基于plc交通灯毕业论文

电气工程系毕业设计论文题 目专业名称:学生姓名:指导教师:毕业时间: 设计任务书设计题目；基于PLC的交通灯控制设计要求：按下启动开关后，东西方向绿灯亮4S后再闪烁2S熄灭，黄灯接着点亮2S后熄灭，红灯再亮8S循环，相对应的同时间内，南北方向红灯亮8S，接着绿灯亮4S后闪烁2S后熄灭，黄灯亮2S熄灭，红灯再亮循环。当按下停止按钮，所有的灯熄灭。设计进度要求：第一周：确定题目,查阅相关资料第二周：根据设计要求分析基于PLC交通灯的程序设计第三周：根据基于PLC交通灯的设计的工作原理画出流程图并编译成PLC梯形图第四周：收集基于PLC交通灯设计的资料，对硬件进行设计第五周：对软件进行设计第六周：进行上机调试,找出问题,进行修改,并改进设计第七、八周：撰写论文,毕业答辩 指导教师（签名）： 摘 要交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。因此，本人选择制作十字路口交通灯。传统的交通灯使用的是继电器控制，其缺点十分明显，线路复杂，维护繁琐，而且稳定性差易受外界影响，而选用可编程控制器（PLC）就可以提高效率和稳定性，且操作简单，易维护。本设计中，由于我的这次设计使用的输入为两个，输出为六个，输入和输出相对较少，经过比较，我设计的交通灯可选用CPU222的PLC主机，其输入和输出可满足本设计的使用要求，而且从经济角度考虑也是适合的。本次设计的利用定时器分时段定时，设定了六个定时网络，定时为4s、2s、2s、4s、2s、2s，每个定时器所在的网络中，都含有下个网络中间继电器，当下个网络导通后，其串在之前网络中的常闭开关断开，上一个网络断开，程序如此循环。六个定时网络的中间继电器的通短状况，控制着了灯的亮灭。我相信本设计一定能够满足当前的交通需求。关键词：交通灯，PLC，定时器目 录摘要II1 PLC概述11.1 PLC的定义11.2 PLC的基本组成11.3 PLC工作原理61.4 PLC的编程语言61.5 PLC的分类及性能指标71.6 PLC的特点91.7 PLC定时器指令的介绍92 S7-200编程软件STEP 7 - Micro/WIN3.2112.1 如何控制程序作业112.2 STEP7程序的使用112.3 Step 7 MicroWin V3.2文件的新建122.4 PLC程序的下载133 程序的设计153.1交通灯时序图153.2 I/O分配表与外部接线图153.3 PLC主机的选择163.4 本设计流程图183.5程序梯形图183.6 程序的调试和检测中遇到的问题21总 结.22致 谢23参考文献24311 PLC概述1.1 PLC的定义PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。1.2 PLC的基本组成PLC的硬件系统：主机、I/O扩展模块及各种外部设备组成；PLC的软件系统：系统程序和用户程序（如图1.1）图1.1 PLC 结构示意图1、中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC 的控制中枢，它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、检查电源、存储器I/O以及警戒定时器的状态；并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内，等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止运行。为了进一步提高PLC 的可靠性近年来对大型PLC 还采用双CPU 构成冗余系统或采用三CPU 的表决式系统，这样即使某个CPU 出现故障整个系统仍能正常运行。CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。 CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。 在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器；存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 PLC 常用的存储器类型为：（1） RAM (Random Assess Memory)，这是一种读/写存储器(随机存储器) ，其存取速度最快，由锂电池支持。（2） EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)，这是一种可擦除的只读存储器，在断电情况下存储器内的所有内容保持不变(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。