6ES7 953-8LM20-0AA0
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***備件*** SIMATIC S7,微型存儲卡 P. S7-300/C7/ET 200, 3,3V Nflash,4 MByte
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可編程序控制器(PLC)作為一種以微電腦技術(shù)為**的自動控制裝置,已被廣泛應用于機械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。它可靠性高、功能完善、抗干擾性好,具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕等優(yōu)點,是一種專門用于工業(yè)環(huán)境及過程控制的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。采用PLC控制交通信號燈,主要是考慮其具有對使用環(huán)境適應性強的特性,同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富。
目前,PLC已廣泛應用于工業(yè)控制中,但是在交通控制方面應用方面還不是很廣泛。PLC應用于交通控制還有很大的潛能,PLC以其可方便操作、可方便編程調(diào)試等特點,使得其有逐步取代以往的單片機在交通燈中的地位的趨勢。本文主要研究了基于西門子S7-200PLC的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計。
交通燈控制示意圖如圖1所示。
圖1 交通燈控制示意圖
交通燈的控制要求:
(1)信號燈受一個啟動開關(guān)控制,當啟動開關(guān)接通時,信號燈系統(tǒng)開始正常工作,且先南北紅燈亮,后東西綠燈亮。當啟動開關(guān)斷開時,所有信號燈熄滅。
(2)南北紅燈維持25s,在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮,并維持20s。到20s時,東西綠燈閃亮,閃亮3s后熄滅。在東西綠燈熄滅時,東西黃燈亮,并維持2s。到2s時,東西黃燈熄滅,東西紅燈亮;同時南北紅燈熄滅,南北綠燈亮。
(3)東西紅燈亮維持30s,南北綠燈亮維持25s,然后閃亮3s鐘,熄滅;同時南北黃燈亮,維持2s后熄滅,這時南北紅燈亮,東西綠燈亮。
(4)上述信號燈狀態(tài)周而復始。
根據(jù)對交通信號燈控制要求的分析,得出這是一個時序邏輯控制系統(tǒng)。首先畫出時序圖,這樣便于系統(tǒng)軟、硬件的設(shè)計,圖2為交通燈的狀態(tài)時序圖。
圖2 交通燈的狀態(tài)時序圖
根據(jù)控制要求,選用德國西門子公司的S7-200系列PLC作為控制器可滿足控制要求。
交通燈控制系統(tǒng)共有一個輸入點:啟動按鈕。輸出信號有東西方向、南北方向各兩組指示燈驅(qū)動信號以及東西方向、南北方向的車輛運行指示燈驅(qū)動信號信號甲、乙。由于每一方向的指示燈中,同種顏色的指示燈運行情況相同,為節(jié)省輸出點數(shù),采用并聯(lián)輸出法。由此確定,系統(tǒng)所需的輸入點數(shù)為1,輸出點數(shù)為8,全部為開關(guān)量。PLCI/O點分配如表1所示。
表1 PLCI/O點分配
根據(jù)系統(tǒng)對I/O口量的需求,選用S7-200來完成設(shè)計,系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
控制系統(tǒng)的程序可分為兩個模塊:開始模塊和十字路口信號燈控制模塊。其中十字路口信號燈控制模塊是主模塊。時間設(shè)定由定時器(T)完成,通過不同的定時器的交替觸發(fā)和定時來控制各個車道每個信號燈的亮滅時間。時間的設(shè)定可根據(jù)實際狀況分時設(shè)置。根據(jù)控制任務要求,運用Step7-micro/win32軟件設(shè)計交通燈系統(tǒng)的梯形圖程序,如圖4。
圖4 交通燈控制梯形圖
整個程序的設(shè)計充分體現(xiàn)了計時器在可編程控制器中的重要性,整個程序共使用計時器指令(TON)12個。由于程序中各個階段的信號是由不同的計時器來實現(xiàn)的,操作人員可以方便的更改任意時段的計時時間,而不必擔心對程序其他部分的影響。
系統(tǒng)利用Step7-micro/win32編程,編程在PC機上通過編譯后,下載至PLC調(diào)試。在交通燈調(diào)試過程中,可通過PLC、PC機監(jiān)控交通燈的運行狀態(tài)。經(jīng)過多次調(diào)試,整個交通燈系統(tǒng)按控制要求運行,調(diào)試順利、完成控制要求。
本次在交通燈控制中采用西門子S7-200PLC,用軟件實現(xiàn)了對交通燈運行的自動控制,可靠性大大提高,在實際應用中,采用PLC控制城市交通信號燈,能根據(jù)不同路況要求,隨時修改控制程序,以改變各信號燈的工作時間和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比,PLC控制系統(tǒng)具有較高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟實用性。使用PLC能實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng),同時方便增加或改變控制功能,可進行故障自動檢測與報警顯示,提高運行安全性,并檢修方便。因此,有著廣泛的應用前景。
詞條
詞條說明
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