PLC交通灯控制课程设计.doc

目 录 1.课程设计目的 1 2.课程设计题目和要求 1 3.设计内容 2 3.1 PLC简介及选型 2 3.1.1 PLC简介 2 3.1.2 PLC选型 5 3.2 I/O口分配及硬件电路设计 6 3.2.1 I/O口分配 6 3.2.2 硬件电路设计 7 3.3 各部分程序设计 8 3.3.1红灯控制程序 9 3.3.2左行灯控制程序 10 3.3.3黄绿灯程序 10 3.3.4脉冲发生程序 11 3.4 电路运行分析 12 4.设计总结 12 参考书目 13 附录 14 1.课程设计目的 通过设计一个十字路口的交通灯，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，使学生掌握一种至二种基本机型，掌握PLC控制技术的基本原理和应用，并使学生掌握PLC在实际应用中的控制作用、动作顺序与原理，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。东西向 红灯Q0.2 绿灯Q0.0 绿灯Q0.0闪烁 黄灯Q0.1 红灯Q0.2 13S 20S ON 0.5S OFF 0.5S 3次 2S 38S 左行灯 东西左行灯Q0.3亮10S,然后闪烁3S 熄灭 南北左行灯Q0.7亮10秒,然后闪烁3秒 熄灭 南北向 51S 绿灯Q0.4 绿灯Q0.4闪烁 黄灯Q0.5 红灯Q0.6 20S ON 0.5S OFF 0.5S 3次 2S 图3.1.1 PLC基本组成 （1）输入部件 输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现场信号进入PLC的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。 （2）输出部件 输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件，其功能是控制现场设备进行工作(如电机的启、停、正/反转，阀门的开、关，设备的转动、移动、升降等)。对于PLC，希望它能直接驱动执行元件，如电磁阀、微电机、接触器、灯和音响等，因此，输出部件中的输出级常是一些大功率器件，如机械触点式继电器、无触点交流开关(如双向可控硅)及直流开关(如晶体三极管)等。 （3）CPU模块 CPU模块主要有微处理器和存储器组成。在PLC控制系统中CPU模块相当于人的大脑和心脏，他不断的采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来存储程序和数据。 （4）I/O模块 输入模块和输出模块简称I/O模块，他们想但与人的眼、耳、手、脚，是联系外部设备和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采用输入信号，开关量输入模块用来接受从按钮、选择开关、数字拨号开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器、测速发电机和各种变送器提供的脸粗变化的模拟量电流电压信号。 （5）编程器 编程器用来生成用户程序，并用它来编辑、检查、修改用户程序，监视用户程序的执行情况。手持式编程器不能直接接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器，它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维护。 （6）电源 PLC使用AC 220V电源或DC 24V电源。内部开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC 24V电源，驱动PLC负载的直流电源一般有用户提供 3.PLC的工作原理 PLC通电后，需要对硬件和软件做一些初始化工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后PLC要反复不停地分段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。 1、初始化过程： 与其它单片机运行一样，上电运行或复位时进行处理 （1）硬件初始化，复位输出输入模块，清零 （2）清除数据区 （3）输出输入地址分配 2、扫描过程 （1）扫描输入，将输入口状态读入至输入口映像区 （2）时钟处理，特殊寄存器更新 （3）执行用户程序 （4）输出，将输出口映像区输出至输出端口刷新 （5）自诊断检查 3、出错处理 检查PLC内部电路 CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通讯异常 致命错误，CPU强制STOP方式，所有扫描停止。 图3.1.2所示为一小型PLC的典型工作过程 图3.1.2 小型PLC的典型工作过程 3.1.2 PLC选型 由于学校实验仪器限制，本课程设计选用西门子S7－200型号PLC。 由题目要求可知，共有一个输入，八个输出，我们选用的CPU型号为224。 S7-200 CPU22X系列产品有：CPU221模块、CPU222模块、CPU224模块、CPU226模块、CUP226XM模块。（详见附录）