遇到難點(diǎn)的時候習(xí)慣翻書，對照例子提取點(diǎn)精華?，F(xiàn)在能靈活運(yùn)用經(jīng)驗設(shè)計法、電氣原理圖設(shè)計法、順序控制設(shè)計法。特別多順序控制設(shè)計有了一定的了解。這里面最經(jīng)典我認(rèn)為是單序列的編程方法、選擇序列的編程方法和并行序列的編程方法這個三個是很值得研究的，也是一種格式。只要你能熟悉掌握，靈活應(yīng)用的話，那么編程對你來說將變的非常容易。一個流程圖無論多么復(fù)雜，都可以拆分上面的形式，然后就可以利用上面的方法編程了。當(dāng)然對于簡單的流程也可以用順序設(shè)計。這種方法也是一種固定的格式，只要按照它的格式就可以寫出正確的程序，它的優(yōu)點(diǎn)可以說易懂，條理清晰。但結(jié)構(gòu)多。對于活動步多的設(shè)計我想用這個設(shè)計比較煩瑣。 更加體會到PLC的可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，.通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。更加熟悉了西門子編程軟件使用方法與各種基本指令。 這次的課程設(shè)計使我把可編程控制器的理論知識用在實踐中，實現(xiàn)了理論和實踐相結(jié)合，從中更懂得理論是實踐的基礎(chǔ)，實踐又能檢驗理論的正確性，讓我受益非淺， 對我以后工作中遇到問題或者繼續(xù)學(xué)習(xí)將會產(chǎn)生巨大的幫助和影響。

致 謝

本論文從3月份開題以來，到目前為止已經(jīng)有快3個月的時間了，這次畢業(yè)設(shè)計中，雖然都沒太多的經(jīng)驗，在張老師的指導(dǎo)下，同學(xué)鼓勵、幫助下，相互奮勉，最終圓滿的完成了設(shè)計任務(wù)。在整個過程當(dāng)中，有許多人給了我啟發(fā)和幫助，在畢業(yè)論文完成之際，我要在此表達(dá)對他們最誠摯的感謝。首先，最需要感謝的人是我的指導(dǎo)老師張老師。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，方案可行的確定和論文綱領(lǐng)細(xì)節(jié)的修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。每一次的批評和教育，使我受益非淺，值此論文完成之際,謹(jǐn)向李老師再一次向她致以衷心的謝意，感謝她為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍,以及學(xué)習(xí)上的耐心細(xì)致幫助!最后我還要感謝我的同學(xué)與朋友，他們也給我很大的幫助，給我提供了不少的建議，讓我少走了許多的彎路。

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參考文獻(xiàn)

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2 嚴(yán)盈富.西門子S7-200PLC入門.人民郵電出版社, 2007

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4 劉永華.電氣控制與PLC，北京航空航天大學(xué)出版社, 2007

5 羅宇航.流行PLC實用程序及設(shè)計（西門子S7-200PLC系列）.西安電子科技大學(xué)出版社, 2007 6 伊宏業(yè). PLC可編程控制器教程. 航空工業(yè)出版社, 1997

7 劉洪濤，黃海編. PLC應(yīng)用開發(fā)從基礎(chǔ)到實踐.電子工業(yè)出版社, 2007

附錄

附錄１ S7-200PLC的CPU的I/O規(guī)范 CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 CPU226XM 本機(jī)數(shù)字I/O 6輸入/4輸出 8輸入/6輸出 14輸入/10輸出 24輸入/16輸出 數(shù)字I/O映像區(qū) 256（128入/128出） 模擬I/O映像區(qū) 無 32（16入/16出） 64（32入/32出） 允許最大的擴(kuò)展模塊 無 2模塊 7模塊 允許最大的智能模塊 無 2模塊 7模塊 脈沖捕捉輸入 6 8 14 高速計數(shù) 單相 兩相 4個計數(shù)器 4個30kHz 2個20kHz 6個計數(shù)器 6個30kHz 4個30kHz 脈沖輸出 2個20kHz(僅限于DC輸出)

附錄２ S7-200PLC的CPU的輸入規(guī)范 常規(guī) 24 VDC輸入 類型 漏型/源型（IEC類型1漏型） 額定電壓 24 VDC,4 mA 最大持續(xù)允許電壓 30 VDC 浪涌電壓 35 VDC,0.5s 邏輯1（最?。?15 VDC,2.5mA 邏輯0（最大） 5 VDC,1mA 輸入延遲 可選(0.2至12.8 ms) CPU226,CPU226XM:輸入點(diǎn)I1.6-I2.7 具有固定延遲(4.5 ms) 連接2線接近開關(guān)傳感器（Bero）允許漏電流 最大1 mA 隔離（現(xiàn)場與邏輯） 光電隔離 隔離組 是 500 VAC,1分鐘 見外部接線圖 高速輸入速度（最大） 邏輯1=15—30 VDC 邏輯1=15—26 VDC 單相 20 kHz 30 kHz 兩相 10 kHz 20 kHz 同時接通的輸入 55攝氏度時所有的輸出 電線長度（最大） 屏 蔽 非屏蔽 普通輸入500米，HSC輸入50米 普通輸入300米

附錄３ S7-200PLC的CPU的輸出規(guī)范 常規(guī) 24VDC輸出 繼電器輸出 類型 固態(tài)- -MOSFET 干觸點(diǎn) 額定電壓 24 VDC 24VDC 或250VAC 電壓范圍 20.4-28.8 VDC 5—30 VDC或5—250 VAC 浪涌電流(最大) 8 A ,100ms 7A觸點(diǎn)閉合 邏輯1(最小) 20 VDC,最大電流 - 邏輯0(最大) 0.1 VDC，10 KΩ負(fù)載 - 每點(diǎn)額定電流 0．75 A 2．0A 每個公共端的額定電壓(最大) 6 A 10 A 漏電流(最大) 10 иA - 燈負(fù)載(最大) 5 W 30 WDC；200 WAC 感性嵌位電壓 L+減48 VDC，1W功耗 - 接通電阻(接點(diǎn)) 0．3Ω最大 0．2Ω（新的時候的最大值） 隔離 光電隔離(現(xiàn)場到邏輯) 邏輯到接點(diǎn) 接點(diǎn)到接點(diǎn) 500 VAC，1分鐘 - - - 1500 VAC，1分鐘 750 VAC，1分鐘 延 時 斷開到接通/接通到斷開(最大) 2/10 иs(Q0.0和Q0.1) 15/100иs（其他） - 脈沖頻率(最大)Q0.0和Q0.1 20 kHz 1 Hz 機(jī)械壽命周期 - 10000000(無負(fù)載) 觸點(diǎn)壽命 - 100000（額定負(fù)載）

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第五篇：基于PLC交通燈控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計概要

畢業(yè)設(shè)計題目: 交通燈畢業(yè)論文 系別:電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè) : 電氣自動化 班級:電氣自動化10-01 姓名: 指導(dǎo)教師: 【摘要】:交通信號燈的出現(xiàn),使交通得以有效管制,對于疏導(dǎo)交通流