基于S7-200-PLC-的十字路口交通信号灯控制系统

基于PLCS7-200的十字路口交通信号灯限制系统摘 要：随着社会和经济的高速发展，城市化建设越来越快，同时伴随而来的城市交通问题也愈演愈烈，本系统以西门子PLCS7-200设计了一套十字路口交通信号灯限制系统来解决城市十字路口交通的问题。运用S-R指令的编程方法使得系统更加具有可读性。本设计介绍了应用西门子PLCS7-200实现十字路口交通信号灯的自动限制。通过对交通信号灯的限制要求分析，对西门子PLCS7-200限制系统进行了软、硬件设计，并通过试验证明该系统简洁、经济、运行牢靠，具有较高的好用价值。关键词：西门子S7-200PLC；S-R指令；交通灯限制；TheIntersectionTrafficSignalControlSystemBasedOnPLCS7-200Abstract:Alongwiththesocialandthehighspeeddevelopmentofeconomy,theurbanizationconstructionmoreandmorequickly,andatthesametimewiththeurbantransportationproblemhasintensified,thissystemtoSiemensS7-200PLCdesignedasetofintersectiontrafficlightcontrolsystemtosolvetheproblemofcityintersectiontraffic.UseS-Rinstructionsapproachtomakethesystemmoreprogrammingwithreadability.ThispaperintroducesapplicationofdesignSiemensPLCS7-200realizethecrossroadsofthetrafficlightsautomaticcontrol.Throughtothetrafficsignallightsthecontrolrequirementsoftheanalysis,theSiemensS7-200PLCcontrolsystemforthesoftwareandhardwaredesign,andthroughtheexperimentsshowthatthesystemissimple,economicandreliableoperation,hashighpracticalvalue.KeyWord:SiemensS7-200PLC;S-Rinstructions;trafficlightscontrol;目 录1. 概述 31.1 PLC的产生与发展 31.2 PLC的发展趋势 42. PLC的基本结构与分类 42.1 PLC的基本结构 42.2 PLC的分类 5 按结构形式分类 5 按功能分类 6 按I/O口的数量分类 63. PLC的特点和应用领域 63.1 PLC的特点 63.2 PLC的应用领域 74. PLC的工作原理 94.1 输入采样阶段 94.2 用户程序执行阶段 104.3 输出刷新阶段 105. PLC程序设计介绍 105.1 PLC编程语言 105.2 依次限制梯形图的设计方法 12 起保停电路的依次限制梯形图设计方法 12 转换为中心的依次限制梯形图设计方法 13 SCR指令的依次限制梯形图设计方法 136. 系统方案 136.1 本系统介绍 136.2 系统方案比较 136.3 最小限制系统 146.4 系统要求 146.5 系统具体设计 15 依次功能图 16 梯形图 17 程序指令表 207.调试与小结 21概述PLC的产生与发展早期工业生产中广泛运用的电气自动限制系统是继电器接触器限制系统，随着20世纪工业生产的快速发展，市场竞争越来越激烈，工业产品更新换代的周期日趋缩短，新产品不断涌现，传统的继电器限制系统难以满意现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产限制要求，因此，迫切须要一种新的更先进的自动限制装置来取代传统的继电器限制系统。1969年美国数字设备公司研制出了世界上第一台PLC，并在GM公司汽车生产线上首次应用胜利。当时人们把它称为可编程逻辑限制器，简称PLC，只是用它来取代继电器限制，仅具备逻辑限制、定时、计数等功能。随着电子技术和计算机技术的发展，20世纪70年头中期出现了微型计算机，微机技术被应用到PLC中，使得PLC不仅具有逻辑限制的功能，而且还增加了运算、数据传送和处理等功能，成为具有计算机功能的工业限制装置。1980年美国电气制造商协会正式将其命名为可编程限制器，现在人们普遍称可编程限制器为PLC而不是PC是为了避开与广泛运用的个人计算机的简称PC相混淆。国际电工委员会于1982年11月和1985年1月颁布了可编程限制器标准第一稿和其次稿，对可编程限制器作了如下的定义：“可编程限制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计．它采纳可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、依次限制、定时、计数和算术运算等操作的吩咐，并通过数字式和模拟式的输入和输出，限制各种类型的机械或生产过程。可编程限制器及其有关设备，都应按易于与工业限制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。”总之，可编程限制器是一台计算机，是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入输出接口，并且具有较强的驱动实力。