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毕业设计论文题目基于PLC控制十字路口交通灯的毕业设计专业名称机电一体化学生姓名指导教师毕业时间2016年6月毕业设计论文任务书
一、题目PLC控制十字路口交通灯的毕业设计
二、指导思想和目的要求设计出一种由PLC控制的十字路口交通灯1熟练掌握PLC的各种功能2急车强通情况下的设计3根据人流量通过PLC来控制交通灯的设计
三、主要技术指标1梯形图编程2功能块图编程3各电器设备的控制方式及控制要求
四、进度和要求1查阅资料,熟悉设计内容,拟订设计方案2进行总体、部件等设计,并完成设计图纸的绘制
3.修改完善设计,翻译资料,写说明书,准备答辩
123.
123.
143.
173.
173.
193.
193.
223.
233.
243.
263.
1.1课题研究背景1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行这是世界上最早的交通信号灯1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消1914年,电气启动的红绿灯出现在美国这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市5号大街的一座高塔上红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”1918年,又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯带控制的红绿灯,一种是把压力探测器安在地下,车辆一接近红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下嗽叭,就使红灯变为绿灯红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时,它就能察觉到有人要过马路红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发生交通事故信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果1968年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口
1.2交通灯的研究目的和意义在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通,并为交通参与者的安全提供了强有力的保障但是随着社会、经济的快速发展,原先的交通5灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况如何改善交通灯控制系统,使其适应现在的交通状况,成为研究的课题传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是事先经过车辆流量的调查,运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好然而,实际上车辆流量的变化往往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异即使是经过长期运行、较适用的方案,仍然会发生这样的现象绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯目前,大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的,采用固定时间的控制方法,经常造成道路有效利用时间的浪费,出现空等现象,影响了道路的畅通为此,采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器,能较好地解决这个问题另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用,城市空中各种电磁干扰日益严重,为保证交通控制的可靠、稳定,选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的随着科学技术的日新月异,自动化程度要求越来越高,原有的交通灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配置灵活、组态方便可编程控制器交通灯控制系统的特点
①脱机手动工作;
②联机自动就地工作;
③上机控制的单周期运行方式;
④由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动控制;
⑤自动启动、自动停机控制方式近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高,使得实际应用成为可能本系统采用PLC是基于以下四个原因
①PLC具有很高的可靠性,通常的平均无故障时间都在30万小时以上;
②编程能力强,可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现;