（3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)，这是一种电可擦除的只读存储器，使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。2、 PLC 存储空间的分配虽然各种PLC 的CPU 的最大寻址空间各不相同，但是根据PLC 的工作原理其存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区系统RAM 存储区(包括I/O 映象区和系统软设备等)；用户程序存储区(1)系统程序存储区在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序，包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序、等由制造厂商将其固化在EPROM 中，用户不能直接存取，它和硬件一起决定了该PLC 的性能。(2)系统RAM 存储区 系统RAM 存储区包括I/O 映象区以及各类软设备如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器、等存储器。 I/O 映象区，由于PLC 投入运行后只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设，因此它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O 的状态和数据，这些单元称作I/O 映象区，一个开关量I/O 占用存储单元中的一个位(bit)，一个模拟量I/O 占用存储单元中的一个字(16 个bit)， 因此整个I/O 映象区可看作两个部分组成：开关量I/O 映象区，模拟量I/O 映象区。1）系统软设备存储区除了I/O 映象区区以外，系统RAM 存储区还包括PLC 内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等)的存储区，该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC 断电时由内部的锂电池供电，数据不会遗失，后者当PLC 断电时数据被清零1) 逻辑线圈。与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统RAM 存储区中的一个位，但不能直接驱动外设，只供用户在编程中使用，其作用类似于电器控制线路中的继电器，另外不同的PLC 还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有不同的功能。2) 数据寄存器与模拟量I/O 一样，每个数据寄存器占用系统RAM 存储区中的一个字(16bits) ，另外PLC 还提供数量不的特殊数据寄存器，具有不同的功能。3) 计时器4) 计数器(3) 用户程序存储区 用户程序存储区存放用户编制的用户程序，不同类型的PLC 其存储容量各不相同。3、 电源 PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视，一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内可以不采取其它措施，而将PLC 直接连接到交流电网上去。4、 I/O 模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。常用的I/O分类如下： 开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 5、 PLC系统的其它设备 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 6、PLC的通信联网 依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出网络就是控制器的观点说法。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能，它和计算机一样具有RS-232接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。 当然，PLC之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC与计算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。 7、 外部设备外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类 （1） 编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。 （2）监控设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面监视数据。 （3）存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。 （4）入输出设备：用于接收信号或输出信号，一般有条码读人器，输入模拟量的电位器，打印机等。 了解了PLC的基本结构，我们在购买程控器时就有了一个基本配置的概念，做到既经济又合理，尽可能发挥PLC所提供的最佳。1.3 PLC工作原理循环扫描的特点1、输入映像寄存器的内容是由设备驱动的，在程序执行过程中的一个周期内输入映像寄存器的值保持不变，CPU采用集中输入的控制思想，只能使用输入映像寄存器的值来控制程序的执行。2、扫描周期周而复始地进行，读输入、输出和用户程序是否执行是可控的。3、对同一个输出单元的多次使用、修改次序会造成不同的执行结果。4、各个电路和不同扫描阶段会造成输入和输出延迟，这是PLC的主要缺点。在读输入阶段，CPU对各个输入端子进行扫描，通过输入电路将各输入点的状态锁入映象寄存器中。紧接着转入用户程序执行阶段，CPU按照先左后右、先上后下的顺序对每条指令进行扫描，根据输入映象寄存器和输出映象寄存器的状态执行用户程序，同时将执行结果写入输出映象寄存器。PLC中的存储器PLC中的存储器按用途分为系统程序存储器、用户程序存储器以及工作数据存储器。1、用户程序存储器用来存储根据控制要求而编制的用户应用程序。2、用来存储工作数据的区域称为工作数据区。3、系统程序存储器中存放的是厂家根据其选用的PLC的指令的系统编写的系统程序，它决定了PLC的功能，用户不能更改其内容。1.4 PLC的编程语言PLC是通过程序对系统进行控制的，作为一种专用计算机，为了适应其应用领域，一定有其专用的语言。PLC的编程语言有多种，如梯形图、语句表、功能块图、指令表、机构文本。梯形图编程语言是一种图形语言，具有继电器控制电路形象、直观的优点；语句表编程语言类似计算机的汇编语言，用助记符来表示各种指令的功能，是PLC用户程序的基础元素。顺序功能表，这是一种位于其他编程语言之上俄图形语言，用来编制顺序控制程序。程序功能图提供了一种组织程序的图形方法，在顺序功能图中可以用别的语言嵌套编程。梯形图，是用的最多的plc图形编程语言。梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握，它特别适用于开关量逻辑控制。梯形图程序让PLC仿真来自电源的电流通过一系列的输入逻辑条件，根据结果决定逻辑输出的允许条件。梯形图按逻辑关系分为“梯级”或网络。如图1.2所示是用PLC控制的梯形图程序，可完成与继电器控制的电动机直接起、停（起、保、停）继电器控制电路图相同的功能。图1.2 PLC 控制的梯形图程序1、功能块图这是一种类似与数学逻辑门的编程语言，有数字电路基础的人很容易掌握。该编程语言类似与门、或门的方框类表示逻辑运算关系，方框的左框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圆表示“非”运算,方框被“导线”连接在一起，信号自左向右流动。2、指令表，是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式，由指令组成的程序叫做指令表程序或语句表程序。语句表比较适合熟悉PLC和逻辑程序设计的经验丰富的程序员，语句表可以实现某些不能用梯形图或功能实现的功能。3、机构文本，结构文本是为IEC1131-3标准创建的一种专用的高级编程语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简单和紧凑。1.5 PLC的分类及性能指标按I/O点数容量分类1、小型机（I/O点数小于256点）典型的小型机有SIEMENS公司的S7-200系列。2、中型机（I/O点数在2561024之间）典型的中型机有SIEMENS公司的S7-300系列、OMRON公司的C200H系列。3、大型机（I/O点数在1024点以上）典型的大型PLC有SIEMENS公司的S7-400、OMRON公司的CVM1和CS1系列。根据PLC结构形式的不同，PLC主要可分为整体式和模块式两类：1、整体式结构微型和小型PLC一般为整体式结构。如西门子的S7-200。2、模块式结构目前大、中型PLC都采用这种方式。如西门子的S7-300和S7-400系列。PLC的性能指标1、I/O点数I/O点数，即PLC面板上的I/O端子的个数。I/O点数越多，外部可以连接的I/O器件就越多，控制规模就越大。它是衡量PLC性能的重要指标之一。2、存储容量这里专指用户存储器的存储容量，它决定了用户所编程序的长短。大、中、小型PLC的存储容量变化范围一般为2KB2MB。