西门子S7200PLC的铁路道口自动控制系统
西门子S7200PLC的铁路道口自动控制系统电气与自动化工程[20200121193835]
摘 要
伴随科学技术和时代的变化的进步，交通工具早已成为当代人工作与发展中不可或缺的一部分。如今我们周围的交通代步工具越来越多，给我们生活和工作都带来了不可忽视的方便。然而，自古以来，在人们的生活中的交通工具，它的目的和功能没有改变。它是快速，准时，安全。而随着火车，轻轨等一系列交通工具的出现，时间准，速度快已经不再是问题了，而要说到的安全，一直有待于提高。所以本次设计就是基于安全的问题上的作业。
所以本设计的主要思路是：以PLCS7-200为核心，编程实现感应，报警，控制各个部分的信号传递，利用组态王实现演示效果要求了解PLC的主要功能，掌握PLC用于自动控制系统的基本操作，了解PLC软件的格式和使用要求，能够用PLC软件编制简单的自动控制程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:PLC功能组态王
目录
第一章 绪论 1
1.1论文背景 1
1.2 系统设计的方案步骤 1
1.3 本设计的主要要求与内容 1
1.3.1下位机PLC部分的主要设计要求 1
1.3.2上位机组态王部分的主要设计要求 2
1.3.3 设计的内容 2
第二章 硬件的设计 3
2.1 系统的硬件 3
2.2 PLC的选型 3
2.3PLC的硬件接线图 4
2.4西门子PLC-200介绍 4
2.4.1 PLC-200简介与 基本工作原理 4
2.4.2 PLC的基本工作原理 5
2.4.3PLC的特点 6
第三章 软件设计 8
3.1 编程语言介绍 8
3.2 程序介绍 9
3.2.1程序流程图 9
3.2.2火车伸缩门设计 10
3.2.3无火车通过时的交通控制程序 12
3.2.4有火车通过时的交通控制程序 14
3.3组态王 16
3.3.1组态王的简介 16
3.3.2组态王的使用 16
3.3.3组态王与PLC通信 17
3.3.4组态王中数据词典的建立 19
3.3.5事件命令语言的编写 20
3.3.6系统组态画面设计 21
第四章 程序的调试 25
4.1硬件调试 25
4.2软件调试 26
结束语 28
参考文献 29
致谢 30
附录 31
第一章 绪论
1.1论文背景
伴随科学技术和时代的变化的进步，交通工具早已成为当代人工作与发展中不可或缺的一部分。如今我们周围的交通代步工具越来越多，给我们生活和工作都带来了不可忽视的方便。
然而，自古以来，在人们的生活中的交通工具，它的目的和功能没有改变。它是快速，准时，安全。而随着火车，轻轨等一系列交通工具的出现，时间准，速度快已经不再是问题了，而要说到的安全，一直有待于提高。
在现代社会中，就城市轨道的交通而言，城市轨道的交通一应成为不可或缺的运输设备，它的存在使得人类的交通更加的方便快捷，而伴随随着城市轨道交通的发展，其弊端也逐渐呈现。
针对以上的情形，无人值守铁路道口的自动控制系统设计对当代人生活就显的极其重要。该控制系统可以实现对火车到来的时间进行设定与记录，并自动检测火车的到来，做到双重保险，并在火车到来时，对各个路口的交通等进行控制，当火车离开后，十字路口的交通灯恢复正常运行。不仅仅完成了铁路到路口的全自动无人看守也做到了公路交通和轨道交通的双重控制与协调，在大大的节约了人力和财力的同时也在一定程度上做到了提高交通运输效率、缓解交通压力的作用。并且可以更好的避免一些具有恶劣影响的交通事故发生。
1.2 系统设计的方案步骤
（1）首先，连线PLC，使用传感器提供的信号。
（2）为PLC编写程序，并且输入PLC当中。
（3）为组态王编写程序，做相应的动态演示画面。
（4）实际调试程序，使得程序能达到控制的要求。
（5）用组态王作为监控系统，监控并控制。
1.3 本设计的主要要求与内容
我的本次设计主要有三部分，概括的讲可以分为伸缩门的设计，交通灯的设计和火车来去时的交通灯设计。伸缩门的设计利用了子程序（见附录），做到时间的写入与记录，并在组态王中设计时钟，方便对应监控，利用伸缩门控制到路口的交通。而交通灯的设计则分为火车未来时的交通灯，此时可以将其看做一普通的十字路口，而火车到来时，对东西方向的交通予以通行，南北方向的交通则禁止通过，来保证火车的顺利通过，同时控制，既节约了时间，又节约了人力物力，而且在降低风险的同时一定程度上缓解交通压力。
1.3.1下位机PLC部分的主要设计要求
PLC控制的程序主要有以下部分：交通灯的控制，火车到来的检测与伸缩门的控制，火车到来时交通灯的变化。做到对火车到来的时间进行设定与记录，并自动检测火车的到来，做到双重保险，并在火车到来时，对各个路口的交通等进行控制，当火车离开后，十字路口的交通灯恢复正常运行。实现公路交通和轨道交通的双重控制与协调，完成铁路道口的全自动无人看守。
