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6ES7352-1AH02-0AE0参数详细

交通灯控制系统是一个老掉牙的问题,各种方式的控制系统也不断产生。随着我国经济建设的不断发展,城市化进程不断加强,机动车辆也不断增多,交通信号控制功能不断扩展,其控制效率要求不断**。基于的交通灯控制系统能把plc的软硬件系统功能强大、可靠性好,逻辑编程方法简单,易于开发复杂控制系统、有丰富的扩展模块和联网能力和应用范围十分广泛的特点结合起来,使系统易于实现。

如图1是交通灯系统启动时,红、绿、黄灯按一定时序轮流发亮。首先东西绿灯亮,维持25s,同时南北红灯也亮,并维持30s,到了25s时,东西绿灯闪亮,闪亮周期为1s,闪亮3s后熄灭,东西黄灯亮,并维持2s。到2s时,东西黄灯熄、红灯亮,同时南北红灯熄,绿灯亮。南北绿灯亮维持25s, 东西红灯亮维持30s。到25s时,南北绿灯闪亮3s后灭,南北黄灯亮,并维持2s。到2s时,南北黄灯熄、红灯亮,同时东西绿灯亮,开始下一周期的动作。

图1 十字路口交通灯示意图

根据十字路口交通信号灯的控制要求,可作出信号灯的控制时序图如图2

图2 交通信号灯控制的时序图

本任务是用基本指令来实现十字路口交通灯控制。这是一个时序控制过程。十字路口南北向以及东西向均设有红、黄、绿三只信号灯,六只灯按一定的时序循环往复工作。所以本任务的关键是要用机内器件将信号灯状态变化的“时间点”表示出来。分析时序图,找出信号灯状态发生变化的每个“时间点”,并安排相应的器件如表1所示。

表1 时间点及实现方法

一、系统的硬件设计

根据信号灯的控制要求,本任务所用的器件有:起动按钮sb1 ,停止按钮sb2 ,红黄绿色信号灯各四只。

1、系统元件i/o分配表

表2 i/o分配表

2、绘制plc硬件接线图及硬件连接

根据i/o分配,绘制plc硬件接线图,如图3所示。项目实施过程中,按照此接线图连接硬件。注意不同型号plc对输入/输出接口电路的要求是不同的,应根据实际情况匹配不同的电源,并根据电源选择外部器件。

图3 十字路口交通灯控制plc接线图

二、系统的软件设计

本任务的具体实现梯形图由读者自行完成。

设计提示:

1、依表3-1所列器件及方式绘出各“时间点”形成所需支路。这些支路是依“时间点”的先后顺序绘出。

2、以“时间点”为工作条件绘出各信号灯的输出梯形图。

3、为了实现交通信号灯的启停控制,在梯形图上增加主控环节。作为一个循环的结束,第二个循环开始控制的t7的常闭触点也作为条件串入主控指令中。

三、系统调试运行

1、按照图3连接好plc的输入和输出;

2、输入设计好的梯形图,并将程序下载到plc。

3、将plc运行开关打到run,运行程序。

5、操作控制按钮,观察运行结果。

6、分析程序运行结果,编写相关技术文件。

一、开放系统互连模型

为了实现不同厂家生产的智能设备之间的通信,化组织iso提出了如图1所示开放系统互连模型osi(open system interconnection),作为通信网络化的参考模型,它详细描述了软件功能的7个层次。七个层次自下而上依次为:物理层、数据链路层、网络层、传送层、会话层、表示层和应用层。每一层都尽可能自成体系,均有明确的功能。

图1开放系统互连(osi)参考模型

1.物理层(physical layer)

物理层是为建立、保持和断开在物理实体之间的物理连接,提供机械的、的、功能性的和规程的特性。它是建立在传输介质之上,负责提供传送数据比特位“0”和“1”码的物理条件。同时,定义了传输介质与网络接口卡的连接方式以及数据发送和接收方式。常用的串行异步通信接口标准rs-232c、rs-422和rs-485等就属于物理层。

2.数据链路层(databbbb layer)

数据键路层通过物理层提供的物理连接,实现建立、保持和断开数据链路的逻辑连接,完成数据的无差错传输。为了保证数据的可靠传输,数据链路层的主要控制功能是差错控制和**控制。在数据链路上,数据以帧格式传输,帧是包含多个数据比特位的逻辑数据单元,通常由控制信息和传输数据两部分组成。常用的数据链路层协议是面向比特的串行同步通信协议----同步数据链路控制协议/数据链路控制协议(sdlc/hdlc)。

3.网络层(network layer)

网络层完成站点间逻辑连接的建立和维护,负责传输数据的寻址,提供网络各站点间进行数据交换的方法,完成传输数据的路由选择和信息交换的有关操作。网络层的主要功能是报文包的分段、报文包阻塞的处理和通信子网内路径的选择。常用的网络层协议有x.25分组协议和ip协议。

4.传输层(transport layer)