3、扫描速度扫描速度是指PLC执行程序的快慢，是一个重要的性能指标，体现了计算机控制取代继电器控制的稳合程度。可编程控制器采用循环扫描的工作方式。4、指令系统它是衡量PLC能力强弱的标志，决定了PLC的处理能力、控制能力的强弱。限定了计算机发挥运算功能、完成复杂控制的能力。5、通信功能通信有PLC之间的通信和PLC与计算机或其它设备之间的通信。主要涉及通信模块、通信接口、通信协议、通信指令等。6、扩展能力扩展能力包括I/O点数的扩展和PLC功能的扩展两方面的内容。7、特殊功能单元特殊功能单元种类多，也可以说PLC的功能多。典型的特殊功能单元有模拟量、模糊控制连网等功能。1.6 PLC的特点PLC是面向用户转为在工业环境下应用而设计的专用的计算。他具有以下几个显著特点。1.可靠性高，抗干扰能力强PLC是为工业控制而设计的，要能适应这样一个具有很强的电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的工业环境中，那么，在PLC硬件设计方面，首先应对器件严格筛选和优化，而且在电路结构及工艺上采取了一些独特的方式。2编程简单、直观PLC是面向用户、现场，考虑到大多数电气技术人员熟悉继电器控制线路的特点，在PLC的设计上，没有采用微机控制中常采用的汇编语言，而是采用一种面向控制过程的梯形语言。梯形图语言与继电器原理类似，形象直观、易学易懂。电气工程师和传统的继电器控制技术的优点，使用起来灵活方便。3.控制功能强PLC除具有基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配上特殊的功能模块还可实现位控制、PID运算、过程控制、数字控制等功能。PLC可连接成为功能很强的网络系统，低速网络的传输距离达500到2500m，高速传输距离为500到1000m，网上结点可达1024个，并且高速网络和低速网络可以级连，兼容性好。4.易于安装，便于维护PLC安装简单，其相对小的体积使之能安装在通常继电器控制所需空间的一半的地方。在从继电器控制系统改造到PLC系统的情况下，PLC小的模块结构使之能安装在继电器箱附近并将连线接向已有接线端，而且改换很方便，只要将PLC的输入/输出端子连向已有的接线端子排即可。1.7 PLC定时器指令的介绍定时器指令：定时器是PLC中最常用的元器件之一，掌握它的工作原理对PLC的程序设计非常重要。S7-200系列的PLC为用户提供了三种类型的定时器：通电延时型（TON）、有记忆的通电延时型，又叫保持型（TONR）、断电延时型（TOF）,共计256个定时器（T0T255）并且都为增量型定时器。定时器的定时精度即分辨率（S）可分为1ms、10ms、100ms三个等级，详细分类方法和定时范围见下表1.3所示。表1.3 分类方法和定时范围表定时器类型分辨率/ms当前值/s定时器号TONR132.767T0,T6410327.67T1T4, T65T681003276.7T5T31, T69T95TON、TOF132.767T32, T9610327.67T33T36, T97T1001003276.7T37T63, T101T255定时器的定时时间计算公式为T=PT*S(秒)。其中：T为实际定时时间，PT为设定值，S为分辨率。注意：不能把一个定时器号同时作用TON和TOF，例如：不能有TON32又有TOF32。定时器指令格式见表1.4所示。表1.4 定时器指令格式LADSTL功能、注释IN TONPTIN TONPTTON通电延时型IN TONRPTTONR有记忆的通电延时型IN TOFPTTOF断电延时型2 S7-200编程软件STEP 7 - Micro/WIN3.22.1 如何控制程序作业S7-200在程序的控制逻辑中不断循环，读取和写入数据。当您将程序下载至PLC并将PLC放置在RUN（运行）模式时，PLC的中央处理器（CPU）按下列顺序执行程序： S7-200读取输入状态。 存储在S7-200中的程序使用这些输入评估（或执行）控制逻辑。 当程序经过评估，S7-200将程序逻辑结果存储在称作进程图像输出寄存器的输出内存区中。 在程序结束时，S7-200将数据从进程图像输出寄存器写入至域输出。 重复任务循环。S7-200反复执行一系列任务。该循环执行任务被称作扫描循环。如下所示，S7-200在扫描循环过程中执行大多数或全部下列任务：1、 读取输入：S7-200将实际输入状态复制至进程图像输入寄存器。2、 在程序中执行控制逻辑：S7-200执行程序的指令，并将数值存储在不同的内存区。3、 处理所有通讯请求：S7-200执行点至点或网络通讯要求的所有任务。4、 执行CPU自测试诊断程序：S7-200保证固件、程序内存和所有扩充模块均正常作业。5、 向输出写入：存储在进程图像输出寄存器中的数值被写入实际输出。扫描循环的执行取决于S7-200是位于STOP（停止）模式还是RUN（运行）模式。