2022年PLC在十字路口交通灯控制系统中的应用大学本科方案设计书 .docx

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1、精品_精品资料_封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_作者： PanHongliang徽商职业学院毕业设计（论文）仅供个人学习可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_姓名李磊系别电子信息 学号1017008专业运算机信息治理指导老师陆晓东题目 PLC 在十字路口交通灯掌握系统中的应用徽商职业学院教务制毕业设计（论文）任务书（开题报告）毕业设计（论文）题目： PLC在十字路口交通灯掌握系统中的应用任务起止时间2022年 4月 10日至 2022年 5月 20日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_目录绪论 51 PL

2、C 的基础 61.1 PLC 的特点 61.2 PLC 的结构和工作原理 71.2.1 PLC 的基本结构 71.2.2 PLC 的工作原理 82 西门子 S7-200系列 PLC 的硬件单元 102.1 主机 102.1.1 CPU 的主要特点 112.1.2 储备系统 112.2 扩展单元 112.3 特殊功能模块 122.4 内部软元件 132.5 基本指令 143 系统的设计与仿真 163.1 掌握要求 163.2 硬件设计 163.2.1 交通信号灯 PLC 的输入/输出点的安排表 163.2.2 交通信号灯 PLC 掌握硬件接线图 163.3 软件设计 173.3.1 交通信号灯

3、PLC 掌握梯形图 173.3.2 交通信号灯 PLC 掌握的指令表 173.3.3 程序说明 193.3.4 交通信号灯的状态波形图 19结论 20参考文献 错误；未定义书签.心得体会 错误；未定义书签.PLC 在十字路口交通灯掌握系统中的应用摘要可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_PLC 可编程序掌握器是以微处理器为基础,综合了运算机技术、自动掌握技术和通讯技术进展而来的一种新型工业掌握装置.它具有结构简洁、编程便利、牢靠性高等优点, 已广泛用于工业过程和位置的自动掌握中.据统计,可编程掌握器是工业自动扮装置中应用最多的一种设备.专家认为,可编程掌握器将成为今后工业掌握的主要手

4、段和重要的基础设备之一, PLC、机器人、 CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱.由于PLC 具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源非常丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确掌握,特殊对多岔路口的掌握可便利的实现.因此现在越来越多的将PLC 应用于交通灯系统中.可缩短车辆通行等候时间,实现科学化治理.在该设计中,仍引入 EDA模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆通行,非常形象的显示出了PLC 在交通灯系统中的实际应用.【关键词】 ：十字路口 交通灯 PLC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_绪论随着社会经济的进展,城市交通问题越来越引起们的关注.人、车、路三者关系的

5、和谐,已成为交通治理部门需要解决的重要问题之一.城市交通掌握系统用于城市交通数据监测、交通信号灯掌握与交通疏导的运算机综合治理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分.随着城市机动车量的不断增加,很多大城市如北京、上海、南京等显现了交通超负荷 运行的情形,因此,自80 岁月后期,些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效的改善了交通状况.然而,随着交通量的快速增和缺乏对高速道路的系统讨论和掌握,高速道路没有充分发挥出预期的作用.而城市高速道路在构造上的特点,也打算了城市高速道路的交通状况必定受高速道路与一般道路耦合处交通状况的制 约.所以,如何采纳合适的掌握

6、方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边的区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输治理和城市规划部门亟待解决的主要问题.随着交通越来更加达所显现的问题也越来越多,路面狭窄 ,车辆拥挤.特殊是到了上下班的时候 ,很多车辆在路口铺张了很多的时间,不仅给车主带了很多的麻烦也给交通部门带了不 少麻烦.为明白决这些问题,国家政府也花了不少的心思和精力去讨论,探讨.为了能有效的解决交通问题 ,政府对城市进行了有规模的城市规划和道路扩建与修理.仍有就是对交通灯进行了讨论和改善 ,调整交通灯的时间掌握和变换频率以及工作时间的掌握,从而使交通更为畅通和安全 ,提高了交通灯的自身作

