西门子S7-200的交通灯编程你确定会了？

1.PLC的介绍

1.1PLC 的功能

(1)控制功能逻辑控制，包括（定时，计数，顺序，逻辑）控制

(2)数据采集、存储与处理功能数学运算功能

(3)输入 /输出接口调理功能具有 A/D 、 D/A 转换功能，通过 I/O 模块完成对模拟量的控制和调节。 位数和精度可以根据用户要求选择。 具有温度测量接口，直接连接各种电阻或电偶。

(4)通信、联网功能现代PLC 大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或

RS485 接口，可进行远程 I/O 控制，多台 PLC 可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。通信接口或通信处理器按标准的硬件接

口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。如西门子 S7-200 的 Profibus 现

场总线口，其通信速率可以达到 12Mbps。 在系统构成时，可由一台计算机与多台 PLC 构成"集中管理、分散控制"的分布式控制网络，以便完成较大规模

的复杂控制。通常所说的 SCADA 系统，现场端和远程端也可以采用 PLC 作现场机。

(5)人机界面功能提供操作者以监视机器 /过程工作必需的信息。允许操作者和 PC 系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整。

(6)编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视 、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。2

图1-1 PLC 的基本结构框图

1.2PLC 的工作原理和结构

1.2.1 PLC 的工作原理 ：

采用循环扫描方式。在 PLC 处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。

注意：由于 PLC 是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化，输入状态映象寄存器的内容也不会变化，要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。

1.2.2 结构：

plc 实质上是一种专用与工业控制的计算机， 其硬件结构基本上与微型计算机再结构上分为固定式和组合式（模块式）两种，固定式 plc 包括 CPU 板， I/O 板，显示面板，内存块，电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。

模块式 plc 包括 CPU 模块， I/O 模块，内存模块，电源模块，底板或机架。

这些模块可以按照一定的规则组合配置。

图1-1 PLC 的基本结构框图

1.3西门子 S7-200 系列的编程软件

1.3.1 编程准备

(1)指令集和编辑器的选择

写程序之前，用户必须选择指令集和编辑器。 在 S7-200 系列 PLC 支持的指令集有 SIMATIC 和 IEC1131-3 两种。 SIMATIC 是专为 S7-200PLC 设计的，专用性强，采用 SIMATIC 指令编写的程序执行时间短， 可以使用 LAD 、STL、FBD三种编辑器。 IEC1131-3 指令集是按国际电工委员会（ IEC ）PLC 编程标准提供的指令系统，作为不同 PLC 厂商的指令标准，集中指令较少。有些 SIMATIC 所包含的指令，在 IEC 1131-3 中不是标准指令。 IEC1131-3 标准指令集适用于不同厂家 PLC，可以使用 LAD 和 FBD 两种编辑器。 本教材主要用 SIMATIC 编程模式。

a. 单命令"工具"→"选项" →"一般"标签 →"编程模式" →选 SIMATIC 。程序编辑器有 LAD 、 STL、FBD 三种。本论文主要用 LAD 和 STL。

b. 择编辑器的方法如下：

用菜单命令"检视"→LAD 或 STL。

或者菜单命令"工具"→"选项"→"一般"标签 →"默认编辑器"。

(2) 根据 PLC 类型进行参数检查

· PLC 和运行 STEP7-Micro/WIN 的 PC 连线后，在建立通信或编辑通信设置以前，应根据 PLC 的类型进行范围检查。 必须保证 STEP7-Micro/WIN 中 PLC

类型选择与实际 PLC 类型相符。方法如下：

a. 菜单命令" PLC"→"类型" →"读取 PLC"。

b. 在指令树 →"项目"名称 →"类型" →"读取 PLC"

1.3.2 程序的调试和监控

在运行 STEP 7-Micro/WIN 32 编程设备和 PLC 之间建立通信并向PLC 下载

程序后，便可运行程序，收集状态进行监控和调试程序。

(1)选择工作方式

PLC 有运行和停止两种工作方式。在不同的工作方式下， PLC 进行调试的操作方法不同。 单击工具栏中的"运行"按钮或"停止"按钮可以进入相应的工作方式 .

