曹陽 王偉* 沈陽工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院

在機(jī)電專業(yè)的教學(xué)中，使用自制的PLC實(shí)驗(yàn)箱來加強(qiáng)理論教學(xué)。理論聯(lián)系實(shí)際，收到良好的學(xué)習(xí)效果。

1.1 什么是PLC

PLC又稱可編程邏輯控制器，是指專為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。

1.2 STEP 7 MicroWin編程軟件與PLC實(shí)驗(yàn)箱

STEP7是西門子公司研發(fā)的一款編程軟件，STEP 7 MicroWin V4.0是針對于S7-200系列的編程，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。使用PLC和24V電源與實(shí)驗(yàn)板(圖1所示)進(jìn)行組裝，就構(gòu)成了自制的PLC實(shí)驗(yàn)箱。

圖1 PLC實(shí)驗(yàn)箱

2 交通燈控制項(xiàng)目

2.1 項(xiàng)目描述

交通燈設(shè)置如下：在十字路口的東，西，南，北裝設(shè)紅，綠，黃燈。交通燈受選擇開關(guān)控制。當(dāng)按下選擇開關(guān)接通時(shí)，交通燈開始工作。

南北紅燈亮并維持30S，東西向路燈亮并維持25S。到25S時(shí)，東西向綠燈閃爍3S，閃爍周期為1S(亮0.5S,熄0.5S)。綠燈閃爍3S后熄滅，東西向黃燈亮，并維持2S。到2S時(shí)，東西向黃燈熄，紅燈亮；同時(shí)南北向紅燈熄，綠燈亮。

東西向綠燈亮的時(shí)長和閃爍時(shí)長等均與南北向相同。如此周而復(fù)始地循環(huán)。當(dāng)選擇開關(guān)斷開時(shí)，所有信號燈熄滅。

2.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

根據(jù)交通燈項(xiàng)目描述要求可知，該系統(tǒng)輸入信號有兩個(gè)：信號啟動(dòng)按鍵SB1和信號停止按鍵SB2。系統(tǒng)共有12個(gè)信號燈需要控制，將南北向綠燈HL1、HL2；南北向黃燈HL3、HL4；南北向紅燈HL5、HL6；東西向綠燈HL7、HL8；東西向黃燈HL9、HL10；東西向紅燈HL11、HL12均并聯(lián)后

圖2 PLC接線圖

兩個(gè)燈共用一個(gè)輸出點(diǎn)，這樣系統(tǒng)的輸出信號僅需6個(gè)。

2.3 PLC選型及外部接線

本系統(tǒng)的輸入、輸出信號較少，選用S7-200 CPU224PLC與輸入/輸出信號的外部接線圖如圖2所示。

2.4 PLC的控制流程圖

2.5 項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)

按流程圖寫出功能表圖，并轉(zhuǎn)化為梯形圖程序。按照要求將計(jì)算機(jī)與PLC實(shí)驗(yàn)箱建立連接，并依據(jù)外部接線圖設(shè)計(jì)編譯梯形圖，如果編譯無誤，將程序下載到PLC中運(yùn)行和調(diào)試。

3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過對PLC控制的十字路口交通燈控制過程的研究，可以將PLC指令學(xué)習(xí)與實(shí)踐緊密結(jié)合，提高對理論的理解和掌握。為PLC在實(shí)際中的具體應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

[1]梅麗鳳.鄭海英.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2011

[2]王永華.現(xiàn)代電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2016。