7、用和价值.本论文通过对交通灯的现状和进展,利用PLC 技术对交通灯进行规律掌握.本文第一章主要介绍交通的一些基本情形和PLC 的一些基础学问.其次章是对所选芯片西门子S7-200 系列的 PLC 做简洁的介绍,主要是从硬件上明白该产品.第三章主要是PLC 的掌握系统,对硬件和软件的要求.明白PLC 的掌握系统.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1 PLC 的基础PLC 即可编程掌握器（Programmable logic Controller ）,是指以运算机技术为基础的新型工业掌握装置.在1987 年国际电工委员会（International Electrical Commit

8、tee ）颁布的PLC 标准草案中对PLC 做了如下定义：可编程掌握器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的.它采纳一类可编程的储备器,用于其内部储备程序、执行规律运算、次序掌握、定时、计数与算术操作等面对用户的指令,并通过数字或模拟输入/输出掌握各种类型的机械或生产过程.可编程掌握器及其有关外部设备,都应按易于工业掌握系统联成一个整体,易于扩充其功能的原就设计.总之,可编程掌握器是一台专为工业环境应用而设计的运算机,它是将传统的继电器技术,运算机技术和通信技术相融合而进展起来的一种新型的掌握装置.在详细的国内工业应用中,由于它不是针对某一详细工业应用,因此它的硬件应依据实际

9、需要来进行配置,其软件就依据掌握要求进行编写.随着微处理器的显现,大规模、超大规模、集成电路技术的快速进展和数据通信技术的不断进步, PLC 也快速进展其进展过程大致可以分为三个阶段1 .1. 早期的 PLC早期的 PLC 称为可编程规律掌握器.这时,PLC 主要功能只是执行原先由继器完成的次序掌握、定时等.早期的PLC 的性能要优于继电器掌握装置,其优点包括简洁易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障指示及能重复使用等.其中PLC 特有的编程语言梯形图,始终沿用到现在.2. 中期的 PLC这时 PLC 产品已使用了 16 位、 32 位高性能微处理器,而且实现了多处理器的多通道处理,通信技术是

10、PLC 的应用得到了进一步的进展.在硬件方面,除了保留原有的开发模块外,仍增加了模拟量模块、远程I/O 模块、各种特殊功能模块.并扩大了储备器的容量,使各种规律线圈的数量增加,仍供应了肯定数量的数据寄存器,使PLC 的范畴更大.在软件方面,仍增加了算术运算、数据处理和传送通信、直诊断等功能.3. 近期的 PLC由于超大规模集成电路技术的快速进展,微处理器价格的大幅度下降,使的各种类型的 PLC 所采纳的微处理器的档次普遍提高.为了提高PLC 的处理速度,各制造厂商仍研制开发了专用规律处理芯片.世界上生产 PLC 产品的厂家多达 200 多个,其中比较闻名的有美国的 AB 、通用 GE ,日本的

11、三菱 MITSBISHI、 欧姆龙 OMRON 、松下,德国的西门子 SIEMENS ,韩国的三星 SUMSUNG 、 LG 等.1.1 PLC 的特点PLC 具有以下主要特点：1. 牢靠性高,抗干扰才能强高牢靠性是电气掌握设备的关键性能.PLC 由于采纳现代大规模集成电路技术,采纳严格的生产工艺制造,内部电路实行了先进的抗干扰技术,具有很高的牢靠性.由于PLC模块均采纳大规模与超大规模集成电路,所以的I/O 接口电路均采纳光电隔离.在结构上对、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑.在硬件上采纳隔离、滤波、屏蔽、接的等抗干扰措施.在软件上采纳数字滤波等抗干扰和故障诊断措施.以上这些使PLC 具有较

12、高的抗干扰才能.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 掌握系统结构简洁,通用性强在 PLC 掌握系统中,只需要在PLC 输入 /输出端子上接入相应的信号线即可,不需要连接如继电器之类的低压电器和大量而又复杂的硬件接线线路,大大简化了掌握系统的结构., PLC 的输入 /输出可直接与沟通220V 、直流 24V 等强电相连,并且具有较强的带负载才能.3. 编程便利,易于使用PLC 作为通用工业掌握运算机,是面对工矿企业的工控设备.它接口简洁,编程语言易于为工程技术人员接受.梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近, 只用 PLC 的少量开关量规律掌握指令就可以便利的实