选择 STOP 工作方式 :

· STOP（停止）工作方式中，可以创建和编辑程序， PLC 处于半空闲状

态：停止用户程序执行；执行输入更新；用户中断条件被禁用。 PLC 操作系统继续监控 PLC，将状态数据传递给 STEP 7-Micro/WIN 32 ，并执行所有的 "强制"或"取消强制"命令。当 PLC 位于 STOP（停止）工作方式可以进行下列操作：

(1) 使用图状态或程序状态检视操作数的当前值。 （因为程序未执行，这一步骤等同于执行"单次读取" ）

(2) 可以使用图状态或程序状态强制数值。使用图状态写入数值。

(3) 写入或强制输出。

(4)执行有限次扫描，并通过状态图或程序状态观察结果。

选择运行工作方式 :

(1)使用图状态收集 PLC 数据值的连续更新。 如果希望使用单次更新， 图状态必须关闭，才能使用"单次读取"命令。

(2)使用程序状态收集PLC 数据值的连续更新。

(3)使用 RUN 工作方式中的"程序编辑"编辑程序，并将改动下载至PLC。-

2-1 路况示意图

2 交通灯控制要求

图 2-1路况示意图

北

西 东

南

2.1 路况示意图

2.2工作要求和过程

主要程序要求如下：

信号灯受启动开关控制。当启动开关接同时，信号灯系统开始工作，先南、北红灯亮，在东、西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

· 1）南、北绿灯和东、西绿灯不能同时亮，如果同时亮则应关闭信号灯系统，并立刻报警。

· 2）南北向绿灯亮 30s，东西红灯亮。 30s 后，南北向黄灯闪烁 3 次，每次通断各 0.5s，东西红灯亮 3s。闪 3 次后南北红灯亮，东西绿灯亮。

· 3）东西向绿灯亮 30s，南北红灯亮。 30s 后，东西向黄灯闪烁 3 次，每次通断各 0.5s，南北红灯亮 3s。闪 3 次后东西红灯亮，南北绿灯亮。至此一个循环结束。

· 4）上述动作循环进行。

注意：要求南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，否则关闭系统，并立刻报警。

3.1交通灯顺序功能图

3 交通灯控制的设计

3.1顺序图

设启动 按钮 用 I0.0 表示 , 6 个工作 状态分 别用 顺序 控制 继电器位S0.0,S0.1,S0.2,S0.3,S0.4.S0.5表示 ,分别用 T0.T1,T2,T3,T4,T5 表示定时器 .

当 I0.0 启动按钮得电时 ,将激活 S0.0,进入第一步状态 ,在该状态南北红灯亮 , 东西绿灯亮 ,同时启动定时器 T1, T1 定时时间到时 ,转换条件满足 ,结束 S0.0 激活 S0.1 进入下一个工作状态 , 在该状态南北红灯亮 ,东西绿灯闪 .同时启动定时器 T2, T2定时时间到时 ,转换条件满足 ,结束 S0.1激活 S0.2进入下一个工作状态 , 在该状态南北红灯亮 ,东西黄灯亮 ,依次激活 S0.3,S0.4.S0.5,当定时器 T6 时间到时再次激活 S0.0,不断循环执行。

顺序功能图如图3.1 所示。

3.1交通灯顺序功能图

图3-1 功能图

3.2I/O 分配及接线图

下面先跟据输入 /输出接口的数量编制出输入输出分配表：

I/O 分配表 :