可编程限制器产品并不是针对某一具体工业应用，其敏捷、标准的配置能够适应工业上的各种限制。在实际应用时，其硬件可依据须要选用配置，其软件则须要依据限制要求进行设计。PLC的发展趋势目前，为了适应大中小型企业的不同须要，进一步扩大PLC在工业自动化领域的应用范围，PLC正朝着以下几个方向发展：向高速度、大存储容量方向发展；向多品种方向发展和提高牢靠性；产品更加规范化、标准化；发展分散型/智能型I/O系统，发展与现场总线兼容的I/O系统；加强联网和通信的实力；限制的开放和模块化的体系结构；PLC的基本结构与分类PLC的基本结构PLC主要由CPU模块、输入/输出模块、电源模块和编程器组成。PLC的特殊功能模块用来完成某些特殊任务。CPU模块CPU模块主要由微处理器和存储器组成。在PLC限制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，采纳周期性循环扫描、分时操作的工作方式，不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。存储器用来存储程序和数据。输入/输出（I/O模块）模块I/O模块是CPU与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。PLC供应了各种操作电平和输出驱动实力的I/O模块供用户选用。I/O模块要求具有抗干扰性能，并与外界绝缘因此，多数都采纳光电隔离回路、消抖动回路、多级滤波等措施。I/O模块可以制成各种标准模块，依据输入、输出点数来增减和组合。I/O模块还配有各种发光二极管来指示各种运行状态。电源模块PLC配有开关式稳压电源的电源模块，用来对PLC的内部电路供电。编程器编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和监视，还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。它经过接口与CPU联系，以便完成人机对话互动。编程器分简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线编程，它通过一个专用接口与PLC连接。智能型编程器即可在线编程又可离线编程，还以远离PLC插到现场限制站的相应接口进行编程。智能型编程器有很多不同的应用程序软件包，功能齐全，适应的编程语言和方法也较多。PLC的分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类，通常依据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。按结构形式分类依据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采纳这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置限制单元等，使其功能得以扩展。模块式PLC是将PLC各组成部分，分别以若干个单独的模块形式出现，如CPU模块、I/O模块、电源模块等各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置敏捷，可依据须要选配不同规模的系统，而且装配便利，便于扩展和修理。大、中型PLC一般采纳模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层一层地叠装。这样，不但系统可以敏捷配置，还可做得体积小巧。按功能分类依据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑限制、依次限制或少量模拟量限制的单机限制系统。中档PLC除了具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断限制、PID限制等功能，适用于困难限制系统。高档PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程限制或构成分布式网络限制系统，实现工厂自动化。按I/O口的数量分类依据PLC的I/O口的数量的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。小型PLC即I/O口的数量小于256点，单CPU，8位或16位处理器、用户存储器容量4K字以下。中型PLC表示I/O口的数量256～2048点，双CPU，用户存储器容量2～8K。大型PLC的体现为I/O口的数量大于2048点，多个CPU，16位、32位处理器，用户存储器容量可达8～16K。PLC的特点和应用领域PLC的特点现代工业生产是困难多样的，它们对限制的要求也各不相同。可编程限制器由于具有以下特点而深受工厂工程技术人员和工人的欢迎。牢靠性高，抗干扰实力强牢靠性和抗干扰实力强往往是用户选择限制装置的首要条件。可编程限制器生产厂家在硬件方面和软件方面上实行了一系列抗干扰措施，使它可以干脆安装于工业现场而稳定牢靠地工作。而且为了适应特殊场合的须要，有的可编程限制器生产商还采纳了冗余设计和差异设计，进一步提高了其牢靠性。适应性强，应用敏捷由于可编程限制器产品均成系列化生产，品种齐全，多数采纳模块式的硬件结构，组合和扩展便利，用户可依据自己须要敏捷选用，以满意系统大小不同及功能繁简各异的限制系统要求。编程便利，易于运用可编程限制器的编程可采纳与继电器电路极为相像的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气技术人员的欢迎。