在RUN（运行）模式中，程序被执行；在STOP（停止）模式中，程序不被执行。在程序执行过程中，最好使用进程图像寄存器，而不要直接存取输入或输出。使用图像寄存器共同扫描开始的所有输入取样会使扫描循环的程序执行阶段的输入数值同步化，并冻结这些数值。2.2 STEP7程序的使用 1、 创建一个项目结构，项目就象一个文件夹，所有数据都以分层的结构存在于其中，任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后，所有其他任务都在这个项目下执行。 2、 组态一个站，组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器，例如S7300、S7400等。 3、 组态硬件，组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板，地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。 4、 组态网络和通讯连接，通讯的基础是预先组态网络，也就是要创建一个满足你的控制方案的子网，设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。 5、 定义符号，可以在符号表中定义局部或共享符号，在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节，最好不要使用很长的汉字进行描述，否则对程序的执行有很大的影响。 6、 创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一，一般可以采用线形编程（基于一个块内，OB1）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用，很少采用线形编程。 7、 下载程序到可编程控制器，完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后，可以下载整个用户程序到可编程控制器。在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下（STOP或RUN-P）,RUN-P模式表示，这个程序将一次下载一个块，如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突，所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。（PLC 与计算机连接示意图如图2.1）2.3 Step 7 MicroWin V3.2文件的新建1、在 Step 7 MicroWin V3.2 中新建一个项目。（软件界面如图2.2）2、输入程序，编译正确后在文件菜单中导出为 AWL 文件。3、打开仿真软件，点“配置”-“CPU 型号”(或在已有的CPU图案上双击)。4、在弹出的对话框中选择CPU型号，要与你项目中的型号相同。5、点击“程序”-“载入程序”(或工具条中的第2个按钮)。6、会有个对话框，只选择“逻辑块（L）”并选择Step 7 MicroWin V3.2 的版本，点击“确定”。7、将先前导出的 AWL 文件打开。若第6步选择全部，则此时会提示无法打开文件，这里出现错误的原因是无法打数据块和CPU配置文件，不要管它，直接确定。8、点击“查看（E）”“内存监视（M）”(或工具条中的第12个按钮)输入想要监视的地址。9、点“PLC”-“运行”(或工具栏上的绿色三角按钮)，程序已经开始模拟运行2.4 PLC程序的下载如果您已经成功地在运行STEP 7-Micro/WIN的个人计算机和PLC之间建立通讯，可以将程序下载至该PLC。请遵循下列步骤。1、下载至PLC之前，必须核实PLC位于“停止”模式。检查PLC上的模式指示灯。如果PLC未设为“停止”模式，单击工具条中的“停止” 按钮，或选择PLC 停止。 2、单击工具条中的“下载” 按钮，或选择文件 下载。出现“下载”对话框.3、根据默认值，在初次发出下载命令时，“程序代码块”、“数据块”和“CPU配置”（系统块）复选框被选择。如果不需要下载某一特定的块，清除该复选框。4、单击“确定”，开始下载程序。5、如果下载成功，一个确认框会显示以下讯息：下载成功。6、如果STEP 7-Micro/WIN中用于的PLC类型的数值与实际使用的PLC不匹配，会显示以下警告讯息：“为项目所选的PLC类型与远程PLC类型不匹配。继续下载吗？”7、欲纠正PLC类型选项，选择“否”，终止下载程序。8、从菜单条选择PLC 类型，调出“PLC类型”对话框。9、可以从下拉列表方框选择纠正类型，或单击“读取PLC”按钮，由STEP 7-Micro/WIN自动读取正确的数值。10、单击“确定”，确认PLC类型，并清除对话框。