基于s7-200的交通灯控制系统的设计

基于s7-200的交通灯控制系统的设计内容摘要：

Software for Traffic Lights System 12 4 Design and Implementation of Hardware and Software Based on PLC 14 Basic Rules and Steps for the Design of PLC Control System 14 Design Requirements of Traffic Lights Control System 14 Input / Output Interface of PLC 15 Electrical Diagram of PLC Control System 17 Basic Rules and Steps for the Design of the Software 19 Design and Implementation of Software 19 Design of Control program 19 5 Design and Implementation of Configuration Software 21 Construction of KingView software 21 Design of Monitoring System for Traffic Lights Control System 21 6 System Debugging 27 Hardware Debugging 27 Overall Debugging 27 Debug Results 29 Problems and Solutions during Debugging 29 Screenshot of Monitoring System Based on Kingview software 29 7 Conclusions and Suggestions34 Acknowledgement35 References 36 Appendix 37 CONTENTS VI Achievements 48 Declaration 西安交通大学网络教育学院论文 1 1 绪论 概论 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。 人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。 城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 本文以优化、节能、自控、稳定为主要目的，解决城市交通灯控制系统中存在的控制混乱、资源浪费、效率低等问题。 改善交通灯控制系统的运行状况，提高交通灯控 制系统的工作稳定性，可靠性。 问题的提出及其解决方案 随着我国交通事业的发展，公共交通车、运输汽车的发展壮大以及小型汽车进入家庭步伐的加快，使得城市汽车数量逐年增加，城市交通阻塞、拥挤问题显得越来越突出，交通在许多地方已成为城市发展的一个“瓶颈”问题。 交通发展的状况是衡量一个国家现代化程度的重要标志之一，从经济发展形势来看，我国的经济增长速度比主要工业发达国家年平均增长速度都要高。 随着我国现代化发展的进程，经济必将持续增长，高速度的持续经济发展，必然带来严重的运输和交通问题。 道路的拓宽、新建，车 辆的管制固然重要；而现代化交通控制系统的建设，却可以大幅度提高现有交通的利用率并减少交通事故。 其重大的经济利益和社会效益是不言而喻的。 原有的交通信号控制大都采用继电器或单片机实现，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点，越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。 利用 PLC 实现交通灯控制系统，有效地克服了传统控制系统出现的资源浪费、效率低等缺点。 PLC 的功能强大、容易使用、可靠性高，在交通管理的应用上有着很大的优势。 论文的主要内容 本文研究了基于 PLC 的交通灯控制在现实中的应用，提出了一 个系统控制结构，并且采用此体系结构实现了对交通灯的控制。 论文首先介绍了可编程序控制器（以下简称 PLC）的基本组成、主要特点以西安交通大学网络教育学院论文 2 及西门子公司的小型 PLC： S7－ 200。 论文接着介绍了组态软件的一些情况，介绍了亚控公司的组态王软件。 然后是相关技术在交通灯的 PLC 控制系统的应用。 讨论了系统的体系结构、控制策略以及硬件配置和软件实现。 其次 是上位监控系统的设计，完成了交通灯组态王监控系统的设计实现。 最后是整个系统的调试情况，以及调试中出现的一些问题及其解决。 西安交通大学网络教育学院论文 3 2 交通灯控制系统 PLC 的选型 PLC 概述 国际电工委员会在 1987 年颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做出了如下定义：“ PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、技术和算数运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 ” PLC 的出现使自动化控制进入了一个新时代。 它可以取代常规的继电器逻辑等这样硬接线的逻辑 控制电路，实现了生产的自动控制。 由于可编程序控制器的灵活性和可扩展性，它很快被其他行业采用。 随着微电子技术和计算机技术的发展，微处理器被应用到 PLC 中，使它更多地具有计算机的功能。 现在， PLC已作为通用的自动控制设备，可以应用于单一机电设备的控制，也可以用于工艺过程的控制，而且控制的精度和可靠性都相当高，使用方便。 在工业发达国家，可编程序控制器的应用已经相当广泛。 传统的顺序控制器如继电器控制逻辑、二级管矩阵逻辑以及硬件接线的数字逻辑等，正在被可编程序控制器所代替。 PLC 的基本组成 PLC 是 一种通用的工业控制装置，其组成与一般的微机系统基本相同。 按结构形式的不同， PLC 可分为整体式、模块式和叠装式三类。 整体式 PLC 是将中央处理单元（ CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信接口等组装成一体，构成主机。 其结构紧凑、体积小、价格低。 一般小型 PLC 采用这种结构。 另外还有独立的 I/O 扩展单元与主机配合使用。 主机中，CPU 是 PLC 的核心， I/O 单元是连接 CPU 与现场设备之间的接口电路，通信接口用于 PLC 与编程器和上位机等外部设备的连接。 西安交通大学网络教育学院论文 4 图 21 整体式 PLC 组成框图 模块式结构是将 PLC 各 部分分成若干个单独的模块，如电源模块、 CPU 模块、 I/O 模块和各种功能模块组成。 模块插在机架内的插座上。 模块式 PLC 配置灵活，装配方便，便于扩展和维修。 一般大中型 PLC 采用模块结构。 输入模块输出模块通信模块CP U模块智能I/O 模 块上位机或其他通信设备编程器工业场所总线 图 22 模块式 PLC 组成框图 叠装式 PLC 是将整体式和模块式结合起来，它除了基本单元外还有扩展模块和特殊功能模块，配置比较方便。 叠装式 PLC 集整体式 PLC 与模块式 PLC 优点于一身，结构紧凑、体积小、配置灵活、安装方便。 PLC 的主要特点 可靠性高、抗干扰 能力强，平均故障时间为几十万小时。 而且 PLC 采用了许多硬件和软件抗干扰措施。 硬件 西安交通大学网络教育学院论文 5 1）隔离 在微处理与 I/O 电路之间采用光电隔离减少外部干扰源对 PLC 的影响。 2）滤波 对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，减少高频干扰。 且有些模块还设置了联锁保护、自诊断电路等。 软件 1。