发布时间 : 星期四 文章PLC在十字路口交通灯控制系统中的应用2毕业设计论文更新完毕开始阅读1f9fcb8e0408763231126edb6f1aff00bed57039
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IO点数。
2.4 内部软元件
用户使用的PLC中的每一个IO、内部存储单元、定时器和计数器都称为软元件。各个软元件的功能不同，都有其固定的地址。软元件是PLC内部具有一定功能的器件，这些器件实际上都是由电子电路、寄存器及存储单元等组成的。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地址就可以了。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，则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，不受次数限制。输入继电器位存取的地址编号范围为I0.0~I15.7，输入继电器的数据存取可采用位、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，并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。输出继电器位存取的地址编号范围为Q0.0~Q15.7，输出继电器可采用位、字节、字或双字来存取。
3. 通用辅助继电器（M）通用辅助继电器又称为内部标志位存储器，它的作用和继电接触器控制系统的中间继电器相同，它是用来保存控制继电器的中间操作状态。内部标志位存储器可采用位、字节、字或双字来存取。内部标志位存储器位存取的地址编号为M0.0~M31.7，共32个字节。
4. 特殊继电器（SM） 特殊继电器是指用来存储系统的状态变量有关的控制参数和信息的具有特殊功能的辅助继电器。特殊标志位存储器能以位、字节、字或双字来存取。CPU224的SM的位地址编号范围为SM0.0~SM179.7，共180个字节。常用的特殊存储器的用途如下：
(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、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. 变量存储器（V）变量存储器主要用于存储变量。它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以使用变量存储器来保存与工序或任务相关的其他数据。变量存储器可以是位寻址，也可以是按字节、字、双字为单位寻址，其位存取的编号范围根据CPU的型号不同，CPU221222为V0.0~V2047.7，共2KB存储容量，CPU224226为V0.0~V5119.7，共5KB存储容量。
6. 局部变量存储器（L） 局部变量存储器和变量存储器十分相似，都是用来存储变量的存储器。区别在于局部变量存储器用来存放局部变量，而不存储全局变量。局部变量存储
器位存取的地址编号范围为L0.0~L63.7，它可以按位、字节、字、双字直接寻址。
7. 顺序控制继电器（S）通常用在顺序控制或步进控制中，并与其指令一起使用以实现顺序或步进控制功能流程图的编程。顺序控制继电器的地址编号范围为S0.0~S31.7。
8. 定时器（T）它是累计时间增量的内部器件，作用相当于继电器控制系统中的时间继电器。其设定时间由程序设置。并且每个定时器可提供无数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的定时器地址编号范围为T0~T255，它们的分辨率、定时范围并不相同，用户根据所用CPU型号及时基，正确选用定时器的编号。
9. 计数器（C）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。计数器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用，其设定值由程序赋予。计数器的地址编号范围为C0~C255。
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、
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比较指令和程序控制指令等。 1. 触点指令
触点指令包括逻辑取和线圈驱动指令，它有两种连接形式，即串联和并联。
(1)逻辑取和线圈驱动指令。指令格式为：LD 取指令；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. 逻辑电路块的连接指令
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. 逻辑入栈LPS、逻辑出栈LPP和逻辑读栈LRD指令
逻辑入栈LPS的功能是用于生成一条新的逻辑母线，右侧为新的逻辑块，是分支电路逻辑块的开始。
逻辑出栈LPP的功能是用于LPS产生新母线右侧的最后一个逻辑块，结束LPS开始的这个分支电路逻辑块。
逻辑读栈LRD的功能是用于LPS开始的分支电路逻辑块中第二条逻辑块，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。 7. 定时器指令
接通延时指令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. 结束及暂停指令
结束指令可分为有条件结束指令END和无条件结束指令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。
3 系统的设计与仿真
3.1 控制要求
1.信号灯由一个按钮控制其启动，一个按钮控制其停止。
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，并维持25S。当南北红灯亮时，东西绿灯也亮，维持20S后，东西绿灯闪烁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，并维持30S。当东西红灯亮时， 南北绿灯也亮，维持25S后， 南北绿灯闪烁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地工作。如表2：
表2 交通灯亮闪表
信号 东西 时间 信号 南北 时间 25S 25S 3S 2S 20S 3S 红灯亮 2S 30S 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 红灯亮
图1 交通灯的放置
3.2 硬件设计
3.2.1 交通信号灯PLC的输入输出点的分配表