plc交通灯s7-300课设报告

1、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 任务一：

2、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：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。 在结构化编程方法中，以某一方向的红灯和另一方向的绿

3、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。 上述两种程序设计方法都要求使用符号地址。 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： 设计起动和停止按钮或热键，并能实际操作使用； 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； 设计信号灯的倒计时数据显示界面。三. 设计报告撰写要求u 内容要求一般要求包括如下内容： 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。 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

4、内容。 电路设计要求画出PLC的输入/输出接线图。 PLC硬件组态要求列出硬件组态表。 PLC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。 编写控制程序要求： 编写线性化程序； 在结构化编程中分别编制OB1和FC1； 在程序段中添加注释。 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。 程序调试说明对设计中遇到的主要

5、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。 结束语对本课程设计进行总结，写出设计中的体会。 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。u 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）。正文内容格式：宋体五号，1.25倍行距。3. 参考文献格式：参考文献不少于5

6、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。u 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41

7、46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.145.2.21.145.2.3.166.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 22 页

8、共 23页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

9、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，然后重新设计，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I0.04.04.1Q4.2I0.1Q4.3Q4.4Q4.5M N1启动按钮Led1东西绿灯Led2东

10、西黄灯Led3东西红灯2停止按钮Led4南北绿灯Led5南北黄灯Led6南北红灯24图2-1输入输出接线图3.PLC硬件组态图3-1硬件组态表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5.2结构化程序5.2.1接口5.2.21 5.2.36.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 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

11、止按钮为内存离散M8.0和M8.16.3动态运行界面图6-3.1图6-3.2图6-3.3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1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1000改为1

12、，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的理论知识，而几次实验课的动手操作也让我们对西门子7-300的实际操作有了一定了解，那么此次课程设计便是我们让理论联系实际，让理论结合实际的最好途径了。事实上，这次课程设计确实对自己在这项技术的应用上有了一定的提高，首先是巩固了课堂上学习到的理论知识，其次是我对7的使用更加熟练，而且在实际接线中我也获得了一些经验，另外应用组态王软件设计上位机监控界面也是我在此次课设中新学到的，尤其是在实际操作中我们出现的一些错误以及努力改正的过程让我们不仅让我们对软件的使用更加熟练，而且让我们对一些课堂上没有掌握的知识及时得到了补充学习。9. 主要参考文献1熊凌，谭建豪.电气控制与技术及其应用：系列.武汉：华中科技大学出版社，20142刘锴，周海.深入浅出西门子7-300.北京：北京航空航天大学出版社，20043周美兰，周封.PLC电气控制与组态设计.科学出版社，2003