毕业论文-基于西门子s7-200的交通灯控制设计

毕业论文-基于西门子s7-200的交通灯控制设计内容摘要：

接到母线上，操作目标元件为 X、 Y、 M、 T、 C、 S。 LD、 LDI 指令还可与 AND、 ORB 指令配合，用于分支回路的起点。 （ 2） OUT指令的目标元件为 Y、 M、 T、 C、 S 和功能指令线圈。 （ 3） OUT指令可以连续使用若干次，相当于线圈并联。 单个触点串联指令（ AND、 ANI） 用法 AND：与指令。 用于单个触点的串联，完成逻辑“与”运算，助记符号为 AND**，**为触点地址。 ANI：与反指令。 用于常闭触点的串联，完成逻辑“与非”运算，助记符号为 ANI**，**为触点地址。 （ 1） AND、 ANI 指令均用于单个触点的串联，串联触点数目没有限制。 该指令可以重复多次使用。 指令的目标元件为 X、 Y、 M、 T、 C、 S。 （ 2） OUT指令后，通过触点对其他线圈使用 OUT 指令称为纵接输出。 基于西门子 S7200 的交通灯控制设计 11 （ 3）串联触点的数目和纵接的次数虽然没有限制，但由于图形编程器和打印机功能有限制，因此尽量 做到一行不超过 10个触点和 1个线圈，连续输出总共不超过 24 行。 （ 4）串联和并联指令是用来描述单个触点与其他触点或触点组成的电路连接关系的。 指令名称 指令符 功能 操作数 取 LD bit 读入逻辑行或电路块的第一个常开接点 Bit： I， Q， M， SM， T，C， V， S 取反 LDN bit 读入逻辑行或电路块的第一个常闭 接点 与 A bit 串联一个常开接点 与非 AN bit 串联一个常闭接点 或 O bit 并联一个常开接点 或非 ON bit 并联一个常闭接点 电路块与 ALD 串联一个电路块 无 电路块或 OLD 并联一个电路块 输出 = bit 输出逻辑行的运算结果 Bit： Q， M， SM， T，C， V， S 置位 S bit， N 置继电器状态为接通 Bit： Q， M， SM， V， S 复位 R bit， N 使继电器复位为断开 表 S7200 系列的基本逻辑指令 S7200系列 PLC的定时器指令 类型、编号及分辨率 1. TON—— 接通延时 2. TONR—— 有记忆接通延时 3. TOF—— 断开延时 3 种分辨率（时基）： 1ms、 10ms、 100ms—— 分别对应不同的定时器号 基于西门子 S7200 的交通灯控制设计 12 定时器 6个要素： 指令格式（时基、编号等） 预置值 —— PT 使能 —— IN 复位 —— 3种定时器不同 当前值 —— Txxx 定时器状态（位） —— 可由触点显示 定时值 =时基预置值 PT。 由于定时器的计时间隔与程序的扫描周期并不同步，定时器可能在其时基（ 1ms、 10ms、 100ms）内任何时间启动，所以，未避免计时时间丢失，一般要求设置 PT预置值必须大于最小需要的时间间隔。 例如：使用10ms 时基定时器实现 140ms 延时（时间间隔），则 PT 应设置为 15（ 10ms 15=150ms） 梯形图 LAD 语句表 功能 操作码 操作数 TON Txxx PT 使能＝ 1 计数，计数到设定值时（一直计数到 32767），定时器位＝ 1。 使能＝ 0复位（定时器位＝ 0）。 一般用于单一时间间隔的定时 TOF Txxx PT 使能＝ 1，定时器位＝ 1，计数器复位（清零）。 使能由 1到 0负跳变，计数器开始计数，到设定值时（停止计数），定时器位＝ 0。 TONR Txxx PT 使能＝ 1，计数器开始计数，计数到设定值时，计数器位＝ 1。 使能断开，计数器停止计数，计数器位仍为 1，使能位再为 1时，计数器在原来的计数基础上计数。 IN TONR PT Txxx IN TOF PT Txxx IN TON PT Txxx 基于西门子 S7200 的交通灯控制设计 13 S7200系列的定时器指令 以上三种计数器可以通过 复位 指令复位。 