11、单击工具条中的“下载” 按钮，重新开始下载程序，或从菜单条选择文件 下载。12、一旦下载成功，在PLC中运行程序之前，必须将PLC从STOP（停止）模式转换回RUN（运行）模式。单击工具条中的“运行” 按钮，或选择PLC 运行，转换回RUN（运行）模式。 图2.1 PLC 与计算机连接示意图图2.2 PLC Step 7 MicroWin 软件界面3 程序的设计3.1交通灯时序图 图3.1交通灯时序图3.2 I/O分配表与外部接线图输入输出启动按钮I0.0东西红灯Q0.0停止按钮I0.1东西黄灯Q0.1东西红灯Q0.2南北绿灯Q0.3南北黄灯Q0.4南北红灯Q0.5图3.2 PLC的I/O分配图 图3.3 外部接线图3.3 PLC主机的选择S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，（其输入输出点数的分配见表3.3 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元）：表3.4 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元型 号输入点输出点可带扩展模块数S7-200CPU22164无S7-200CPU222862个扩展模块78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点S7-200CPU22414107个扩展模块168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点S7-200CPU22624162个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点S7-200CPU226XM24162个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点这次设计中，我使用了两个开关，且输出只有六个，对于这个设计而言，输入和输出较为简单，并且不需要扩展模块，对比了表3.3中各CPU的输入和输出可知，选用CPU222的PLC的主机比较适合本人的设计。3.4 本设计流程图图3.5 PLC流程图3.5程序梯形图3.6 程序的调试和检测中遇到的问题本设计中，我并不是一切都十分顺利，其中我遇到了很多比较麻烦的问题，在老师和同学们的帮助下，自己也尽心解决了这些问题。1、在设计验证阶段，当程序下载到PLC主机后，启动程序后，我发现程序无法正常运行，按下停止按钮运行后，检查了主机端口发现，主机输入电压过低，无法实现响应的操作。2、调试过程中，曾经出现过，程序中东西和南北方向的交通灯，点亮顺序刚好相反，经过排查，发现问题出在，输出的接线刚好接反了，导致了错误的点亮过程。3、程序验证过程中有过，启动后程序中的某个灯出现一闪及灭，检查了输出，排除了灯本身的问题，又对整个程序进行全面检查，发现问题出在，选用的定时器，由于疏忽，输入程序时自己数错了，导致选用的定时器定时精度发生改变，原有的需要用100ms，犹豫疏忽选用了10ms，所以定时时长出错，灯才会出现一闪而灭的情况。 总结本系统主要以PLC为核心，利用PLC的强大的控制功能，实现了对交通灯的控制。利用梯形图程序可以很直观的看出运行过程。利用可编程控制器控制交通灯，具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点。调试结果表明，在适应性、精确性和可靠性方面，到达到了设计的要求，表明该设计方案是可行的。交通灯的设计课题，详细介绍了PLC的结构配置、工作原理、编程方法和通信等内容；并在此基础上介绍了PLC控制系统的设计原则、设计步骤、硬件设计、软件设计等；最后在实例中介绍常用PLC的型号和资源配置。本课程是以实际生活中的设计,运行、管理,维护安装为目的，培养学生应用 PLC解决实际问题和独立工作的能力，培养实事求是、严肃认真、细致踏实的工作作风，为将来从事自动化设备的生产、调试、安装打下必要的基础。使我们熟练掌握 PLC的硬件配线，熟悉PLC的编程规则，熟悉编程软件的使用，掌握应用PLC解决生产实际问题的方法及步骤。通过设计，学会观察、调查研究、搜集资料、整理报告的方法，提高分析问题的能力。通过这次毕业设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。并且，更了解了有关可编程控制器的功能。致 谢经过一个多月的时间，在各位老师、同学的帮助下，在我的不断努力下，我的毕业设计终于要完成了。从设计中我学到许多知识，也理解了做任何事都要细心的道理。知识的积累是一点一滴的，在设计中我也感受颇深。在此我要真诚的感谢老师给予我的指导，在设计过程中崔老师严格督促我的毕业设计速度，及时的帮我解决我在设计中遇到的各种问题和困难，在设计中一直对我严格要求，在整个毕业设计过程中都给我耐心的指导和讲解，并主动为我提供各种相关技术资料，在崔老师的帮助和指导下我顺利完成了本次毕业设计，也让我在这次毕业设计中受益匪浅，在此谨向崔老师致以深切的谢意！