13、现继电器电路的功能.为不熟识电子电路、不懂运算机原理和汇编语言的人使用运算机从事工业掌握打开了便利之门.4. 功能完善PLC 进展到今日,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品.可以用于各种规模的工业掌握场合.除了规律处理功能以外,现代PLC 大多具有完善的数据运算才能,可用于各种数字掌握领域.近年来PLC 的功能单元大量涌现,使PLC 渗透到了位置掌握、温度掌握、 CNC 等各种工业掌握中.在PLC 内部具备很多掌握功能,如：规律掌握、定时掌握、计数掌握、步进掌握、PID 掌握、数据掌握、通信和联网,仍有其他特殊功能模块.5. 设计、施工、调试的周期短PLC 用储备规律代替接线规律,大大削

14、减了掌握设备外部的接线,使掌握系统设计及建造的周期大为缩短,同时保护也变得简洁起来.更重要的是使同一设备经过转变程序转变生产过程成为可能.这很适合多品种、小批量的生产场合.6. 体积小,保护操作便利PLC 体积小,质量轻,便于安装,不需要特的的机房,可以在各种工业环境下直接运行.使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的 I/O 端相连接,即可投入运行.各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用户明白运行情形和查找故障.1.2 PLC 的结构和工作原理1.2.1 PLC 的基本结构在种类繁多的PLC 中,其组成结构和工作原理都基本相同.用PLC 实施掌握,其实质是按肯定算法进行输入/ 输出转换,

15、并将这个转换赐予物理实现,并应用于工业现场.PLC 专为工业现场而设计,采纳了典型的运算机结构,它主要由CPU、电源、储备器和特的设计的输入 / 输出接口电路等组成 2 .1. 中心处理器 CPU 中心处理器 CPU 一般由掌握器运算器和寄存器组成.它们都集成在一个芯片内, CPU 通过数据总线、的址总线和掌握总线与储备单元输入 / 输出接口电路相连接.与一般运算机一样, CPU 是 PLC 的核心,它依据 PLC 中系统程序赐予的功能指挥 PLC 有条不序的进行工作.用户程序和数据事先存入储备器中,当 PLC 处于运行方式时, CPU 按循环扫描方式执行用户程序.CPU 的主要任务如下：(1

16、) 按 PLC 系统程序赐予的功能接收并储备从编程器输入用户程序和数据.(2) 用扫描方式接收现场输入装置的状态与数据,并存入输入映像寄存器或数据寄存器.(3) 诊断电源或 PLC 内部电路工作状态和编程过程中的语法错误.(4) 在 PLC 进入运行状态后,从储备器中逐条读取用户,程序经过命令说明后,按指令规定的任务产生相应的掌握信号,去启、闭有关掌握电路,分时的去执行数据的存取、传可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_送、组合、比较、变换等动作.完成用户程序中规定的规律运算或算术运算等任务.依据运算结果更换有关标志位的状态和输入映像寄存器的内容,实现输出、制表、打印或数据通信等掌握

17、.2. 储备器PLC 的储备器包括系统储备器和用户储备器两个部分.(1) 系统储备器系统储备器是指用来存放PLC 的系统程序的储备器.它由PLC 生产厂家编写并固化在ROM 内,用户不能直接更换.它使PLC 具有基本的功能,能够完成PLC 设计者规定的各项工作.其主要内容包括3 个部分：系统治理程序、用户指令说明程序和标准程序模块与 系统调试.(2) 用户储备器用户储备器由用户程序储备器和数据储备器两部分组成,其主要任务作用是用来存放用户针对详细掌握任务用规定的PLC 编程语言编写的各种用户程序.PLC 使用的储备器有3 种类型：随机存取储备器 RAM 、只读储备器 ROM 和可擦除可编程只读

