西门子S7-200PLC交通灯课程设计

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1、 摘要 随着社会经济的发展， 城市机动车量的不断增加， 许多大城市如北京、 上海、 南京等出现了交通超负荷运行的情况， 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。 实现路口交通灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制 器 PLC、单片机等方案来实现。其中用标准逻辑器件来实现电路在很大程度上要 受到逻辑器件如门电路等的影响，调试工作极为不易，而笔者对单片机运用来进 行系统的设计开发

2、也不是很熟悉，因此，最终笔者选择了用西门子 PLC 来实现系 统功能的设计，完成本次设计的题目。 关键字：西门子 S7-200，交通灯，PLC，梯形图。 PLC 控制的交通信号灯控制系统设计 目 录 1 引言 . 1 1.1 PLC 概述 . 1 1.2 PLC 的功能 . 1 1.3 PLC 的工作原理和结构 . 2 1.3.1 PLC 的工作原理： 2 1.3.2 结构： . 2 1.4 西门子 S7-200 系列的编程软件 2 1.4.1 编程准备 . 2 1.4.2 程序的调试和监控 . 3 2 交通灯控制要求 . 4 2.1 路况示意图 4 2.2 工作要求和过程 4 3 交通灯控制

3、的设计 . 5 3.1 顺序图 . 5 3.2 I/O 分配及接线图 6 3.3 交通灯时序波形图 7 3.4 编制程序 . 10 4 致谢 11 5 参考文献 12 1 1 引言 1.1 PLC 概述 PLC 是 Programmable Logic Controller 的缩写，即可编程逻辑控制器。它经 历了可编程序矩阵控制器 PMC、可编程序顺序控制器 PSC、可编程序逻辑 控制器 PLC 和可编程序控制器 PC 几个不同时期。为与个人计算机（PC） 相区别，所以现在仍然将可编程逻辑控制器简称 plc。它是一种数字运算操作 的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，

4、用来在 其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并 通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 1.2 PLC 的功能 (1)控制功能逻辑控制，包括（定时，计数，顺序，逻辑）控制 (2)数据采集、存储与处理功能数学运算功能 (3)输入/输出接口调理功能具有 A/D、D/A 转换功能，通过 I/O 模块完成对模 拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。 具有温度测量接口， 直接连接各种电阻或电偶。 (4)通信、联网功能现代 PLC 大多数都采用了通信、网络技术，有 RS232 或 RS485 接口，可进行远程 I/O 控制，多台 PLC 可

5、彼此间联网、通信，外部器件 与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序 转移、数据文档转移、监视和诊断。通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或 专有的通信协议完成程序和数据的转移。如西门 子 S7-200 的 Profibus 现场总线 口，其通信速率可以达到 12Mbps。 在系统构成时，可由一台计算机与多台 PLC 构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。 通常所说的 SCADA 系统，现场端和远程端也可以采用 PLC 作现场机。 (5)人机界面功能提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者 和 PC 系统与其应用程序相

6、互作用，以便作决策和调整。 (6)编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和 操作屏，进行编程、调试、监视 、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。 1.3 PLC 的工作原理和结构 1.3.1 PLC 的工作原理： 采用循环扫描方式。在 PLC 处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程 PLC 控制的交通信号灯控制系统设计 序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。 注意：由于 PLC 是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化， 输入状态映象寄存器的内容也不会变化， 要等到下一周期的输入处理阶段才能改 变。 1.3.2 结构： plc 实质上是一种专用与工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算 机再结构上分为固定式和组合式（模块式）两种，固定式 plc 包括 CPU 板，I/O 板，显示面板，内存块，电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式 plc 包括 CPU 模块，I/O 模块，内存模块，电源模块，底板或机架。 这些模块可以按照一定的规则组合配置。 1.1 PLC 的基本结构框图 1.4 西门子 S7-200 系列的编程软