在这次毕业设计中我也遇到了许多困难得到了学校里其他老师的帮助和指导，我也要感谢我的母校河南工业职业技术学院，是她提供了良好的学习环境和生活环境，让我的三年大学生活丰富多彩，为我的人生留下精彩的一笔。感谢评阅和阅读本设计论文的老师为此付出的辛勤劳动！参考文献1廖常初. PLC基础及应用.北京.机械工业出版社，20002史国生. 电气控制与可编程控制器技术.北京.化学工业出版社，20033孙振强. 可编程控制器原理及应用教程.北京.清华大学出版社，20014阮友德. 电气控制与PLC实训教程.北京.人民邮电出版社，20065陈宇可编程控制器基础及编程技巧M广州.华南理工大学出版社，19996王芯可编程控制器原理及应用M西安.西安电子科技大学出版社，20007邝穗芳电器与可编程控制器应用技术M北京.机械工业出版社，1999 72附件专业本科毕业论文管理制度与相关文件汇编大学教育科学学院系二零一三年七月目 录专业本科毕业论文写作规范3专业本科毕业论文参考文献写作要求9专业本科毕业论文装订规范与要求20专业本科毕业论文指导教师工作要求22大学本科毕业论文（设计）封皮样式24学位论文独创性声明25大学本科生毕业论文任务书26大学本科生毕业论文评审书27大学教育科学学院本科毕业论文开题报告2013版28大学毕业论文（设计）指导记录32专业本科毕业论文写作规范为了加强对我院专业本科毕业论文工作的规范化管理，现将毕业论文写作过程中需遵循的格式规范做如下要求。一、毕业论文的选题与设计要求专业本科毕业论文的内容选题必须是心理学领域或与心理学相关的交叉领域课题，符合专业培养目标要求，具有一定的学术性。在研究设计与方法上必须采用实证研究范式，即相关设计或因果实验设计，具体收集数据方法可用实验法、测验法、问卷法、访谈法、观察法。二、毕业论文的组成部分及写作要求（一）封面封面模板由学校统一制定，但封面的颜色由本学院规定。作者应将封面上的相关内容（毕业论文题目、学生姓名、学生学号、学院名称、专业名称、指导教师等）用计算机填写完成（注意适当对齐）后再套印输出，填写时注意修改封面模板上的届数及年月。印刷输出前请向学院办公室询问封面颜色和年月时间。（二）目录目录需通过WORD定义三级大纲形式自动生成目录。目录内容包含：中文题目与摘要页、英文题目与摘要页、正文各部分、参考文献、附录、致谢（或后记）、学位论文独创性声明。目录的二级标题与一级标题、三级标题与二级标题在格式上应自动向内缩进2个字符；页码右对齐。字体采用宋体5号字，数字采用5号Times New Roman字体编排。中英文摘要页单独编排页码，页码居中采用罗马数字排序。（三）题目、摘要、关键词题目：说明该研究做了哪些方面的探讨以及研究中的变量有哪些。如果是相关研究，应指出是哪两个或几个变量之间的相关；如果是因果研究，要尽量讲清实验中的自变量和因变量是什么。应让读者根据题目就能判断该研究属于哪种类型。注意将所要研究的问题界定清楚，题目不要过大或含糊不清。此外，在题目中应尽量明确界定所要研究的被试群体，这一点尤其体现在发展研究上。应注意使题目简洁明了：题目一般在25个字以内，言简意赅，尽量不使用副标题。为了便于检索，应在题目中拼写出所有的术语的全称，尽量避免使用缩略词。英文题目表达可以不与中文题目完全一致，但要求与中文题目内容要对应。摘要：是对全文内容的概括，方便论文检索，限500字以内。主要内容包括：目的（说明研究问题与对象）、方法（说明研究方法）、结果（概括主要结果）、结论（简要结论）。写作要求高度概括，独立成文；一般在500字以内；不包含任何论文中没有的内容；摘要中应该写出术语的全部名称，不要用缩略词；摘要不能出现文献引用。英文摘要(Abstracts)，主要内容包括：Objective; Method; Results; Conclusions。其表达可以不与中文摘要完全一致，但要求与中文摘要内容要对应。关键词：是论文的文献检索标志，是表达文献主题概念的自然语言词汇。关键词是从论文的题名、层次标题和正文中选出来的能反映论文主题概念的词或词组。一般来说，每篇论文应选取35个词作为关键词，中英文一一对应。避免选用一些外延较广的词作为关键词，应从汉语主题词表和专业主题词表中选用。英文关键词(Key Words)，要求中文关键词内容要对应。以上内容写作时，中英文各占一页，中文在前，英文在后。（四）引言引言是用一段简短的文字提出本研究的问题。指出本研究问题的重要性及其应用价值，即作者对这一问题进行研究的原因。说明本研究问题与所属领域的以往研究有什么样的关系，在本研究中主要解决的问题是什么（研究目的）。注意引言不要与摘要雷同。（五）正文正文是论文的核心部分，占主要篇幅。