18、储备器 EEPRO .3. 输入 / 输出接口单元PLC 的输入和输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量.输入/ 输出接口单元从广义上可分为2 个部分：一部分是与被掌握设备相连的接口电路,另一部分是输入和输出的映像寄存器.4. 扩展接口和通信接口PLC 具有扩展接口和通信接口的才能,其作用如下：(1) 扩展接口的作用是将扩展单元和功能模块与基本单元相连,是PLC 的配置更加敏捷以满意不同掌握的系统需求.(2) 通信接口的作用是通过这些通信接口可以与监视器打印机和其他的,PLC 或运算机相连从而实现”人 - 机”或”机 - 机”之间的对话.5. 电源部分PLC 一般使用 220 沟通电源,内部

19、的开关电源位PLC 的中心处理器、储备器等.电路供应 5V 、+-12V 、 24V 等直流电源使 PLC 能正常工作.6. 编程设备编程设备的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视.7. 其他部件有些 PLC 仍可以有ERROM 写入器、储备器卡等其他外部设备,用于增强PLC 的储备容量和扩展功能.1.2.2 PLC 的工作原理PLC 在程序运行方式、输入输出操作、特殊功能模块等方面做了特殊的考虑2 .1. PLC的 3 个工作阶段当 PLC 投入运行后,其工作过程一般分为输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段三个阶段完成.上述3 个阶段即为一个周期.在整个运行期间PLC 的 C

20、PU 以肯定的扫描速度重复执行上述3 个阶段.(1) 输入采样阶段PLC .在输入采样阶段,先扫描所以输入端子并将各输入端子状态存入对应的输入元件映像寄存器.此时,输入元件映像寄存器被刷新,接着进入用户程序 执行阶段.在用户程序执行阶段或输出阶段,输入元件映像寄存器与外界隔离,无论输入 端子信号如何变化,输入元件映像积存器始终保持不变,直到下个扫描周期的输入采样阶 段才将输入端子的新内容重新写入.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 用户程序执行阶段.依据PLC 梯形图程序扫描规章,PLC 以先左后右,先上后下的步序逐句扫描.当指令中涉及输入/ 输出时, PLC 从输入映像寄

21、存器中读入上一阶段采入的对应输入端子状态,从输出映像寄存器读入对应输出映像寄存器的当前状态.然后,进行相应的运算,运算结果在存入元件映像寄存器中.对元件映像来说,每一个元件的状态会随程序的执行过程而变化.(3) 输出刷新阶段.在全部指令执行完毕后,输出映像寄存器中全部继电器的状态在（通 / 断）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中,通过肯定方式输出驱动外部负载.对于小型 PLC, I/O 点数较少,用户程序较短,用集中采样集中输出的工作方式,虽然在肯定程度上降低了系统的响应速度,但从根本上提高了系统的抗干扰才能,增强了系统的牢靠性.2. PLC 对输入 / 输出的处理规章PLC 对输入 /输出的处

22、理规章如下：输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在上有个刷新期间的通/断状.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 西门子 S7-200系列 PLC 的硬件单元西门子公司的 PLC 产品包括 S7-200 、S7-300、S7-400、LOGO 、HMI 人机界面、工业网络、工业软件等. S7 系列 PLC 具有体积小、速度快、标准化,具有网络通信才能,功能更强,牢靠性更高的优点.S7 系列 PLC 产品可分为微型 PLC（ S7-200）、小规模性能要求的 PLC（ S7-300）和中高规模性能要求的PLC（ S7-400）等.其中 S7-200 系列的 PLC 的3杰

23、出主要表现在以下几个方面：1. 极高的牢靠性2. 极丰富的指令集3. 易于把握4. 便利的操作5. 丰富的内置集胜利能6. 实时特性7. 强劲的通信才能8. 丰富的扩展模块S7-200 系列 PLC 主要由下面几个部分组成.1. 基本单元基本单元又称为CPU 模块,有的也称为主机或本机.它包括CPU 、储备器、基本输入/ 输出点和电源等,是PLC 的主要部分.实际上它就是个完整的掌握系统,可以单独完成肯定的任务.2. 扩展单元S7-200 CPU22* 系列 PLC 具有 2 到 7 个扩展模块,用户可以依据需要扩展各种I/O 模块.3. 特殊功能模块当需要完成某些特殊功能的控任务时,需要扩展