③抗干扰能力强,目前空中各种电磁干扰日益严重,为了保证交通控制的可靠稳定,我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC;6根据交通信号灯系统的要求与特点,我们采用了德国西门子公司S7-200型PLC西门子PLC有小型化、高速度、高性能等特点,是S7-200系列中最高档次的超小型程序装置西门子可编程控制器指令丰富,可以接各种输出、输入扩充设备,有丰富的特殊扩展设备,其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的,能够方便地联网通信本系统就是应用可编程序控制器PLC对十字路口交通控制灯实现控制
1.3本课题主要研究内容按照城市交通控制的需要,本文讨论了用PLC实现正常时序、急车强通2种控制方式,通过传感器与PLC完成对交通异常状况(滞留或堵车)的判别及处理正常时序控制对路面进行控制.南北方向红灯时东西方向绿灯.绿灯闪3秒紧接着黄灯闪2秒变红灯.南北方向红灯直接变绿灯.东西方向红灯时同理.急车强通时发送信号给交通灯让其对来急车方向的交通灯进行绿灯畅通.急车强通信号受急车强通开关控制;无急车时,信号灯接正常时序控制;有急车来时,一律强制让急车方向的绿灯亮,使急车放行,直至急车通过为止交通滞留的异常情况,在路口与路尾设置两个传感器进行检测车流量.交通路段车流量繁忙时,传感器起到勘测车流量的存在与通过的作用当一方车流量过大的时候PLC要对控制这一路段的信号灯进行调控让滞留或堵车的一方绿灯时间加长直到交通畅通为止这种工作的好处是避免了交通堵塞造成的不必要的麻烦与事故就、控制进行很方便很便捷7第2章系统方案分析
2.1控制要求交通灯控制系统的控制要求如下1信号灯受一个起动开关控制,当起动开关接通时,信号系统开始工作,且先南北红灯亮,东西绿灯亮当起动开关断开时,所有信号灯都熄灭2南北绿灯和东西绿灯不能同时亮,如果同时亮时应关闭信号灯系统,并报警3南北红灯亮维持25S在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持20S到20S时,东西绿灯闪烁,闪烁3S后熄灭在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮,并维持2S到2S时,东西黄灯熄,东西红灯亮同时,南北红灯熄灭,南北绿灯亮4东西红灯亮维持30S南北绿灯亮维持25S然后闪烁3S,熄灭同时南北黄灯亮,维持2S后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮5急车强通时发送信号给交通灯让其对来急车方向的交通灯进行绿灯畅通.急车强通信号受急车强通开关控制;无急车时,信号灯接正常时序控制;有急车来时,一律强制让急车方向的绿灯亮,使急车放行,直至急车通过为止
82.2交通灯工作示意图交通信号灯系统操作界面2-2-1十字路口交通信号灯系统操作界面
2.3系统设计方案分析按照交通灯系统控制要求下,结合西门子S7-200系列可编程控制器的特性(见附录),选择适合的型号设计思想分析如下给一个启动的输入信号,要配合一个SB1的按钮,当SB1启动按钮动作,系统工作首先,南北方向道路处于禁止通行的状态,东西方向道路处于允许通行的状态南北方向道路亮红灯状态过程中,南北红灯亮25S需计时器设定延时25秒,才会转入下一状态南北绿灯亮;同时,东西方向道路也一起亮绿灯20S需计时器设定延时20秒,才会转下一状态东西绿灯闪烁;东西绿灯闪烁3S,需振荡器或脉冲源(秒/次)动作使东西绿灯闪烁,还要需计时器设定延时3秒,才会转下一状态东西黄灯亮;东西黄灯亮2S需计时器设定延时2秒,才会转入下一状态东西红灯亮其次,东西方向道路处于禁止通行的状态,南北方向道路处于允许通行的状态东西方向道路亮红灯状态过程中,东西红灯亮30S需计时器设定延时930秒,才会转入下一状态东西绿灯亮;同时,南北方向道路也一起亮绿灯25S需计时器设定延时25秒,才会转下一状态南北绿灯闪烁;南北绿灯闪烁3S,需振荡器或脉冲源(秒/次)动作使南北绿灯闪烁,还要需计时器设定延时3秒,才会转下一状态南北黄灯亮;南北黄灯亮2S需计时器设定延时2秒,才会转入下一状态南北红灯亮,如此循环下去另外,当断开系统,所有信号灯熄灭;需要按钮SB1动作断开系统,停此输入信号入可编程控制器,而最快的方法,是使可编程控制器不动作,那么肯定无信号输出而且,南北、东西绿灯同时亮,报警可编程控制器要输出一个信号,驱动一个报警灯综上所述,可编程控制器要满足一个信号输入(作系统接通、断开作用),七个信号输出,十字路口有十二个交通信号灯,但南北、东西两个为一组用一个输出信号控制,再加上一个报警信号驱动的报警灯通过如下的十字路口交通灯状态分析表、主流程图、十字路口交通灯时序图一一展开,将十字路口交通灯控制系统设计思路逐渐脉络清晰表2-3-1十字路口交通灯状态分析表南北方红灯亮25S向绿灯亮绿灯闪黄灯亮交通灯25S3S2S状态东西方向交通灯绿灯亮20S绿灯闪3S黄灯亮2S红灯亮30S状态十字路口交通灯状态的分析十字路口交通灯如下图2-3-1所示,将12个交通灯进行编号10图2-3-2十字路口交通灯状态图这12个交通灯共有四个状态状态1南北红灯(
1、7)亮,东西绿灯(
6、12)亮状态2南北红灯(
1、7)继续亮,东西绿灯(
6、12)闪状态3南北红灯(
1、7)继续亮,东西黄灯(
5、11)亮状态4东西红灯(
4、10)亮,南北绿灯(
3、9)亮状态5东西红灯(
4、10)继续亮,南北绿灯(
3、9)闪状态6东西红灯(
1、7)继续亮,南北黄灯(
2、8)亮11第3章系统程序设计
3.1硬件的设计
3.