近年来又发展了面对对象的顺控流程图语言，也称功能图，使编程更简洁便利。限制系统设计、安装、调试便利可编程限制器中含有大量的相当于中间继电器、时间继电器、计数器等的“软元件”。又用程序(软接线)代替硬接线，安装接线工作量少。设计人员只要有可编程限制器就可以进行限制系统设计，并可在试验室进行模拟调试。修理便利，修理工作量小可编程限制器有完善的自诊断，履历情报存储及监视功能。可编程限制器对于其内部工作状态、通信状态、异样状态和I/O点的状态均有显示。工作人员通过它可以查出故障缘由，便于快速处理。功能完善除基本的逻辑限制、定时、计数、算术运算等功能外，协作特殊功能模块还可以实现点位限制、PID运算、过程限制、数字限制等功能，为便利工厂管理又可与上位机通信，通过远程模块还可以限制远方设备。由于具有上述特点，使得可编程限制器的应用范围极为广泛，可以说只要有工厂，有限制要求，就会有PLC的应用。PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化消遣等各个行业，运用状况大致可归纳为如下几类。开关量的逻辑限制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑限制、依次限制，既可用于单台设备的限制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。模拟量限制在工业生产过程当中，有很多连续变更的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程限制器处理模拟量，必需实现模拟量和数字量之间的相互转换。因此PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程限制器用于模拟量和数字量之间的转换限制。运动限制PLC可以用于圆周运动或直线运动的限制。从限制机构配置来说，早期干脆用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般运用专用的运动限制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置限制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动限制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。过程限制过程限制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环限制。作为工业限制计算机，PLC能编制各种各样的限制算法程序，完成闭环限制。PID调整是一般闭环限制系统中用得较多的调整方法。大中型PLC都有PID模块，目前很多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程限制在冶金、化工、热处理、锅炉限制等场合有特别广泛的应用。数据处理现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成肯定的限制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型限制系统，如无人限制的柔性制造系统；也可用于过程限制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型限制系统。通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机限制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都特别重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信特别便利。PLC的应用领域仍在扩展，在日本，PLC的应用范围已从传统的产业设备和机械的自动限制，扩展到以下应用领域：中小型过程限制系统、远程维护服务系统、节能监视限制系统，以及与生活相关连的机器、与环境相关连的机器，而且均有急速的上升趋势。值得留意的是，随着PLC、DCS相互渗透，二者的界线日趋模糊的时候，PLC从传统的应用于离散的制造业向应用到连续的流程工业扩展。PLC的工作原理当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以肯定的扫描速度重复执行上述三个阶段。而具体的工作原理又包含处理通信恳求和自诊断检查两个步骤，其具体原理流程如下图。 RUN模式 STOP模式图4-1PLC的运行模式输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入全部输入状态和数据，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更，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会变更。因此，假如输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必需大于一个扫描周期，才能保证在任何状况下，该输入均能被读入。用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的依次依次地扫描用户程序。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限制线路，并按先左后右、先上后下的依次对由触点构成的限制线路进行逻辑运算，然后依据逻辑运算的结果，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。