24、模块和功能模块.它是完成某种特殊掌握任务的一些装置.4. 相关设备为了充分利用系统硬件和软件资源而开发的相关设备,主要包括编辑设备、网络设备和人机操作界面等.5. 为了能够更好的使用以上设备开发的配套程序.它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口软件等几大类构成.2.1 主机S7-200 CPU22* 系列的CPU 模块主要包括一个中心处理器、电源、通信口及I/O接口.它的主要作用有：执行程序.从现场设备中采集信号.输出掌握信号.驱动外部负载.S7-200 CPU22* 系列的 PLC 具有以下 5 种不同的结构配置：(1) CPU221 具有 6 个输入点和4 个输出点,共计 10 个

25、 I/O 点.无扩展才能.有4 路高速计数器（ 30KHZ ）, 2 路高速脉冲输出,1 个 RS485 通信 /编程口, 2 个独立的输入端, 可同时作加、减计数,可连接2 个相位差为 90 度的 A/B 相增量编码器.程序和数据储备容量较小,适用于少点的掌握系统.(2) CPU222 具有 8 个输入点和6 个输出点,共计14 个 I/O 点. 1 个模拟量电位器,最多可扩 展 10AI/AO点. 4KB用户程序 区和 2KB数据储备 区. 有 4 路高速计数器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 30KHZ ）, 2 路高速脉冲输出,1 个 RS485 通信 /编程口, 2

26、 个独立的输入端可同时作加、减计数,可连接2 个相位差为 90 度的 A/B 相增量编码器.可以进行肯定模拟量的掌握和 2 个模块的扩展,因此是应用更广泛全功能掌握器.(3) CPU224 具有 14 个输入点和 10 个输出点,共计24 个 I/O 点. 2 个模拟量电位器, 最多可扩展35AI/AO点. 8KB用户程序区和5KB数据储备区.有6 路高速计数器（30KHZ ）, 2 路高速脉冲输出,1 个 RS485 通信 /编程口,有 7 个扩展模块.它具有更强的模拟量处理才能,是S7-200 系列产品中使用最多的.(4) CPU226 .具有 24 个输入点和 16 个输出点,共计 40

27、 个 I/O 点. 2 个模拟量电位器, 最多可扩展35AI/AO点. 8KB用户程序区和5KB数据储备区.有6 路高速计数器（30KHZ ）, 2 路高速脉冲输出,2 个 RS485 通信 /编程口.它主要用于点数较多、要求较高的小型或中型掌握系统.(5) CPU226XM .这是西门子公司推出的一种增强型主机.它在用户程序储备容量和数据储备容量上进行了扩展,其他指标和CPU226 相同.2.1.1 CPU 的主要特点1. 内部集成的具有强劲的通信才能的PPI 接口是 S7-200 的用户口, CPU 接口物理特性为 RS485,可在三种方式下工作.(1) PPI 方式：通过PPI 方式,

28、S7-200 系列 PLC 与运算机之间或者是PLC 相互之间可通过一般的两芯屏蔽双绞电缆进行联网.(2) MPI 方式：通过 MPI 方式, S7-200 可以通过内置接口连接到MPI 网络上,它可以与 S7-300/S7-400CPU 进行通信.(3) 自由口通信方式.通过自由口通信方式,S7-200 系列 PLC 可以与任何通信协议公开的其他设备、掌握器进行通信.2. 丰富的内置集胜利能(1) 集成的 24V 负载电源,可直接连接到传感器和变送器(2) 对于不同的设备类型,其CPU 各有 2 个类型,具有不同的电源电压和掌握电压.3中断输入,答应以极高的速度对过程信号的上升沿作出响应.(