1.3.2上位机组态王部分的主要设计要求
（1）设置伸缩门画面：火车伸缩门的控制与其与交通灯的联系。
（2）设置交通灯画面：可以看到火车到来与火车离开时的不同交通灯状态。
（3）设置伸缩门写入时间界面：记录与对照火车到来时间。
（4）每个界面当中都有时钟的显示。
1.3.3 设计的内容
（1）进行传感器选择；
（2）进行PLC-200的选型与所使用I/O进行分配；
（3）写下位机PLC控制程序，并进行调试；
（4）写组态王程序，并进行调试。
（5）调试并利用组态王控制。
第二章 硬件的设计
2.1 系统的硬件
该系统的主要硬件有：（1）西门子PLC控制器；(2)装有组态王软件的电脑，其中PLC的I/O资源配置及选择如图2-1所示：
图2-1I/O资源配置
根据系统和复杂程度的控制要求，对所需的I / O端口进行初步估计。PLC输入输出点是有限的，在PLC控制系统设计的可能遇到的I / O端口数的问题，所以可以选择的I / O点是PLC或增加扩展单元。
2.2 PLC的选型
本设计选择应用西门子PLC200型224xp，它具有14个输入和10个输出数字I / O端口，2输入1输出的模拟I / O端口可以使用。此外，它还可以（1）连接7个扩展模块（2）扩展至最多：168路数字量I/O点，38路模拟量I/O点（3）20K字节程序与数据存储空间可供使用（4）6个独立高速计数器(100KHz)与2个100KHz高速脉冲输出,上述4条都是其特有配置[5]。同时，我们可以利用RS485通信/ 2 PPI通讯协议的编程口通信的MPI通信协议，和自由的方式，操作方便直观的表达结果[5]。
2.3PLC的硬件接线图
本次的毕业论文系统中共用到数字量输入口14个，数字量输出口10个，根据这些要求，结合所学的知识内容，选择西门子公司的S7-200 CPU 224XP AC/DC/RLY 这款PLC自带14个数字量输入、10个数字量输出口，且稳定性高、使用简单方便、价格适中。
下面给出了PLC外部的硬件端子接线图，数字量输入口通过按钮的按下和弹起实现数字来那个的输入通断，数字量输出通过220V交流电接交流接触器的电源两端，当PLC内部程序执行扫描周期有输出信号时，接触器就会闭合，从而达到系统想要达到的要求。如图2-3所示。
摘 要
伴随科学技术和时代的变化的进步，交通工具早已成为当代人工作与发展中不可或缺的一部分。如今我们周围的交通代步工具越来越多，给我们生活和工作都带来了不可忽视的方便。然而，自古以来，在人们的生活中的交通工具，它的目的和功能没有改变。它是快速，准时，安全。而随着火车，轻轨等一系列交通工具的出现，时间准，速度快已经不再是问题了，而要说到的安全，一直有待于提高。所以本次设计就是基于安全的问题上的作业。
所以本设计的主要思路是：以PLCS7-200为核心，编程实现感应，报警，控制各个部分的信号传递，利用组态王实现演示效果要求了解PLC的主要功能，掌握PLC用于自动控制系统的基本操作，了解PLC软件的格式和使用要求，能够用PLC软件编制简单的自动控制程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:PLC功能组态王
目录
第一章 绪论 1
1.1论文背景 1
1.2 系统设计的方案步骤 1
1.3 本设计的主要要求与内容 1
1.3.1下位机PLC部分的主要设计要求 1
1.3.2上位机组态王部分的主要设计要求 2
1.3.3 设计的内容 2
第二章 硬件的设计 3
2.1 系统的硬件 3
2.2 PLC的选型 3
2.3PLC的硬件接线图 4
2.4西门子PLC-200介绍 4
2.4.1 PLC-200简介与 基本工作原理 4
2.4.2 PLC的基本工作原理 5
2.4.3PLC的特点 6
第三章 软件设计 8
3.1 编程语言介绍 8
3.2 程序介绍 9
3.2.1程序流程图 9
3.2.2火车伸缩门设计 10
3.2.3无火车通过时的交通控制程序 12
3.2.4有火车通过时的交通控制程序 14
3.3组态王 16
3.3.1组态王的简介 16
3.3.2组态王的使用 16
3.3.3组态王与PLC通信 17
3.3.4组态王中数据词典的建立 19
3.3.5事件命令语言的编写 20
3.3.6系统组态画面设计 21
第四章 程序的调试 25
4.1硬件调试 25
4.2软件调试 26
结束语 28
参考文献 29
致谢 30
附录 31
第一章 绪论
1.1论文背景
伴随科学技术和时代的变化的进步，交通工具早已成为当代人工作与发展中不可或缺的一部分。如今我们周围的交通代步工具越来越多，给我们生活和工作都带来了不可忽视的方便。