1.1PLC的结构及工作原理PLC实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机从结构上分,PLC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、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置其结构如图2-1所示中央处理单元CPU是PLC的控制中枢,它按照PLC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、检查电源、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的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行直到停止运行图3-1-1PLC的结构图12PLC工作原理当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用户输入设备输入端子输入锁存器输入映象寄存器程序执读行输出写映象寄读存器输出锁存器输出端子用户输出设备图3-1-2PLC扫描工作过程图13输入刷新输出刷新输入刷新程序执行一个扫描周期图3-1-3PLC的扫描周期图
3.
1.2PLC的选型从上面的分析可以知道,系统共有开关量输入点1个,开关量输出点7个,如果选用CPU222/PLC,也需要扩展单元PLC,参照西门子S7-200系列特性(见附录),选用主机为CPU224(14输入/10继电器输出)其外形图3-1-4如上输入电路采用了双向光电耦合器,24VDC极性可任意选择,1M、2M为输入端子的公共端1L、2L为输出公共端14CPU224另有24V、280mA电源供PLC输入点使用
3.
1.3PLC的地址分配列出交通信号灯PLC的输入/输出点分配表,见表3-2定时器T=PT×S;定时实际时间=设定值×精度1ms:T32T9610ms:T33~T36T97~T100100ms:T37~T63T101~T255输入信号定时元件输出信号名称代号输入点编号T33:南北红灯工作25S名称代号输出点编号工作按钮SB1I
0.0T97:东西红灯工作30S报警灯HL0Q
0.0SB2I
0.1T98:东西绿灯工作20S南北红灯HL
1.HL2Q
0.1SB3I
0.2T99:东西绿灯闪烁3S东西绿灯HL
3.HL4Q
0.2T100:东西黄灯工作2S东西黄灯HL
5.HL6Q
0.3T34:南北绿灯工作25S南北绿灯HL
7.HL8Q
0.4T35:南北绿灯闪烁3S东西红灯HL
9.HL10Q
0.5T36:南北黄灯工作2S南北黄灯HL
11.HL12Q
0.6表3-1-5交通信号灯PLC的I/O输出点分配表15PLC的接线形式图3-1-5PLC控制接线图如图3-1-5所示端口I
0.0为接入系统开关的传送信号,端口Q
0.0接起报警作用的信号灯,端口Q
0.1接南北红灯,端口Q
0.2接东西绿灯,端口Q
0.3接东西黄灯,端口Q
0.4接南北绿灯,端口Q
0.5接东西红灯,端口Q
0.6接南北黄灯
163.2软件的设计
3.
2.1主程序流程图及时序图图3-2-1主程序流程图17图3-2-2正常时序流程图
183.
2.2模拟时序图ON启动OFF南北红东西绿东西黄东西红南北绿南北黄20S3S2S25S3S2S20S3S2S25S30S图3-2-3十字路口交通灯时序图
3.
2.3正常时序梯形图
1920213.
2.4急车强通情况3-2-4急车强通流程图急车强通信号受急车强通开关控制;无急车时,信号灯接正常时序控制;有急车来时,将急车强通开关接通,不管原来信号灯的状态如何,一律强制让急车方向的绿灯亮,使急车放行,直至急车通过为止;急车一过,将急车强制开关断开,信号灯的状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次,随后按正常时续控制;急车强通信号只能响应一路方向的急车,若两个方向先后送急车,则响应先来的一方,随后再响应另一方交通路段经常会出现紧急情况的发生比如一台救护车需要急救,强通十字路口,为了病人的生命安全保障,需把此路段畅通,让救护车通过
223.