29、4) 具有 4 到 6 个高数计数器（ 30KHZ ）.(5) 2 路脉冲输出由于掌握步进电机,或伺服电机的运动,从而实现对目标的定位任务.3. 丰富的扩展模块对数字量和模拟量扩展模块可便利选用.4. 具有易于把握,便利的操作以及丰富的指令集.2.1.2 储备系统S7-200 系列 PLC 的储备系统由 RAM和 EEPROM 两种类型的储备器构成,CPU 模块内部配备了肯定容量的RAM 和 EEPROM .同时, S7-200 系列 PLC 的 CPU 模块支持可选的 EEPROM 储备器卡.在 CPU 模块内部的超级电容和电池模块用于长时间的储存数据,用户数据可通过主机的超级电容储备如干天

30、.2.2 扩展单元当 CPU 需要进行某种特殊的功能掌握或其I/O 的扩展,通常I/O 扩展包括 I/O 的点数扩展和功能模块的扩展两类.1. I/O 扩展模块S7-200 系列 PLC 供应了五大类扩展模块：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 数字量输入扩展模板EM221 （ 8 路扩展输入）.(2) 数字量输出扩展模板EM222 （ 8 路扩展输出）.(3) 数字量输入和输出混合扩展模板EM223 （ 8I/O , 16I/O , 24I/O）.(4) 模拟量输入扩展模块EM231 ,每个 EM231 可扩展 3 路模拟量输入通道, A/D 转换时间 25uS,辨论率为

31、 12 位.(5) 模拟量输入扩展模块EM235 ,每个 EM235 可同时扩展 3 路模拟输入和 1 路模拟量输出通道,其中 A/D 转换时间 25uS, D/A 转换时间 100uS,辨论率均为 12 位.2. 热电偶 /热电阻扩展模块3. 通信扩展模块表1 S7-200 I/O 编址信息类型CPU221CPU222CPU224CPU226I_数字量输入0.015.70.015.70.015.70.015.7Q_ 数字量输出0.015.70.015.70.015.70.015.7M_ 中 间 标志位0.015.70.015.70.015.70.015.7C_计数器T_计时器AIW_ 模 拟

32、 输入字02550255025502550255025502550255030030030AQW_ 模拟输出字0300300302.3 特殊功能模块S7-200 系列 PLC 的特殊功能模块有数字量扩展模板、模拟量扩展模块、热电偶/热电阻扩展模块、通信扩展模块和现场设备接口模块.1. 数字量扩展模板1EM221 2EM2223EM223数字量输入模板,数字量输出模板,数字量混合模板,24V , 8 输入.24V , 8 输出.24V .2. 模拟量扩展模块1EM2314模拟输入点,2W , 12 位.2EM2322模拟输入点,2W , 12 位.3EM2354模拟输入点,1 模拟输出点,2W

33、,12 位.3. 热电偶 / 热电阻扩展模块EM231为常用的热电偶/热电阻扩展模块.其功率缺失为1.8W , 15 位加符号位,WM231 AI4热电偶有 4 模拟量输入点, EM231 AI2热电阻有 2 模拟量输入点.4. 通信扩展模块EM277JPROFIBU-DP 模块是常用的通信扩展模块,它用于PLC 现场总线通信连接.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_其波特变化范畴为960011500 波特.5. 现场设备接口模块CPU243-2 通信处理器是 AS-I 主站连接部分,专用于S7-200 CPU22* ,连接的同时显著增加了 S7-200 可利用的 I/O 点数.2

34、.4 内部软元件用户使用的 PLC 中的每一个 I/O 、内部储备单元、定时器和计数器都称为软元件.各个软元件的功能不同,都有其固定的的址.软元件是PLC 内部具有肯定功能的器件,这些器件实际上都是由电子电路、寄存器及储备单元等组成的.它的特点是.它具有继电器的特性,但它没有机械性的特点,它的最大的优点是其触点可以无限次使用,并且它们的寿命长.编程时,用户只要记住软元件的的址就可以了.下面对软元件介绍一下.1. 输入继电器（ I） 它是 PLC 用来接收用户设备输入信号的接口.当外部开关信号闭合,就输入继电器的线圈得电,在程序中的常开触点闭合,常触点断开,这些触点可以在编程时任意使用,不受次数

