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1、本科生毕业论文(设计)打印专用纸毕业设计 题 目 S7-200 PLC在十字路口交通信号灯的控制学生姓名 杨元琮 学号 0702250002 班 级 08221班 专 业 自动化电气技术 系 部 电气工程系 指导教师 陈家敏 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2009 年 12月 10日目 录目录1摘要21、S7-200 PLC的概述31.1 S7-200 PLC的基本配置3图1.121.2 S7-200 PLC 的主要技术性能22、S7-200 PLC的基本指令12.1 基本逻辑指令1表2.112.2 定时器指令12.3 计数器指令23、十字路口交通信号灯PL
2、C控制器的设计43.1 交通信号灯PLC控制系统的控制要求43.2 交通信号灯布置4图2.143.3 交通信号灯的时序图4图2.253.4 交通信号灯的I/O分配及I/O接线图53.5 交通信号灯PLC的控制指令表63.6 交通信号灯PLC的控制系统调试8 致谢语10参考文献11摘 要随着社会经济快速的发展，现在城市交通控制与管理问题的现状，是人们越来越关注的问题了。结合城乡交通的实际情况阐述交通信号灯控制系统的工作原理。本文介绍了应用PLC实现十字路口交通信号灯的自动控制。对PLC控制系统的电路原理、设计计算和程序调试等问题进行具体分析讨论。关键词：（PLC ； 交通信号灯 ； 自动控制 ；
3、 程序 ； 设计）1、S7-200 PLC的概述 SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。【1】因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面： * 极高的可靠性* 极丰富的指令集* 易于掌握* 便捷的操作* 丰富的内置集成功能* 实时特性* 强劲的通讯能力S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。【1】应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的
4、工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。【2】如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。1.1 S7-200 PLC的基本配置因为S7-200PLC有5种CPU，其中CPU226XM与CPU226基本相同，所以S7-200共有4种基本配置。CPU221（6入/4出）CPU222（8入/6出）CPU224（14入/10出）CPU226（XM）（24入/16出）输入点地址I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7I0.0、I0.1、I0.2
5、、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7I1.0、I1.1、I10.2、I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7I1.0、I1.1、I1.2、I1.3、I1.4、I1.5 I1.6、I1.7I2.0、I2.1、I2.2、I2.3、I2.4、I2.5 I2.6、I2.7输出点地址Q0.0、Q0.1、Q0.2、 Q0.3Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、 Q0.5Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、 Q0.7Q1.0、 Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、 Q0.7Q
6、1.0、 Q1.1 、Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5、Q1.6、 Q1.7图1.11.2 S7-200 PLC 的主要技术性能下面以S7-200 CPU224为例说明S7系列PLC的主要技术性能。1一般性能S7-200 CPU224的一般性能如表所示。电源电压DC 24V，AC 100230V方案二：液晶显示方式。液晶显示效果出众，可以运用菜单项来方便操作，比较简电源电压波动DC 20.4-28.8V，AC 84-264 V（47-63Hz）环境温度、湿度水平安装0550C，垂直安装0450C，595%大气压8601080hPa保护等级IP20到IEC529输出给传感器的电压DC 24
