PDF《综合课程设计报告》

综合课程设计报告 第1页共15 页 题目:基于多时段交通灯控制系统的 PLC 自由口通讯模块的设计

1 绪论 在工业控制领域中,PLC 作为一种稳定可靠的控制器得到广泛的应用.

但它也有 自身的一些缺点,即数据的计算机处理能力较弱,不能给用户提供良好的界面等.而 计算机恰好能弥补 PLC 的不足, 他不但有很强的数据处理和管理能力, 而且能给用户 提供非常美观而又易于操作的界面. 将PLC 与计算机结合, 可是系统达到既能及时采 集、 存储数据, 又可处理和使用好数据, 两者结合的关键是 PLC 与计算机之间的通信. 由于微软的 MScomm 通信控件具有丰富的与串行通信密切相关的属性及事件,提供 了对串口的各种操作, 并且在串口编程时非常方便, 而且在 DELPHI 中容易得到使用. 西门子 S7-200PLC 是德国西门子公司生产的小型 PLC.S7-200 以其高可靠性、指 令丰富、内置功能丰富、强劲的通讯能力、较高的性价比等特点,在工业控制领域中 被广泛应用.S7-200PLC 的突出特点之一是自由口通讯功能. 本课题应用DELPHI作为开发环境设计了针对对西门子公司的S7-200PLC的串口 调试程序,并能在界面上显示多时段交通灯控制系统 PLC 控制程序所分配的存储区, 实时读取各存储区的当前状态.

2 下位机系统组成与通信原理 2.1 下位机 S7-200PLC 实现功能 多时段交通信号灯控制系统的 PLC 控制程序设计,控制功能如下: 1. 交通信号灯控制系统有一个启动按钮和停止按钮.按下启动按钮,则系统开始工 作,按下停止按钮,系统停止工作,所有信号灯熄灭. 2. 系统运行分两个时段,分为白天时段和晚上时段,由时段选择开关控制. 3. 白天时段,系统按照下面的时序图所示的规律运行. 4. 晚上时段,系统按照警告方式运行,规律为:东、南、西、北四个黄灯全部闪亮 其余灯全部熄灭,黄灯闪亮规律为:亮0.5 秒,暗0.5 秒,反复循环. 另外,为避免因控制系统故障引起的交通混乱,若南北绿灯闪亮,则东西绿灯必 须熄灭.由于南北红灯与东西红灯时序相反,将南北红灯作为东西绿灯的接通条件之 综合课程设计报告 第2页共15 页一,同样,将东西红灯做为南北绿灯的接通条件之一.这样可以有效避免两个方向的 绿灯同时闪亮,造成交通事故. 时序图如下: 图1交通灯时序图 2.2 通信方式与原理 S7-200PLC 具有很强的通信功能,有多种通信方式可供选择,如单主站方式、多 主站方式和远程通信方式等.本课题采用单主站方式硬件连接如图

2 所示. 在单主站通信网络中计算机走为单一主站,S7-200PLC 作为从站,两者之间通过 PC/PPI 电缆支持的波特率为 9.6Kbit/s、19.2Kbit/s 和187.5Kbit/s,支持的协议为 PPI 协议.PPI 协议是一个主从协议,网络上计算机作为主站,PLC 作为从站.S7-200CPU 通信端口采用 RS-485 信号标准的连接接口.PC/PPI 电缆把 S7-200PLC 与计算机连接 起来,通过使用接收中断、发送中断和字符中断等指令自由端口通信可以使控制 S7-200PLC 通信口的操作模式.本课题采用自由端口模式,允许在 CPU 处于 RUN 模 式时,通信口

0 使用自由端口模式,通过设定 SMB30 的值选择波特率、奇偶校验、 每个字符的数据位和协议.CPU 处于 STOP 时,停止自由端口通信,通信口强制转换 成PPI 协议模式,此时就可以向 CPU 中输入 PLC 程序,实现编程软件对 PLC 的编程 和控制功能. 综合课程设计报告 第3页共15 页S7-200CPU 上的通信口是与 RS-485 兼容的