即在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变更，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变更，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。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依据I/O映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采纳扫描用户程序的运行结果与继电器限制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区分。当然，假如扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽视，那么二者之间就没有什么区分了。一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，即一个扫描周期等于读取输入、用户程序执行、处理通讯恳求、自诊断检查、改写输出等全部时间的总和。PLC程序设计介绍PLC编程语言无论是PLC软、硬件和PC相比其体系结构都是封闭不开放的，各个厂家的PLC编程技术语言指令的表达方式也不一样。因此各厂家的PLC也不相互兼容，为此IEC于1994年5月公布了PLC标准，即IEC61131，它由五部分组成：通用信息、设备与测试要求、编程语言、用户指南和通信。而其中的第三部分（IEC61131-3）是PLC的编程语言，也是至今为止唯一的工业限制系统的编程语言标准。目前已有越来越多的PLC厂家供应符合IEC61131-3标准的产品，而IEC61131-3也已经成为DSC(集散限制系统)、IPC(工业限制计算机)、PAC(可编程计算机限制器)、FCS(现场总线限制系统)、SCADA(数据采集与监视限制)以及运动限制系统事实上的软件标准。而IEC61131-3具体的说明白句法、语义和下述中五种编程语言。依次功能图(SequentialFunctionChart)；梯形图(LadderDiagram)；功能块图(FunctionBlockDiagram)；指令表(InstructionList)；结构文本(StructuredText)。图5-1PLC的编程语言IEC61131-3标准中有两种图形语言——梯形图和功能模块图，有两种文字语言——指令表和结构文本，而依次功能图可以理解为是一种结构块限制程序流程图，而且依次功能图在这五种语言中是属于最高级的语言。依次功能图在PLC中，这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编程限制依次限制程序。依次功能图供应了一种组织程序的图形方法，步、转换和动作是依次功能图中的三种主要元件。对目前大多数PLC来说，依次功能图还仅仅作为组织编程的工具运用，尚需用其它编程语言（如梯形图）将它转化为PLC的可执行程序。因此，通常只是将依次功能图作为PLC的协助编程工具，而不是一种独立的编程语言。而依次功能图有三种基本结构：依次结构（单系列）、选择系列和并行系列。梯形图梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。是运用得最多的PLC图形编程语言。梯形图与工厂的继电器限制系统的电路图相像，具有直观易懂的优点，很简洁被工厂熟识继电器限制的技术人员驾驭，特殊适合于开关量逻辑限制。梯形图由触点、线圈和用方框表示的功能块图组成。触点代表逻辑输入条件，例如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑输出结果，用来限制外部的指示灯、沟通接触器和内部的标记位等。功能块图用来表示定时器、计数器或者数学运算、数据处理等指令。PLC的梯形图称为电路或程序，是一种软件信息，是一种反映PLC的输入输出限制逻辑关系的程序软件，它与传统的继电器限制系统的梯形图（硬件）电路不同，不是真正的物理（硬件）电路，肯定不能把它们当作硬件电路来看待。功能块图功能块图是一种类似于数字逻辑电路的一种编程语言，有数字电路基础的人很简洁驾驭。该编程语言运用类似于与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量。指令表程序指令是程序的最小独立单位，用户程序是由若干条依次排列的指令构成的。一条指令由一个操作码和一个操作数组成，操作数由标识符和参数组成。操作码定义要执行的功能，它告知CPU该执行什么操作；操作数为执行该操作所须要的信息，它告知CPU用什么去做。一般状况下，指令的操作数在PLC的存贮器中。结构文本结构文本是国际标准IEC61131-3标准创建的一种专用的高级语言。与梯形图相比，它能实现困难的数学运算，编写程序特别简洁和紧凑。依次限制梯形图的设计方法起保停电路的依次限制梯形图设计方法起保停电路仅仅运用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器限制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程简洁驾驭，一般在原继电器限制系统的PLC改造过程中应用较多。转换为中心的依次限制梯形图设计方法通常将转换为中心的依次限制梯形图设计方法也称之为SR指令法，其是以某转换条件的全部前级步对应的存储器位的常开触点和该转换条件对应的触点（或电路）的串联作为限制电路。