7、V （20.4-28.8V）输出给传感器的电流280mA，电子式短路保护（600mA）为扩展模块提供的输出电流660mA程序存储器8K字节/典型值为2.6K条指令数据存储器2.5K字存储器子模块1个可插入的存储器子模块数据后备整个BD1在EEPROM中无需维护在RAM中当前的DB1标志位、定时器、计数器等通过高能电容或电池维持，后备时间190h（400C时120h），插入电池后备200天编程语言LAD，FBD，STL程序结构一个主程序块（可以包括子程序）程序执行自由循环。中断控制，定时控制（1255ms）子程序级8级用户程序保护3级口令保护指令集逻辑运算、应用功能位操作执行时间0.37s扫描时
8、间监控300ms（可重启动）内部标志位256，可保持：EEPROM中0112计数器0256，可保持：256，6个高速计数器定时器可保持：256，4个定时器，1ms30s16个定时器，10ms5min236个定时器，100ms54min接口一个RS485通信接口可连接的编程器/PCPG740P = 2 * ROMAN II，PG760P = 2 * ROMAN II，PC（AT）本机I/O数字量输入：14，其中4个可用作硬件中断，14个用于高速功能数字量输出：10，其中2个可用作本机功能，模拟电位器：2个可连接的I/O数字量输入/输出：最多94/74模拟量输入/输出：最多28/7（或14）AS接
9、口输入/输出：496第 5 页 振荡源的稳定性，主要由起振时间频率稳定度和占空比稳定度决定 起振时间可由电路参数整定稳定度受振荡器类型温度和电压等参数影响复位电路的可靠性。2输入特性S7-200 CPU224的输入特性如表所示。【2】 S7-200 CPU224输入特性类型源型或汇型输入电压DC 24V，“1信号”：14-35A，“0信号”：0-5A，隔离光耦隔离，6点和8点输入电流“1信号”：最大4mA输入延迟（额定输入电压）所有标准输入：全部0.2-12.8ms（可调节）中断输入：（I0.0-0.3）0.2-12.8ms（可调节）高速计数器：（I0.0-0.5）最大30kHz表1.23输出
10、特性S7-200 CPU224输出特性如表示。S7-200 CPU224的输出特性类型晶体管输出型继电器输出型额定负载电压DC 24V（20.4-28.8V）DC 24V（4-30V）AC24-230V（20-250V）输出电压“1信号”：最小DC 20VL+/L-隔离光耦隔离，5点继电器隔离，3点和4点最大输出电流“1信号”：0.75A“1信号”：2A最小输出电流“0信号”：10sA“0信号”：0mA输出开关容量阻性负载：0.75A灯负载：5W阻性负载：2A灯负载：DC30W，AC200W2、S7-200 PLC的基本指令2.1 基本逻辑指令S7-200系列的基本逻辑指令与FX系列和CPM1
11、A系列基本逻辑指令大体相似，编程和梯形图表达方式也相差不多，这里列表表示S7-200系列的基本逻辑指令（见表）。表 S7-200系列的基本逻辑指令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
12、： Q，M，SM，V，S复位R bit，N使继电器复位为断开表2.12.2 定时器指令（1） 类型、编号及分辨率2 TON接通延时 TONR有记忆接通延时 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
13、时器实现140ms延时（时间间隔），则PT应设置为15（10ms15=150ms）。【3】（2）功能1、接通延时定时器TON一般用于单一时间间隔的定时2、断开延时定时器TOF一般用于故障时间后的时间延时3、有记忆接通延时定时器TONR一般用于累计许多时间间隔2.3 计数器指令（1）类型及编号 CTU增计数 CTD减计数 C0C255 CTUD增减计数计数器6个要素： 指令格式（类型、编号等）预置值PV. 使能CU、CD 复位R、LD当前值Cxxx 计数器状态（位）与定时器类似（2）功能、时序图及应用示例此例为一个增减计数器的应用示例，其与MODICON PLC计数器指令的比较，同学可自己进行，并注意到，计数器指令的使能均是采样上升沿（“0” 3、十字路口交通信号灯PLC控制器的设计3.1 交通信号灯PLC控制系统的控制要求（1）接通启动按钮后，信号灯开始工作，南北方向红灯、东西方向绿灯同时亮。（2）东西方向绿灯亮25，闪烁3次（每次0.5s），接着东西方向黄灯亮2s后，东西方向红灯亮30后东西方向绿灯又亮、如此不断循环，直到停止工作。（3）南北方向红灯亮30s后，向绿灯亮25s后方向绿灯闪烁3次（每次0.5s），接着南北方向黄灯亮2s后，南北方向红灯又亮、如此不断循环，直到工作停止。3
