江苏农林职业技术学院

毕 业 设 计（论 文）

SNL/QR7.5.4-3

基于SIEMENS/S7-300PLC的交通灯设计及其仿真

专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 完成日期

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摘 要

可编程逻辑控制器（英文缩写PLC）是一种可靠和便捷的自动控制元件。通过计算机对微型逻辑处理器进行编程，便可以轻松和可靠地实现自动通信和自动控制。在工控应用领域，PLC因为在结构上简单、编程上便利可行，且控制精度高，所以在工业自动控制领域被得很大面积的使用。本设计论文想要介绍的一种利用Siemens-S7-300PLC做和核心控制单元，来实行十字道口交通红绿灯的有效控制的系统。设计所要实现的主要目标是通过PLC的控制来实现东南西北四个红、黄、绿灯的逻辑化闪亮，以得以控制交通红绿灯。本文采用自顶向下的设计原则通过6个控制计算器在不同时段不同频率下自动控制用于控制8个红绿灯的8个控制器。然后控制程序采用的是功能图表（SFC）、梯形图(LAD)以及指令表(STL)。在最后采用WinCC仿真软件对设计的系统和程序进行了虚拟实验室仿真和调整，试验结果验证了设计和控制程序的可行性。

关键字：可编程逻辑器、S7-300PLC、交通红绿灯、WinCC

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ABSTRACT

Programmable Logic Controller（PLC）is one kind of durable and easy-use automatic control unit. The PLC is applied in large range in industrial control field due to its can be easily design program and with good precision. This paperwork implements the SIMENS-S7-300PLC into controlling the traffic signal lights system. The design specification is to use the S7-300PLC as the ECU for controlling the 8 traffic lighters in four directions. The paperwork conducts the up-down principle and design 6 counters for controlling the 8 lighters in different frequency and different period via the SFC/LAD/STL language. Finally it uses the WINCC for lab-view simulation and validated the whole system and program code is ok for launch.

Keyword：PLC、S7-300PLC、traffic lighters、WINCC

目 录

摘 要 .................................................................................................................................................. 2 ABSTRACT ........................................................................................................................................ 3 1 绪论 .................................................................................................................................................. 1 2 PLC技术介绍 ................................................................................................................................... 2 2.1 PLC的硬件结构 ........................................................................................................................... 2 2.2 PLC的工作原理 ........................................................................................................................... 2 3 系统方案论证 .................................................................................................................................. 4 3.1 设计要求 ...................................................................................................................................... 4 3.2系统设计方案分析 ....................................................................................................................... 4 3.3 PLC选型 ....................................................................................................................................... 5 4 系统硬件设计 ................................................................................................................................ 7 4.1 设计原则 ...................................................................................................................................... 7 4.2 PLC外部连接设计 ....................................................................................................................... 7 4.3 设计要点及注意事项 .................................................................................................................. 8 5 系统程序设计 .............................................................................................................................. 10 5.1系统程序分析 ............................................................................................................................. 10 5.2 梯形图软件设计 ........................................................................................................................ 10 5.3 梯形图所对应的语句表 ............................................................................................................ 16 6 系统检测与调试 ............................................................................................................................ 17 6.WinCC软件的介绍 ......................................................................................................................... 17 6.2 组态画面的建立 ........................................................................................................................ 17 6.3 变量的定义 ................................................................................................................................ 18 6.4仿真并调试 ................................................................................................................................. 19 第7章 结束语 .................................................................................................................................. 22 参考文献 ............................................................................................................................................ 23 答谢辞 ................................................................................................................................................ 24

1 绪论

可编程逻辑控制器Programmable Logical Controller（PLC）的前身是传统的继电器控制器，和传统继电器控制器相比，其二者都具有逻辑控制功能，但PLC具备了可编程功能。PLC的存储器为可编程式存储器，PLC的内部存储器的作用为主要是进行控制器内部控制和外部输出控制。

对于内部控制主要功能为：1、存储用户写入的控制程序；2，执行在程序的控制下相关逻辑计算；3.进行时钟顺序、计算器计算、算数和定时等面向客户的操作指令；

对于外部输出控制，指的是PLC系统作为控制系统，中间需ADC/DAC等模块介入，然后通过中间数字/模拟输入或输出控制器来实行对其他电、气、机械等外部执行部件的控制和调配。

十字路口交通信号灯控制的设计意义重大。十字交通灯处于重要的交通地带，人流量车流量大，若不进行逻辑化系统化的控制容易导致行人和车辆不遵守相应的交通规则，进而引发交通事故。而对于交通灯本身而言，其需要严谨的时序逻辑控制系统作为支撑。在规定的时间内，和正确的时序逻辑下控制交通红黄绿灯依次有条不紊地发生变化，才能够保障十字路口的交通运行的安全性。本设计将会以西门子S7-300型PLC作为总控制器，然后在接下来的章节中详细论述十字路口交通灯的控制原理，控制逻辑、交通信号灯的自动控制系统软硬件设计及其仿真验证系统软硬件的设计可行性。

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