35、限制.输入继电器位存取的的址编号范畴为I0.0I15.7 ,输入继电器的数据存取可采纳位、字节、字或双字来存取.2. 输出继电器（ Q）它是用来将输出信号传送到负载的接口,每一个输出继电器线圈都与相应的 PLC 输出端相连,并有很多对常开和常闭触点供编程时使用.输出继电器位存取的的址编号范畴为 Q0.0Q15.7 ,输出继电器可采纳位、字节、字或双字来存取.3. 通用帮助继电器（ M ）通用帮助继电器又称为内部标志位储备器,它的作用和继电接触器掌握系统的中间继电器相同,它是用来储存掌握继电器的中间操作状态.内部标志位储备器可采纳位、字节、字或双字来存取.内部标志位储备器位存取的的址编号为M0.

36、0M31.7 ,共 32 个字节.4. 特殊继电器（ SM ） 特殊继电器是指用来储备系统的状态变量有关的掌握参数和信息的具有特殊功能的帮助继电器.特殊标志位储备器能以位、字节、字或双字来存取.CPU224 的 SM 的位的址编号范畴为SM0.0SM179.7 ,共 180 个字节.常用的特殊储备器的用途如下：(1) SM0.0 运行监视. SM0.0 始终为 1 状态.当 PLC 运行时可以利用其触点驱动输出继电器,在外部显示程序是否处于运行状态.(2) SM0.1 初始化脉冲.(3) SM0.3 开机进入RUN 时,接通一个扫描周期,可在启动操作之前,给设备提前预热.(4) SM0.4 、

37、 0.5 占空比为 50%的时钟脉冲.当PLC 处于运行状态时,SM0.4 产生周期为 1min 的时钟脉冲, SM0.5 产生周期为 1S 的时钟脉冲.(5) SM0.6 扫描时钟,一个扫描周期ON ,另一个为 OFF,循环交替.(6) SM0.7 改造方式开关位置指示,开关放置在RUN 位置时为 1.(7) SM1.0 零标志位,运算结果 =0,该位置 1.(8) SM1.1 溢出标志位,结果溢出或为非法值时,该位置1.(9) SM1.2 负数标志位,运算结果为负数时,该位置1.(10) SM1.3 被 0 除标志位.5. 变量储备器（ V ）变量储备器主要用于储备变量.它可以存放程序执行

38、过程中掌握规律操作的中间结果,也可以使用变量储备器来储存与工序或任务相关的其他数据.变量 储备器可以是位寻址,也可以是按字节、字、双字为单位寻址,其位存取的编号范畴依据CPU 的型号不同,CPU221/222 为 V0.0V2047.7 ,共2KB储备容量, CPU224/226为V0.0V5119.7 ,共 5KB 储备容量.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6. 局部变量储备器（L ） 局部变量储备器和变量储备器非常相像,都是用来储备变量的储备器.区分在于局部变量储备器用来存放局部变量,而不储备全局变量.局部变量存储器位存取的的址编号范畴为L0.0L63.7 ,它可以按位、字

39、节、字、双字直接寻址.7. 次序掌握继电器（ S）通常用在次序掌握或步进掌握中,并与其指令一起使用以实现次序或步进掌握功能流程图的编程.次序掌握继电器的的址编号范畴为S0.0S31.7.8. 定时器（ T）它是累计时间增量的内部器件,作用相当于继电器掌握系统中的时间继电器.其设定时间由程序设置.并且每个定时器可供应很多对常开触点和常闭触点供编程使用.定时器的定时精度分别为1ms、10ms 和 100ms 三种, CPU222、CPU224及 CPU226的定时器的址编号范畴为T0T255 ,它们的辨论率、定时范畴并不相同,用户依据所用CPU型号准时基,正确选用定时器的编号.9. 计数器（ C）

40、计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数,主要用于对产品进行计数或进行特定功能的编程.计数器可供应很多对常开和常闭触点供编程 使用,其设定值由程序赐予.计数器的的址编号范畴为C0C255 .10. 模拟量输入映像寄存器（AI ）和模拟量输出映像寄存器（AQ ）11. 高速计数器（ HC ）12. 累加器（ AC ）2.5 基本指令S7-200 系列 PLC 的基本指令包括常用指令、堆栈操作指令、计数指令、定时器指令、比较指令和程序掌握指令等1 .1. 触点指令触点指令包括规律取和线圈驱动指令,它有两种连接形式,即串联和并联.(1) 规律取和线圈驱动指令.指令格式为：LD 取指令.