2.5车流滞留情况红绿灯时间长度控制程序初始化计数器清零后计数开始若为其他各路口的红绿灯先东西后南北按常规顶定时方式循环切换一次Y四路口满溢否?查询各路口的车流量东西车流量总和大于南北车流量总和吗?N东西向为空道否?QFN东,西向绿灯左行15SY南北车流量总和〉=东西车流辆总和否NQ1南北向为空否?其他东,西向绿灯直行15S启动15S定时器Y启动45S定时器查询各路口的车流量查询个路口车流量南北车流量总和〈=东西车流辆总和否东西车流辆总和〈=,NY南北车流量总和否南北向绿灯执行保持NYNT=45s东,西向绿灯直行保持NYFT=45S否Y南北向绿灯左行15S南北向绿灯直行30S图3-2-4十字路口PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图流程图中的15s、30s、75s等时间分别为交管部门定的车辆左转弯时间、直行最小时间、允许的最大通行时间;σ为车流量的偏差量以上值及其4个路口车流量的满溢值均可在程序初始化中任意更改车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面,应加以适当限制,故车辆左转弯始终采用最小定时控制,以减小系统的复杂程度,提高可靠性车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间,红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同人行道的红绿灯接线与现用的方式相同,其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致,但要较车辆直行绿灯提前熄灭,采用定时控制,如绿灯定时亮2318s其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制若是人车分流,右转弯车辆不受限制
3.
2.6车流量的计算
(1)每股行车道的车流量通过PLC分别统计当车辆进入路口经过第一个传感器1见图11时,使统计数加1,经过第二个传感器2出路口时,使统计数减1,其差值为该股车道上车辆的滞留量动态值,可以与其他道的值进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据
(2)先统计每股车道上车辆的滞留量,然后按大方向原则累加统计如,将东西向的见图5左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加,再与其它的3个方向的车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据
(3)统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则不影响行车安全的多道相向行驶累加统计如,东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加,再与南北向的总车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据下面的例子就是按此种方式图3-11车流量的计算24图3-2-5程序流程图上述所描述的车流量统计方式十字路口PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图如图8所示,其行车顺序与现实生活中执行的一样,只是时间长短不一样程序的控制规律如下:1当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时相当于比较严重的堵车,红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式;2当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时反之亦然,该方向的通行时间=最小通行定时时间+自适应滞环比较增加的延时时间是变化的,但不大于允许的最大通行时间其中最小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;最大通行时间是为了保障公平性,不能让其它的车或行人过分久等进一步的说明在后面的注释中3自适应滞环比较本例的核心控制规律增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ如30辆车或其它值时,先让东、西向的左转弯车左行15s定时控制,值可改,再让直行车直行30s直行时间的25最小值,值可改后再加一段延时保持,直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ,才结束该方向的通行,切换到其它路上,否则一直延时继续通行下去,直至到达最大通行时间而强制切换滞环特性如图9所示实际应用时σ的值需整定,过小则导致红绿灯切换过频,过大又不能实现适时控制
3.
2.7运行程序语句表交通灯PLC0LDI
0.0启动1ANQ
0.02ANT973TONT33+2500南北红灯25S4LDT335TONT97+3000东西红灯30S6LDNQ
0.07ANI
0.08ANT339TONT98+2000东西绿灯20S10LDT9811TONT99+300东西绿灯闪烁3S12LDT9913TONT100+200东西黄灯2S14LDT332615TONT34+2500南北绿灯25S16LDT3417TONT35+300南北绿灯闪烁3S18LDT3519TONT36+200南北黄灯2S20LDNT3321ANQ
0.022ANI
0.023=Q
0.1南北红灯工作24LDT3325=Q
0.4东西红灯工作26LDQ
0.127ANT9828LDT9829ANT9930AT3231OLD32=Q
0.2东西绿灯工作33LDT9934ANT10035=Q
0.3东西黄灯工作36LDQ
0.437ANT3438LDT342739ANT3540AT3241OLD42=Q
0.5南北绿灯工作43LDT3544ANT3645=Q
0.6南北黄灯工作46LDQ
0.547AQ
0.248=Q
0.0报警灯工作49LDI
0.050ANT9651TONT32+50052LDT3253TONT96+
5003.