利用该限制电路完成对该转换条件的后续步对应的存储器位置位（启动电路）即为S指令，全部前级步对应的存储器位复位（停止电路）即为R指令。每一个转换对应一个限制置位和复位的电路块。SCR指令的依次限制梯形图设计方法依次限制程序被依次限制继电器指令划分为若干个SCR段，每一个对应于功能图中的一步。这种方法即称之为SCR指令法。在SCR段中，用SM0.0驱动该部中应为1状态的输出线圈。只有活动步对应的SCR区的SM0.0的常开触点闭合；不活动步的SCR区的SM0.0的常开触点断开，即SCR区内的输出线圈受到对应的依次限制继电器的限制。SCR区内的输出线圈还受到与它串联的触点的限制利用转换条件驱动转换到后续步的SCRT指令。同时在运用SCR指令中还受到了以下几点的限制：不能在不同的程序中运用相同的S位；不能用跳转的方法跳入或跳出SCR段；不能在SCR段中，运用循环和结束指令。系统方案本系统介绍本系统的主控PLC是采纳西门子公司生产的S7-200系列的小型PLC。西门子公司具有品种特别丰富的PLC产品，而S7系列就是传统意义的PLC，而其中的S7-200是属于小型PLC，在1998年升级为其次代产品，于2004年升级为第三代产品。其特点是功能强、先进的程序结构、敏捷便利的寻址方式、功能强大、是用便利的编程软件、简化困难编程任务的向导功能、强大的通信功能以及品种丰富的配套人机界面等等。其中高达5种CPU模块和较高的性价比被大多数的研发人员和爱好者所认可。故本系统采纳西门子公司的S7-200小型PLC。系统方案比较完成本系统就现在驾驭的技术而言有以下两种方案：方案一：运用51或者PIC单片机来设计一套十字路口交通灯的限制系统，单片机虽说GPIO口比较多、单片价格较为便宜，但是其编程相比较PLC而言较为困难，且不简洁维护，维护要求要较为高的单片机专业学问，故而不选择本方案。方案二：运用西门子S7-200PLC可编程限制器，其编程方法简洁易学，且功能强大，工业限制实力较为强大，一台小型的PLC内有成百上千个可以为用户供应运用的变成元件，可以实现特别困难的限制实力，就限制实力而言较一般的单片机要强一些，具有很高的性能价格比，故而本系统选择西门子S7-200PLC作为本设计的主限制器。最小限制系统PLC的最小限制系统是由CPU模块、I/O模块、以及编程装置模块组成的，如图5.1所示，一般经由相应的模拟信号送入输入模块中处理，再送达CPU模块中，在CPU模块中依据客户提前用编程装置中所设定的相应程序处理输入的信号，最终经由输出模块将相应的数字信号转化为相应的模拟信号输出到指定的外设中，以此达到限制的效果。这仅仅是一个PLC的最小限制系统，此方法可利用相应的通信设备和技术达到限制若干PLC系统的运行，从而达到中小型工业系统的生产和运营。图6-1PLC最小限制系统系统要求在十字路口的东西、南北主干道上装设红灯、绿左转、绿直行和黄灯，限制机动车辆和非机动车辆，人行斑马线上装设红、绿灯限制行人。其限制过程为：东西南北方向主干道的红灯始终处于点亮状态，提示主干道上左转通行时直行禁止通行，直行通行时左转禁止通行，只有红灯亮时该方向车辆禁止通行。主干道车辆通行时交通灯信号的变更规律为：左转绿灯亮15秒后闪耀三次，黄灯亮2秒，然后直行绿灯亮（同时东西方向人行道绿灯亮），15秒后闪耀三次，黄灯亮2秒，然后绿灯全部熄灭，只有红灯亮，车辆禁止通行。该系统属于连续循环工作的限制系统，要求系统启动后能够周期性地连续循环工作，故系统中设置两个输入信号分别限制系统的启动和停止。PLC选用西门子S7-200基本单元。分析系统的限制模型可以看出，人行道斑马线上的绿灯状态与直行绿灯信号相同，可用同一个限制信号。故整个限制系统需设置两个输入接口：I0.0设定为开启整个系统开关，I0.1为关闭开关。九个输出为相应的交通灯信号状态输出。系统具体设计依据以上要求的信息，我们为交通灯系统的输入输出做系统的管脚安排如下：输入信号输出信号启动开关I0.0主干道红灯Q0.0关闭开关I0.1南北左转绿灯Q0.1南北方向黄灯Q0.2南北直行绿灯（含人行道）Q0.3东西左转绿灯Q0.4东西方向黄灯Q0.5东西直行绿灯（含人行道）Q0.6南北人行道红灯Q0.7东西人行道红灯Q1.0表6-1输入输出管脚安排依据表6-1的管脚安排，设定出S7-200的外部接线图如下。图6-2PLC的外部接线图依次功能图依据系统的相关要求和上述管脚安排，综合相关的因素，绘制出了本系统的依次功能图如下：梯形图依据依次功能图，以S-R指令为根本，画出下列相应的本系统梯形图：程序指令表由6.5.2中梯形图变换出相应的程序指令表如下：Network1LDSM0.1SM0.0,1Network2LDI0.0OM1.5ANI0.1=M1.5Network3LDM0.0AI0.0SM0.1,1RM0.0,1Network4LDM0.1AT37SM0.2,1RM0.1,1Network5LDM0.2AT38SM0.3,1RM0.2,1Network6LDM0.3AT39SM0.4,1RM0.3,1Network7LDM0.4AT40SM0.5,1RM0.4,1Network8LDM0.5AT41SM0.6,1RM0.5,1Network9LDM0.6AT42SM0.7,1RM0.6,1Network10LDM0.7AT43SM1.0,1RM0.7,1Network11LDM1.0AT44SM1.1,1RM1.0,1Network12LDM1.1AT45SM1.2,1RM1.1,1Network13LDM1.2AT46SM1.3,1RM1.2,1Network14LDM1.3AT47SM1.4,1RM1.3,1Network15LDM1.4AT48SM0.0,1RM1.4,1