41、 LDN取反指令. = 线圈输出指令.(2) 触点串联指令.指令格式为：A 常开触点串联： AN 常闭触点串联.(3) 触点并联指令.指令格式为：O 常开触点并联： ON常闭触点并联.2. 规律电路块的连接指令电路块连接指令主要有两种形式：串联电路块的并联指令和并联电路块的串联指令.串联电路块的并联指令其格式为：OLD .并联电路块的串联指令其格式为：ALD .3. 置位,复位指令置位指令的格式为： S bit, N .复位指令的格式为：R bit N .4. 取反指令其格式为： NOT .5. 规律入栈 LPS 、规律出栈 LPP 和规律读栈LRD 指令规律入栈 LPS 的功能是用于生成一条

42、新的规律母线,右侧为新的规律块,是分支电路规律块的开头.规律出栈 LPP 的功能是用于 LPS 产生新母线右侧的最终一个规律块,终止LPS 开头的这个分支电路规律块.规律读栈 LRD 的功能是用于LPS 开头的分支电路规律块中其次条规律块,本身不进行任何进栈和出栈操作.6. 计数器指令增计数器指令CTU ：其指令格式为： CTU Cx, PV .x 为计数器编号.减计数器指令CTD ：其指令格式为： CTD Cx, PV .x 为计数器编号.增减计数器指令 CTUD ：其指令格式为：CTUD Cx, PV .x 为计数器编号.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7. 定时器指令接通

43、延时指令 TON：其指令格式为：TON Tx, PT .x 为定时器编号.断开延时指令 TOF：其指令格式为：TOF Tx, PT .x 为定时器编号.有记忆接通延时指令TONR：其指令格式为：TOR Tx, PT .x 为定时器编号.8. 终止及暂停指令终止指令可分为有条件终止指令END 和无条件终止指令MEND .暂停指令的指令格式为：STOP.9. 子程序指令子程序指令包括 3 个指令：建立子程序、子程序调用和子程序返回.子程序调用指令又有2 条指令：子程序调用指令CALL和子程序条件返回指令CRET .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 系统的设计与仿真3.1 掌握要求

44、1. 信号灯由一个按钮掌握其启动,一个按钮掌握其停止.2. 信号灯分为南北绿灯,南被黄灯,南北红灯和东西绿灯,东西黄灯,东西红灯及报警灯.3. 南北红灯亮,并保护25S.当南北红灯亮时,东西绿灯也亮,保护20S 后,东西绿灯闪耀 3S 后熄灭,然后东西黄灯亮2S 后熄灭,接着东西红灯亮,南北绿灯亮.4. 东西红灯亮,并保护30S.当东西红灯亮时,南北绿灯也亮,保护25S 后, 南北绿灯闪耀 3S 后熄灭,然后南北黄灯亮2S 后熄灭,接着南北红灯亮,东西绿灯亮.按以上方式周而复始的工作.如表2：表 2 交通灯亮闪表信号绿灯亮绿灯闪黄灯亮红灯亮时间信号20S3S红灯亮2S绿灯亮30S绿灯闪黄灯亮时间25S25S3S2S启动按钮SB1I0.0南北绿灯 HL1-1 HL1-2Q0.0停止按钮SB2I0.1南北黄灯 HL2-1 HL2-2Q0.1南北红灯 HL3-1 HL3-2报警灯HL4Q0.3Q0.2东西南北图1交通灯的放置3.2 硬件设计3.2.1 交通信号灯 PLC