2.8系统程序分析当开关SB1合上时,I
0.0触点接通,T33通电待25秒后动作(南北红灯熄灭),T98通电待20秒后动作(东西绿灯闪烁),Q
0.1得电,南北红灯亮;同时Q
0.1的动合触点闭合,Q
0.2线圈得电,东西绿灯亮维持到20秒,T98的动合触点接通,T99通电待3秒后动作(东西黄灯亮),与T98触点串联的T32动合触点每隔
0.5秒导通
0.5秒,从而使东西绿灯闪烁又过3秒,T100通电待2秒后动作(东西黄灯灭),T99的动断触点断开,Q
0.2线圈失电,东西绿灯灭;此时T99的动合触点闭合,Q
0.3线圈得电,东西黄灯亮28再过2秒后,T100的动断触点断开,Q
0.3线圈失电,东西黄灯灭此时自开关闭合南北红灯亮起累计时间达25秒,T33的动断触点断开,Q
0.1线圈失电,南北红灯灭;T33的动合触点闭合,T97通电待30秒后动作(东西红灯熄灭),T34通电待25秒后动作(南北绿灯闪烁),Q
0.4线圈得电,东西红灯亮,Q
0.4的动合触点闭合,Q
0.5线圈得电,南北绿灯亮又经过25秒,T34动合触点闭合,T35通电待3秒后动作(南北黄灯亮),与T34触点串联的T32的触点每隔
0.5秒导通
0.5秒,从而使南北绿灯闪烁闪烁3秒,T34动断触点断开,Q
0.5线圈失电,南北绿灯灭;此时T35的动合触点闭合,Q
0.6线圈得电,南北黄灯亮维持2秒后,T36动断触点断开,Q
0.6线圈失电,南北黄灯灭自南北红灯灭及东西红灯亮累计时间达30秒钟,T97的动断触点断开,T33动断触点位,Q
0.2线圈失电,即维持了30秒的东西红灯灭T33动断触点复位断开时,T97定时器失电,T97的动断触点复位闭合,只要不断开按钮SB1,系统继续循环下去交通滞留的异常情况,在路口与路尾设置两个传感器进行检测车流量.交通路段车流量繁忙时,传感器起到勘测车流量的存在与通过的作用当一方车流量过大的时候PLC要对控制这一路段的信号灯进行调控让滞留或堵车的一方绿灯时间加长直到交通畅通为止这种工作的好处是避免了交通堵塞造成的不必要的麻烦与事故就、控制进行很方便很便捷
3.3本章小结本章介绍S7-200系列PLC交通灯控制系统的应用设计关键是系统总体设计核心则是控制程序设计重点要掌握PLC系统设计的基本原则和设计的一般流程要有一个整体的概念在满足控制要求、环境要求和性价比等条件下,合理选择PLC的机型和硬件配置,正确地进行估算,合理选择输入/输出模块,完成PLC的硬件与软件的设计通过这次可编程控制器的课程设计,终于发现脑海里有了工程的思想以前单方面的学习了电子硬件知识和软件知识有人说只懂硬件,那是一个技术员,只懂软件的,那是程序员系统结合,要软硬兼施,才能具备一个工程师综合素质29第4章系统检测与调试
4.1大体思路流程
1、硬件调试硬件调试是利用开发系统、基本测试仪器(万用表、示波器等),检查用户系统硬件中存在的故障硬件调试可分为静态调试与动态调试两步进行
①静态调试静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检测第一步目测检查外部的各种元件或者是电路是否有断点第二步用万用表测试先用万用表复核目测中有疑问的连接点,再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象第三步加电检测给板加电,检测所有的插座或是器件的电源端是否符合要求的值第四步是联机检查因为只有用可编程控制器开发系统才能完成对用户系统的调试
②动态调试动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排除用户系统硬件中存在的器件内部故障、器件连接逻辑错误等的一种硬件检查动态调试的一般方法是由近及远、由分到合由分到合是指首先按逻辑功能将用户系统硬件电路分为若干块,当调试电路时,与该元件无关的器件全部从用户系统中去掉,这样可以将故障范围限定在某个局部的电路上当各块电路无故障后,将各电路逐块加入系统中,在对各块电路功能及各电路间可能存在的相互联系进行调试由分到合的调试既告完成由近及远是将信号流经的各器件按照距离可编程控制器的逻辑距离进行由近及远的分层,然后分层调试调试时,仍采用去掉无关元件的方法,逐层调试下去,就会定位故障元件了
