plc交通灯s7-300课设报告

武汉理工大学华夏学院课程设计报告书题目：十字路口交通灯的控制与上位计算机监控设计系名：信息工程系专业班级：自动化1133姓名：王**学号：指导教师：张素文2016年1月12日第1页共23页课程设计任务书学生姓名：王**专业班级：自动化1133指导教师：张素文工作单位：信息工程系题目：十字路口交通灯的控制与上位计算机监控设计一．初始条件1.给定交通灯控制的时序逻辑和工作模式；2.给出用于系统调试用的S7-300PLC、计算机及交通灯模型；3.给出PLC系统的编程软件。4.给出上位机监控组态软件——组态王V6.53。二．要求完成的主要任务㈠任务一：十字路口交通灯的PLC控制系统设计1.控制要求十字路口交通信号灯按照预先规定的时序循环往复地工作。一个循环周期内的时序逻辑如表1-1。表1-1十字路口交通信号灯的一个循环周期中的时序逻辑东西方向信号灯绿灯亮绿灯闪烁黄灯亮红灯亮信号时间25S3S2S30S南北方向信号灯红灯亮绿灯亮绿灯闪烁黄灯亮信号时间30S25S3S2S表中绿灯闪烁的频率为1HZ，亮500MS灭500MS循环。2.程序设计要求：①的交通灯控制所要求的时序逻辑，要求用线性化编程和结构化编程两种编程方法来实现该控制逻辑。要求用线性化编程和结构化编程两种编程方法来实现该控制逻辑。②在结构化编程方法中，以某一方向的红灯和另一方向的绿灯和黄灯为控制对象编制FC1，OB1中调用FC1。并且东西向和南北向灯只能调用同一个FC1。③上述两种程序设计方法都要求使用符号地址。㈡任务二：十字路口交通灯的上位计算机监控系统设计在计算机监控界面上设计如下的动态界面，要求达到：⑴设计起动和停止按钮或热键，并能实际操作使用；⑵设计东西南北方向的红、黄、绿色信号灯的动态显示及闪烁效果；⑶设计信号灯的倒计时数据显示界面。第2页共23页三.设计报告撰写要求内容要求一般要求包括如下内容：⑴目录编制课程设计的目录，目录的各级标题按照章节顺序排列，最多列到三级标题即可，如1.1.1。⑵引言课程设计正文前的简短介绍。包括本课题的设计目的、设计的主要过程及主要的设计内容。⑶电路设计要求画出PLC的输入/输出接线图。⑷PLC硬件组态要求列出硬件组态表。⑸PLC编程元件的地址分配首先对输入/输出点进行地址分配，然后对其他编程元件也进行地址分配，如位存储器M，定时器T，计数器C等。编程中要使用符号地址，所以在OB1中要编辑符号表（包括输入继电器、输出继电器、定时器及位存储器（或叫辅助继电器），在FC1中要编辑变量声明表。⑹编写控制程序要求：①编写线性化程序；②在结构化编程中分别编制OB1和FC1；③在程序段中添加注释。⑺计算机监控组态过程要求给出：工程建立过程；静态界面绘制过程；数据词典建立结果；数据连接设置过程；动态运行界面。⑻程序调试说明对设计中遇到的主要问题及解决方法、调试过程及方法、在调试过程中对对原设计程序做了哪些有意义的改进及调试的结果几方面进行阐述。⑼结束语对本课程设计进行总结，写出设计中的体会。⑽主要参考文献写出完成设计任务过程中参考的主要参考文献，注意参考文献的格式。格式要求1.纸张格式：要求统一用A4纸打印，页面设置上空2.5cm，下空2.0cm，左空2.5cm，右空2.0cm）：2.正文层次：正文内容层次序号为：1、1.1、1.1.1……，其中⑴．正文标题；一级标题1.（黑体小2号加粗），二级标题1.1（黑体小三号），三极标题1.1.1（黑体小四号）。⑵．正文内容格式：宋体五号，1.25倍行距。第3页共23页3.参考文献格式：参考文献不少于5个，并应按文献号、作者、文献题名、出版地：出版社和出版年等顺序书写。如：[1]戴军，袁惠新.膜技术在含油废水处理中的应用.膜科学与技术，2002.4.图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须采用计算机辅助绘图。图序及图名置于图的下方；表序及表名置于表的上方；图表一律采用采用阿拉伯数字连续编号。装订顺序设计报告按照如下顺序装订：封面—任务书—目录—正文—参考文献—评分表。四．时间安排序号阶段内容时间地点1设计前集中辅导，组合设计小组第一周实验室4142查阅资料，拟定设计方案3硬件设计、地址分配、线性化控制程序设计4结构化程序设计5上位计算机监控界面设计第二周实验室4146总结设计过程，撰写设计报告自定7答辩实验室414（注：设计及调试过程中请同学们将自己设计的项目资料保存在U盘中，以便完成设计报告及答辩时查验）2015年12月29日第4页共23页目录1.引言..............................................................................52.电路设计........................................................................53.PLC硬件组态....................................................................64.PLC编程元件的地址分配.....................................................74.1线性化编程........................................................................74.2结构化编程........................................................................85.