S7200 系列编程软（ STEP7Micro/WIN）编程软件 STEP7Mirco/WIN 窗口组件 主界面一般可以分为以下几个部分：菜单条、工具条、浏览条、指令树、用户窗籍口、输出窗口和状态条。 除菜单条 外，用户可以根据需要通过检视菜单和窗口菜单决定其它窗口的取舍和样式的设置。 STEP7Micro/WIN32 的主界面如图 所示。 图 STEP7Micro/WIN32的主界面 1. 主菜单 基于西门子 S7200 的交通灯控制设计 14 主菜单包括：文件、编辑、检视、 PLC、调试、工具、窗口、帮助 8个主菜单项 ①。 编程准备 （ 一） . 指令集和编辑器的选择 写程序之前，用户必须选择指令集和编辑器。 在 S7200 系列 PLC支持的指令集有 SIMATIC 和 IEC11313两种。 SIMATIC是专为 S7200PLC 设计的，专 用性强，采用 SIMATIC 指令编写的程序执行时间短，可以使用 LAD、 STL、 FBD三种编辑器。 IEC11313指令集是按国际电工委员会（ IEC）PLC 编程标准提供的指令系统，作为不同 PLC 厂商的指令标准，集中指令较少。 有些 SIMATIC 所包含的指令，在 IEC 11313中不是标准指令。 IEC11313标准指令集适用于不同厂家 PLC，可以使用 LAD 和 FBD 两种编辑器。 本教材主要用SIMATIC 编程模式。 1 单命令“工具” → “选项” → “一般”标签 → “编程模式” → 选 SIMATIC。 程序编辑器有 LAD、 STL、 FBD 三种。 本论文主要用 LAD 和 STL。 2 择编辑器的方法如下： 用菜单命令“检视” →LAD 或 STL。 或者菜单命令“工具” → “选项” → “一般”标签 → “默认编辑器”。 （二）根据 PLC 类型进行参数检查 在 PLC 和运行 STEP7Micro/WIN 的 PC连线后，在建立通信或编辑通信设置以前，应根据 PLC 的类型进行范围检查。 必须保证 STEP7Micro/WIN 中 PLC类型选择与实际 PLC 类型相符。 方法如下： 1 菜单命令“ PLC” → “类型” → “读取 PLC”。 2 在指令树 → “项目”名称 → “类型” → “读取 PLC” STEP7Mirco/WIN 主要编程功能与程序的上载下载 ② （一） 下载 基于西门子 S7200 的交通灯控制设计 15 如果已经成功地在运行 STEP 7Micro/WIN32 的个人计算机和 PLC之间建立了通讯，就可以将编译好的程序下载至该 PLC。 如果 PLC 中已经有内容将被覆盖。 下载步骤如下： （ 1）下载之前， PLC 必须位于“停止”的工作方式。 检查 PLC 上的工作方式指示灯，如果 PLC 没有在“停止”，单击工具条中的“停止”按钮，将 PLC 至于停止方式。 （ 2）单击工具条中的“下载”按钮，或用菜单命令“文件” → “下载”。 出现“下载”对话框。 （ 3）根据默认值，在初次发出下载命令时，“程序代码块”、“数据块”和“ CPU配置”（系统块）复选框都被选中。 如果不需要下载某个块，可以清除该复选框。 （ 4）单击“确定”，开始下载程序。 如果下载成功，将出现一个确认框会显示以下信息：下载成功。 （ 5）如果 STEP 7Micro/WIN 32 中的 CPU类型与实际的 PLC不匹配，会显示以下警告信息：“为项目所选的 PLC类型与远程 PLC 类型不匹配。 继续下载吗。 ” （ 6）此时应纠正 PLC 类型选项，选择“否”，终止下载程序。 （ 7）用菜单命令“ PLC” → “类型”，调出“ PLC 类型”对话框。 单击“读取 PLC”按钮，由 STEP 7Micro/WIN32 自动读取正确的数值。 单击“确定”，确认 PLC 类型。 （ 8）单击工具条中的“下载”按钮，重新开始下载程序，或用菜单命令“文件”→ “下载”。 