然而，自古以来，在人们的生活中的交通工具，它的目的和功能没有改变。它是快速，准时，安全。而随着火车，轻轨等一系列交通工具的出现，时间准，速度快已经不再是问题了，而要说到的安全，一直有待于提高。
在现代社会中，就城市轨道的交通而言，城市轨道的交通一应成为不可或缺的运输设备，它的存在使得人类的交通更加的方便快捷，而伴随随着城市轨道交通的发展，其弊端也逐渐呈现。
针对以上的情形，无人值守铁路道口的自动控制系统设计对当代人生活就显的极其重要。该控制系统可以实现对火车到来的时间进行设定与记录，并自动检测火车的到来，做到双重保险，并在火车到来时，对各个路口的交通等进行控制，当火车离开后，十字路口的交通灯恢复正常运行。不仅仅完成了铁路到路口的全自动无人看守也做到了公路交通和轨道交通的双重控制与协调，在大大的节约了人力和财力的同时也在一定程度上做到了提高交通运输效率、缓解交通压力的作用。并且可以更好的避免一些具有恶劣影响的交通事故发生。
1.2 系统设计的方案步骤
（1）首先，连线PLC，使用传感器提供的信号。
（2）为PLC编写程序，并且输入PLC当中。
（3）为组态王编写程序，做相应的动态演示画面。
（4）实际调试程序，使得程序能达到控制的要求。
（5）用组态王作为监控系统，监控并控制。
1.3 本设计的主要要求与内容
我的本次设计主要有三部分，概括的讲可以分为伸缩门的设计，交通灯的设计和火车来去时的交通灯设计。伸缩门的设计利用了子程序（见附录），做到时间的写入与记录，并在组态王中设计时钟，方便对应监控，利用伸缩门控制到路口的交通。而交通灯的设计则分为火车未来时的交通灯，此时可以将其看做一普通的十字路口，而火车到来时，对东西方向的交通予以通行，南北方向的交通则禁止通过，来保证火车的顺利通过，同时控制，既节约了时间，又节约了人力物力，而且在降低风险的同时一定程度上缓解交通压力。
1.3.1下位机PLC部分的主要设计要求
PLC控制的程序主要有以下部分：交通灯的控制，火车到来的检测与伸缩门的控制，火车到来时交通灯的变化。做到对火车到来的时间进行设定与记录，并自动检测火车的到来，做到双重保险，并在火车到来时，对各个路口的交通等进行控制，当火车离开后，十字路口的交通灯恢复正常运行。实现公路交通和轨道交通的双重控制与协调，完成铁路道口的全自动无人看守。
1.3.2上位机组态王部分的主要设计要求
（1）设置伸缩门画面：火车伸缩门的控制与其与交通灯的联系。
（2）设置交通灯画面：可以看到火车到来与火车离开时的不同交通灯状态。
（3）设置伸缩门写入时间界面：记录与对照火车到来时间。
（4）每个界面当中都有时钟的显示。
1.3.3 设计的内容
（1）进行传感器选择；
（2）进行PLC-200的选型与所使用I/O进行分配；
（3）写下位机PLC控制程序，并进行调试；
（4）写组态王程序，并进行调试。
（5）调试并利用组态王控制。
第二章 硬件的设计
2.1 系统的硬件
该系统的主要硬件有：（1）西门子PLC控制器；(2)装有组态王软件的电脑，其中PLC的I/O资源配置及选择如图2-1所示：
图2-1I/O资源配置
根据系统和复杂程度的控制要求，对所需的I / O端口进行初步估计。PLC输入输出点是有限的，在PLC控制系统设计的可能遇到的I / O端口数的问题，所以可以选择的I / O点是PLC或增加扩展单元。
2.2 PLC的选型
本设计选择应用西门子PLC200型224xp，它具有14个输入和10个输出数字I / O端口，2输入1输出的模拟I / O端口可以使用。此外，它还可以（1）连接7个扩展模块（2）扩展至最多：168路数字量I/O点，38路模拟量I/O点（3）20K字节程序与数据存储空间可供使用（4）6个独立高速计数器(100KHz)与2个100KHz高速脉冲输出,上述4条都是其特有配置[5]。同时，我们可以利用RS485通信/ 2 PPI通讯协议的编程口通信的MPI通信协议，和自由的方式，操作方便直观的表达结果[5]。
2.3PLC的硬件接线图
本次的毕业论文系统中共用到数字量输入口14个，数字量输出口10个，根据这些要求，结合所学的知识内容，选择西门子公司的S7-200 CPU 224XP AC/DC/RLY 这款PLC自带14个数字量输入、10个数字量输出口，且稳定性高、使用简单方便、价格适中。
下面给出了PLC外部的硬件端子接线图，数字量输入口通过按钮的按下和弹起实现数字来那个的输入通断，数字量输出通过220V交流电接交流接触器的电源两端，当PLC内部程序执行扫描周期有输出信号时，接触器就会闭合，从而达到系统想要达到的要求。如图2-3所示。
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