正文内容应该观点突出，言之有物，逻辑清晰，层次分明，结构完整，方法得当，论证严谨，资料真实，行文流畅，用语规范。论文正文字数不少于7000字。专业本科毕业论文的正文包括如下几部分内容：1、文献综述内容包括：核心概念界定、国内外研究概况、以往研究不足、问题提出、研究意义等。核心概念界定：包括内涵界定（抽象定义）和操作界定（操作性定义）。国内外研究概况：是对国内外相关研究的历史回顾与现状分析。以往研究不足：客观总结、评述以往研究存在的问题，进而有针对性的提出本研究的问题。问题提出：指出研究目的，并逐条写出具体的研究假设。研究意义：包括理论意义与现实意义。2、研究方法内容包括：被试、研究工具、实验设计、研究程序、数据管理与分析等。被试：即研究对象。用简练的语言清楚地介绍被试的自然情况、取样情况、匹配情况、中途丢失情况等。研究工具：简要说明研究所用的实验仪器设备及其型号信息、各种实验材料、测量工具（问卷与量表）的来源及其信效度信息、计算机软件的版本信息。实验设计：如果是实验研究，还应该在研究工具与研究程序两部分之间加入实验设计。简要说明实验设计模式、自变量的种类及其处理水平、因变量的种类及其测量指标等。研究程序：说明研究过程的每一个步骤。如果是实验研究则包括指导语、刺激的呈现、具体的实验范式及实验程序、以及无关变量的控制方法。如果是描述性或相关研究，则要说明访谈的程序、观察的过程、编码记分方法、问卷的编制过程、问卷的施测过程等。数据管理与分析：说明对研究数据管理与分析的软件，以及研究计划要使用的统计分析方法3、结果分析结果分析的主要任务是把数据的统计过程和统计结果以文字、表格或插图的形式表现出来，以展示研究所得到的客观结果。即要求运用恰当的统计分析方法对结果做描述统计与推论统计，分析统计数字背后的心理学规律。结果分析的写作应注意以下几点：只需列出数据的统计结果，不要列出原始数据，即只列描述统计和推论统计的结果。选择正确的统计分析方法，按合理的逻辑顺序报告结果。尽可能报告全部结果，不要只报告有利的结果，而不报告不利的结果，以保证结果的真实性、客观性。只对数据结果做客观报告，并进行简单分析，揭示数据背后的规律，不需要做原因的解释和评论。字母符号：使用法定计量单位、符号和标准化、规范化的名词、术语。常用的统计学符号规定如下：样本代表的总体数为N，样本数为n，平均数为M，标准差为SD，t检验为t，F检验为F，卡方检验为，相关系数为r，显著性为p。以上符号均为斜体。表和图：凡是用文字已经说明的问题，尽量不用表和图。如已用表或图，则文中不必重复其数据，只需摘其要点即可。表和图不要重复表达同一内容。表要求设计科学，简洁明了。一律使用三线表，不用竖线。一般应把自变量作为列，因变量作为行。表格要有表头（即表的标题），置于表格之上，标明表格序号，表格内的统计符号用斜体，数字采用5号Times New Roman字体编排。插图要有图题（即图的标题），置于图形之下。注意将图中的坐标名称、字符、数码标示清楚，并在图下方标出图号及名称。图线名称用汉字。同一个表格或插图不能分两页显示。图需清晰可读。4、讨论首先，讨论是对结果所得原因的解释，需要明确地说明所得研究结果与研究假设相一致还是推翻了研究假设。如果一致则要对产生该结果的原因进行深入解释，并在此基础上进行推论。即将统计所得结果通过逻辑推论上升到理论高度，这需要研究者通过充分运用已经收集到的文献资料，来分析为什么会得出这样的结果，进而得出有关心理机制的科学结论。如果不一致，也要分析原因，通常在假设依据充分的情况下，要考虑是否是由于研究方法问题，导致结果与假设的不一致。其次，讨论部分应该将本研究的结果与其他相关研究的结果进行比较，从而进一步分析二者存在的共同特点和规律，用其他研究的结果支持自己研究的推论。第三，讨论时还应指出研究结果的意义，通常可以针对研究结果的发现，给出相应的应用建议，如教育建议、工作建议等等。最后，讨论还必须对本研究的不足之处、局限性、或可进一步探讨的研究问题有明确的论述。写讨论应注意避免重复结果分析中对数据的说明，尽量不要再出现统计数字；研究结果就是论文的论点，要证明论点应注意避免就事论事，主观推测，论证要拿出充分的理论、研究、及事实论据。5、结论结论是在讨论的基础之上，以简明扼要的文字对研究结果做出高度概括的推论。一般逐条列举出结论，语言表达要明确，不能有含糊不清或模棱两可的含义。结论（结果推论）不能对研究获得的结果进行夸大或缩小，对所提出的假设未能充分证明之处也不要回避。结论中不应再出现具体的统计数字的结果。以上15各部分内容标题采用1；1.1；1.1.1的三级顺序编码制。（六）参考文献最新的心理学论文写作规范废止了参考文献著录”顺序编码制”，而是采用APA“著者-出版年制”。我系参照心理学报参考文献著录格式（著者-出版年制），专门制定了专业本科毕业论文参考文献写作要求。正文中的文献引用：使用著者-出版年引用法（英文文献著者只写英文姓氏，中文文献著者需写全姓名）。作者可