2、软件调试软件调试是通过对拥护程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程程序后,编辑,查看程序是否有逻辑的错误30结论交通信号灯控制系统的设计我们以前学过,我想这个课题是很容易的当真正做起来的时候,还是觉得有点困难的,有些东西以前学了,但现在用起来可能又有点疑问就如画电气原理图吧,整体的构造脑海里都有一个整体的概念而你要画出来的话,你可能会遇到细节上的问题,比如说按钮开关的方向是怎样,以及怎么划分区域等遇到这些问题的时候都能让你主动去翻书,复习这些陌生的知识我认为这是一种最好的学习方法——通过实践去检验自己的知识这个只有你自己投入进去你才能发现自己知识点的欠缺做为一名机电专业的学生对电器原理图的了解更应该有深刻的认识,知道它的重要性要能看的懂,给你一张电气原理图,你要能够写出梯形图查找资料也是一件繁琐的事情,虽说网上有资料但要找到一些真正有用的资料也不是一件容易的事,需要耐心查找在程序设计过程中,我对以前的编程方法做了归纳,之前我习惯用功能流程写程序,遇到难点的时候习惯翻书,对照例子提取点精华现在能灵活运用经验设计法、电气原理图设计法、顺序控制设计法特别多顺序控制设计有了一定的了解这里面最经典我认为是单序列的编程方法、选择序列的编程方法和并行序列的编程方法这个三个是很值得研究的,也是一种格式只要你能熟悉掌握,灵活应用的话,那么编程对你来说将变的非常容易一个流程图无论多么复杂,都可以拆分上面的形式,然后就可以利用上面的方法编程了当然对于简单的流程也可以用顺序设计这种方法也是一种固定的格式,只要按照它的格式就可以写出正确的程序,它的优点可以说易懂,条理清晰但结构多对于活动步多的设计我想用这个设计比较烦琐更加体会到PLC的可靠性高,抗干扰能力强,.通用性强,控制程序可变,使用方便等优点更加熟悉了西门子编程软件使用方法与各种基本指令这次的课程设计使我把可编程控制器的理论知识用在实践中,实现了理论和实践相结合,从中更懂得理论是实践的基础,实践又能检验理论的正确性,让我受益非浅,对我以后工作中遇到问题或者继续学习将会产生巨大的帮助和影响31致谢本论文从10月份开题以来,到目前为止已经有快1个月的时间了,这次毕业设计中,虽然都没太多的经验,但是在田老师的指导下,同学鼓励、帮助下,相互奋勉,最终圆满的完成了设计任务在整个过程当中,有许多人给了我启发和帮助,在毕业论文完成之际,我要在此表达对他们最诚挚的感谢首先,最需要感谢的人是我的指导老师田老师老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从选题到查阅资料,方案可行的确定和论文纲领细节的修改,中期检查,后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导每一次的批评和教育,使我受益非浅,值此论文完成之际谨向田老师再一次向他致以衷心的谢意,感谢他为学生营造的浓郁学术氛围以及学习上的耐心细致帮助!最后我还要感谢我的同学与朋友,他们也给我很大的帮助,给我提供了不少的建议,让我少走了许多的弯路32参考文献1王曙光.《S7-200PLC应用基础与实例》.人民邮电出版社20072严盈富.《西门子S7-200PLC入门》.人民邮电出版社20073龙志文.《SIMATIC子S7-200PLC原理及应用》.机械工业出版社20074刘永华.《电气控制与PLC》,北京航空航天大学出版社20075罗宇航.《流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200PLC系列)》.西安电子科技大学出版社20076伊宏业.《PLC可编程控制器教程》.航空工业出版社19977刘洪涛,黄海编.《PLC应用开发从基础到实践》.电子工业出版社20078张万忠,《可编程控制器入门与应用实例》北京中国电力出版社,20049台方,《可编程序控制器应用教程》北京中国水利水电出版社,200133附录一硬件设计原理电路图34。