控制程序...................................................................85.1线性化程序........................................................................85.2结构化程序.......................................................................145.2.1接口..........................................................................145.2.2ＯＢ1............................................................................145.2.3ＦＣ１...........................................................................166.计算机监控组态...........................................................186.1静态界面.........................................................................186.2数据词典.........................................................................196.3动态运行......................................................................197.程序调试结果及分析..........................................................218.结束语...........................................................................219.主要参考文献..................................................................2210.课程设计评分表..............................................................23第5页共23页ｓｂ1启动按钮ｓｂ2停止按钮Led1东西绿灯Led2东西黄灯Led3东西红灯Led4南北绿灯Led5南北黄灯Led6南北红灯1.引言自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，而现今PLC技术飞快发展，应用越来越广，在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。且随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。而基于plc控制的LED交通信号灯在持续发光以及日晒、雨淋、灰尘等恶劣的气候条件下，仍然能保持较好的工作性能，且价格日趋低廉，在实际应用中越来越广泛。正因此本次课程设计我选择十字路口交通灯的控制与上位计算机监控设计。在两周的设计中，首先是选题，老师给了我们三个课题让我们根据自己的兴趣爱好选题。而由于交通灯在生活中的广泛使用，我就和张迎博，李莉三人组队选择了这个课题。在设计过程中我们首先的是进行程序的设计，我们最开始是使用线性化编程的，经过两天的编程及改错，我们的主程序成功设计完成。其后将线性化的部分程序做成ＦＣ１，然后重新设计ＯＢ１，我们也完成了线性化结构的程序设计。随后的上位机监控也在乔老师和张老师的悉心指导下成功完成。2.电路设计图2-1ＰＬＣ输入输出接线图I0.0ＬＱ4.0Ｑ4.1Q4.2I0.1Q4.3Q4.4Q4.5MNＤＣ24ＶＡＣ２２０Ｖ第6页共23页3.PLC硬件组态图3-1硬件组态表第7页共23页4.PLC编程元件的地址分配4.1线性化编程图4-1线性化编程地址分配表第8页共23页4.2结构化编程图4-2结构化编程地址分配表5.控制程序5.1线性化程序第9页共23页第10页共23页第11页共23页第12页共23页第13页共23页第14页共23页5.2结构化程序5.2.1接口5.2.2ＯＢ1第15页共23页第16页共23页5.2.3ＦＣ１第17页共23页第18页共23页6.计算机监控组态6.1静态界面图6-1上位机监控静态画面第19页共23页如图6-1所示，在监控界面的启动按钮和实验台上的启动按钮都没有按下时，监控画面里和实验台上的交通灯都没有点亮。6.2数据词典图6-2数据词典建立截图如图6-2所示，六个输出量为I/O离散，启动和停止按钮为内存离散M8.0和M8.16.3动态运行界面图6-3.1第20页共23页图6-3.2图6-3.3第21页共23页图6-3.4如图6.3.1-6.3.4所示，在程序运行过程中，东西方向红灯亮30s，同时南北绿灯亮25s，绿灯闪烁3s，黄灯亮2s，此过程结束后南北方向与东西相同，如此循环。7.程序调试结果及分析本次课程设计遇到的主要问题有：（1）试验台绿灯不能够闪烁，经过我们相互之间的找错，发现“内部1Ｈｚ脉冲”我们是直接输在程序里，没有给“应用延时定时器设计的控制程序”，在加入这两段程序后，绿灯成功闪烁。（2）在上位机监控中我们也遇到了绿灯不能闪烁，后发现是组态王软件的数据采集周期过长，于是我们将默认的1000ｍｓ改为1ｍｓ，问题立刻解决。（3）监控程序的启动停止按钮不能使用，我们按照步骤重新设计了很多次都不能成功，然后我们请教了老师发现是数据类型选择错了，在将数据类型改为内存离散中的Ｅ选项后，启动和停止按钮就可以使用了8.结束语眨眼间两周的课程设计已接近尾声，我想说在这两周的时间里，我真的学到了很多。如果说之前的课堂让我们系统的学习了电气控制与ｐｌｃ的理论知识，而几次实验课的动手操作