图3-.2 原理图

图3-3时序图

4 PLC 参考电路

5 交通灯控制时序图

图 3-3 交通灯控制时序图

6 设计梯形图（利用，置位复位编写程序）

PLC编程练习题

本文以下是PLC编程初学者，练习题目，

学会以下课题，基本已经可以独立编写逻辑控制程序了；

1、按起动按钮，接触器KM工作15秒钟，KM停止。 2、按起动按钮，延时15秒钟接触器KM才工作，按停止按钮KM方可停止。 3、按起动按钮，延时15秒钟接触器KM1才工作，KM1工作20秒钟停止后，接触器KM2工作；按停止按钮KM2方可停止。 4、按起动按钮，延时15秒钟接触器KM1才工作，KM1工作20秒钟停止后，接触器KM2工作，也使KM2工作20秒钟停止，延时15秒钟后，使KM1再次起动运行；按停止按钮使任意在运行的接触器停止。 5、按起动按钮，延时15秒钟接触器KM1才工作，KM1工作20秒钟停止后，延时15秒钟后，接触器KM2工作，也使KM2工作20秒钟停止，延时15秒钟后，使KM1再次起动运行；这样反复循环3次后停止；按停止按钮使任意在运行的接触器停止。 6、启动按钮X1，停止按钮X2，输出Y0的单回路控制程序。 7、编写一个M0=1后，延时15秒接通Y2，M0从1变0，延时18秒断开Y2。 8、用一个输入点（X3），控制一盏灯（Y1）。按3次灯亮，按3次灯灭。 9、正反转程序。正转启动：X10，反转启动：X11，停止按钮：X12；正向接触器Y3，反向接触器：Y4。 10、星-三角启动程序。启动按钮：X13，停止按钮：X14。主接触器：Y5，星：Y6，三角：Y7。 11、编写双联开关的程序。开关，X4，X5；灯Y1 12、设计一个按钮控制正反转的程序，即按一下正转，再按一下反转。 13题、 1、按X002，Y001点亮，延时5秒钟后Y002点亮，Y001熄灭。 2、在Y002亮的前提下，延时10秒钟后按X003三次后，Y003点亮，Y002关闭。 3、在上面按X003最后一次，Y002灯关闭的同时，计数器开始按每秒1次计数，且每秒Y004闪亮1次，计数15次后全部熄灭，并可以重复开始的动作。 14、设计一个单按钮控制两台电动机顺序启动的程序，即按一下电动机M1启动，再按一下电动机M2启动；当按下停止按钮时，两台电动机同时停止。 15题、 1、按X001按钮，Y001延时2秒钟后点亮，再延时3秒钟后，Y002点亮。 2、在Y002亮的前提下，按X002，进行10秒钟延时，在这10秒时间内，按X003五次（10秒钟外操作无效），Y003点亮。 3、在Y003点亮后，计数器开始按每秒1次计数，且每秒钟Y004闪亮一次，计数15次后，灯Y004点亮，按X000灯全部熄灭。 16、设计一个报警程序，当报警信号成立时，实现报警，要求如下：蜂鸣器鸣叫，警灯闪烁，闪烁为亮2S，灭1S，警灯闪烁15次后，自动结束报警。 17题、 1、按X000，Y000点亮，延时5秒钟后Y001点亮， Y000熄灭。 2、在Y001亮的前提下，按X001，Y002闪亮（闪亮周期为1秒钟），延时4秒钟后，Y001，Y002全部关闭。 3、在上面灯全部关闭的同时，计数器开始按每秒1次进行计数， Y003也按每秒1次闪亮（闪亮时间为0.6秒），计数10次后，Y004点亮，Y003关闭，按X002，灯全部熄灭。 18、设计一个报警程序，当报警信号成立时，实现报警，要求如下：蜂鸣器鸣叫，频率为2HZ；警灯以1HZ的频率闪烁；10S钟后，若没有按下复位按钮，则蜂鸣器鸣叫频率变为5HZ，警灯以10HZ的频率闪烁。当按下复位按钮后，停止报警。 19题、 1、按X001，Y002点亮，延时4秒钟后Y003点亮，再延时3秒钟Y004点亮。 2、在Y004亮的前提下，按X002，Y005以周期为1S闪亮4次后，Y002、Y003、Y004、Y005全部关闭。 3、在上面灯全部关闭的同时，Y006、Y007交替点亮（每只灯间隔为0.5秒）；按X003，Y006、Y007熄灭，Y000点亮，按X003，灯全部熄灭。 20、设计一个报警程序，当报警信号成立时，实现报警，要求如下：蜂鸣器鸣叫，为一长音（响2S），一短音（响0.5S）；警灯以1HZ的频率闪烁，当按下复位按钮后，停止报警。 21题、 1、按X001，Y001延时5秒钟后点亮，再延时5秒钟后Y002也点亮。 2、在Y002亮的前提下，按X002，Y003点亮，并进行10秒钟延时，在这10秒时间内，按X003三次（10秒钟外操作无效），Y004点亮。 3、在Y004点亮后，计数器开始按每秒1次计数，且每秒钟Y005闪亮一次，计数15次后Y006点亮，Y005关闭，按X004，灯全部熄灭。 22、设计一个两台电动机顺序控制程序，即按下启动动按钮，M1启动，延时3S后，M2自行启动；按下停止按钮，M2停止，延时3S后，M1自动停止；若按下急钮，电动机立即停止。 23题、 1、按X000，Y000点亮，延时4秒钟后，Y001点亮。 2、在以上条件下，延时10秒钟后，按X001三次，Y002点亮，Y000，Y001灯关闭。 3、在上述Y000、Y001灯关闭的同时，计数器开始按每秒1次进行计数， 且每秒钟Y003闪亮一次，计数10次后，灯全部熄灭。

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