交通信号灯PLC课程设计--基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计

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1、基于 S7-200_PLC 十字路口交通灯控制系统设计 1 1 PLC1 PLC 概述概述 可编程序控制器（Programmabie Logic Controller,缩写 PLC）是以微处理器为 基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可 编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变，为适应多品种、小批量 生产的需要，生产、发展起来的一种新型的工业控制装置，在工业自动化各领域取得 了广泛的应用。 1.1 PLC1.1 PLC 的硬件结构的硬件结构 PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式包括 CPU 板、I/O 板、显示面 板、内存块、电源等，

2、模块式包括 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机 架。其结构如图 1 所示。中央处理单元(CPU)是 PLC 的控制中枢，按照系统程序赋予 的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、 存储器 I/O 以及警戒定时器的状 态；并能诊断用户程序中的语法错误。当 PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收 现场各输入装置的状态和数据， 并分别存入 I/O 映象区， 然后从用户程序存储器中逐 条读取用户程序， 经过命令解释后， 按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内， 等所有的用户程序执行完毕之后， 最后将 I/O 映象区的各输 出状态或输出寄存器内

3、的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止。 图 1 PLC 的结构图 基于 S7-200_PLC 十字路口交通灯控制系统设计 2 1.2 PLC1.2 PLC 的工作原理的工作原理 PLC 的 CPU 则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻 辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必 须等扫描到该触点时才会动作。 当 PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行 和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC 的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段： 1 输入采样

4、阶段 在输入采样阶段，PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存 入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶 段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状 态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一 个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 2 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段， PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。 在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按 先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运 算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈 在I/O映象区中对应位的状态； 或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 3 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC 就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU 按照 I/O 映 象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 1.31.3