下载成功后，单击工具条中的“运行”按钮，或“ PLC” → “运行”， PLC 进入RUN（运行）工作方式。 （二） 上载 用下面的方法从 PLC 将项目元件上载到 STEP 7Micro/WIN 32 程序编辑器：  单击“上载”按钮。  选择菜单命令“文件” → “上载”。  按快捷键组合 Ctrl+U。 基于西门子 S7200 的交通灯控制设计 16 执行的步骤与下载基本相同，选择需的上载的块（程序块、数据块或系统块），单击“上载”按钮，上载的程序将从 PLC 复制到当前打开的项目中，随后即可保存上载的程序。 程序的调试与监控 在运行 STEP 7Micro/WIN 32 编程设备和 PLC 之间建立通信并向 PLC 下载程序后，便可运行程序，收集状态进行监控和调试程序。 （一） 选择工作方式 PLC 有运行和停止两种工作方式。 在不同的工作方式下， PLC进行调试的操作方法不同。 单击工具栏中的“运行”按钮或“停止”按钮可以进入相应的工作方式 . （ 1） 选择 STOP 工作方式 在 STOP（停止）工作方式中，可以创建和编辑程序， PLC 处于半空闲状态：停止用户程序执行；执行输入更新；用户中断条件被禁用。 PLC 操作系统继续监控PLC，将状态数据传递给 STEP 7Micro/WIN 32，并执行所有的“强制”或“取消强制”命令。 当 PLC 位于 STOP（停止）工作方式可以进行下列操作： 1 使用图状态或程序状态检视操作数的当前值。 （因为程序未执行，这一步骤等同于执行“单次读取”） 2 可以使用图状态或程序状态强制数值。 使用图状态写入数值。 3 写入或强制输出。 4 执行有限次扫描，并通过状态图或程序状态观察结果。 （二） 选择运行工作方式 当 PLC 位于 RUN（运行）工作方式时，不能使用“首次扫描”或“多次扫描”功能。 可以在状态图表中写入和强制数值，或使用 LAD 或 FBD 程序编辑器强制数值，方法与在 STOP（停止）工作方式中强制数值相同。 还可以执行下列操作（不能 在 STOP 工作方式使用）： 1 使用图状态收集 PLC数据值的连续更新。 如果希望使用单次更新，图状态必基于西门子 S7200 的交通灯控制设计 17 须关闭，才能使用“单次读取”命令。 2 使用程序状态收集 PLC 数据值的连续更新。 3 使用 RUN 工 作方式中的“程序编辑”编辑程序，并将改动下载至 PLC。 顺序功能图 (SFC) 顺序功能图 (SFC)又叫做状态转移图或功能表图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计可编程序控制器的顺序控制程序的有力工具。 这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序。 SFC提供了一种组织程序的图形方法，在 SFC 中可以用别的语言嵌套编程。 步、转换和动作 (Action)是 SFC 中的 3 种主要 元件。 步是一种逻辑块，即对应于特定的控制任务的编程逻辑，动作是控制任务的独立部分，转换是从一个任 务到另一个任务的原因。 对于目前大多数可编程序控制器来说， SFC 还仅仅作为组织编程的工具使用，尚需用其他编程语言 (如梯形图 )将它转换为可编程序控制器可执行的程序。 因此，通常只是将 SFC 作为可编程序控制器的辅助编程工具，而不是一种独立的编程语言。 基于西门子 S7200 的交通灯控制设计 18 第 2 章： 交通灯控制要求 路况示意图（模拟图） 2． 1 交通灯示意图 北 西 东 南 工作要求和过程 主要工序要求如下： 信号灯受启动开关控制。 当启动开关接同时，信号灯系统开始工作，先南、北红灯亮，在东、西绿灯亮。 当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。 （ 1）南、北绿灯和东、西绿灯不能同时亮，如果同时亮则应关闭信号灯系统，并立刻报警。