传输层是向会话层提供一个可靠的端到端(end-to-end)的数据传送服务。传输层的信号传送单位是报文(message),它的主要功能是**控制、差错控制、连接支持。典型的传输层协议是因特网tcp/ip协议中的tcp协议。

5.会话层(session layer)

两个表示层用户之间的连接称为会话,对应会话层的任务就是提供一种有效的方法,组织和协调两个层次之间的会话,并管理和控制它们之间的数据交换。网络下载中的断点续传就是会话层的功能。

6.表示层(presentation layer)

表示层用于应用层信息内容的形式变换,如数据加密/解密、信息压缩/解压和数据兼容,把应用层提供的信息变成能够共同理解的形式。

7.应用层(application layer)

应用层作为参考模型的高层,为用户的应用服务提供信息交换,为应用接口提供操作标准。七层模型中所有其它层的目的都是为了支持应用层,它直接面向用户,为用户提供网络服务。常用的应用层服务有邮件(e-mail)、文件传输(ftp)和web服务等。

osi7层模型中,除了物理层和物理层之间可直接传送信息外,其它各层之间实现的都是间接的传送。在发送方计算机的某一层发送的信息,必须经过该层以下的所有低层,通过传输介质传送到接收方计算机,并层层上送直至到达接收方中与信息发送层相对应的层。

osi 7层参考模型只是要求对等层遵守共同的通信协议,并没有给出协议本身。osi 7层协议中,高4层提供用户功能,低3层提供网络通信功能。

二、ieee802通信标准

ieee802通信标准是ieee(国际与电子工程师学会)的802分委员会从1981年至今颁布的一系列计算机局域网分层通信协议标准草案的总称。它把osi参考模型的底部两层分解为逻辑链路控制子层(llc)、媒体访问子层(mac)和物理层。前两层对应于osi模型中的数据链路层,数据链路层是一条链路(bbbb)两端的两台设备进行通信时所共同遵守的规则和约定。

ieee802的媒体访问控制子层对应于多种标准,其中常用的为三种,即带冲突检测的载波侦听多路访问(csma/cd)协议、令牌总线(token bus)和令牌环(token ring)。

1.csma/cd协议

csma/cd(carrier-sense multiple access with collision detection)通信协议的基础是xerox公司研制的以太网(ethernet),各站共享一条广播式的传输总线,每个站都是平等的,采用竞争方式发送信息到传输线上。当某个站识别到报文上的接收站名与本站的站名相同时,便将报文接收下来。由于没有专门的控制站,两个或多个站可能因同时发送信息而发生冲突,造成报文作废,因此必须采取措施来防止冲突。

发送站在发送报文之前,先监听一下总线是否空闲,如果空闲,则发送报文到总线上,称之为“先听后讲”。但是这样做仍然有发生冲突的可能,因为从组织报文到报文在总线上传输需一段时间,在这一段时间内,另一个站通过监听也可能会认为总线空闲并发送报文到总线上,这样就会因两站同时发送而发生冲突。

为了防止冲突,可以采取两种措施:一种是发送报文开始的一段时间,仍然监听总线,采用边发送边接收的办法,把接收到的信息和自己发送的信息相比较,若相同则继续发送,称之为“边听边讲”;若不相同则发生冲突,立即停止发送报文,并发送一段简短的冲突标志。通常把这种“先听后讲”和“边听边讲”相结合的方法称为csma/cd,其控制策略是竞争发送、广播式传送、载体监听、冲突检测、冲突后退和再试发送;另一种措施是准备发送报文的站先监听一段时间,如果在这段时间内总线一直空闲,则开始作发送准备,准备完毕,真正要将报文发送到总线上之前,再对总线作一次短暂的检测,若仍为空闲,则正式开始发送;若不空闲,则延时一段时间后再重复上述的二次检测过程。

2.令牌总线

令牌总线是ieee802标准中的工厂媒质访问技术,其编号为802.4。它吸收了gm公司支持的map(manufacturing automation protocol,即制造自动化协议)系统的内容。

在令牌总线中,媒体访问控制是通过传递一种称为令牌的特殊标志来实现的。按照逻辑顺序,令牌从一个装置传递到另一个装置,传递到后一个装置后,再传递给个装置,如此同而复始,形成一个逻辑环。令牌有“空”、“忙”两个状态,令牌网开始运行时,由指定站产生一个空令牌沿逻辑环传送。任何一个要发送信息的站都要等到令牌传给自己,判断为“空”令牌时才发送信息。发送站首先把令牌置成“忙”,并写入要传送的信息、发送站名和接收站名,然后将载有信息的令牌送入环网传输。令牌沿环网循环一周后返回发送站时,信息已被接收站拷贝,发送站将令牌置为“空”,送上环网继续传送,以供其它站使用。如果在传送过程中令牌丢失,由监控站向网中注入一个新的令牌。

令牌传递式总线能在很重的负荷下提供实时同步操作,传送效率高,适于频繁、较短的数据传送,因此它适合于需要进行实时通信的工业控制网络。

3.令牌环

令牌环媒质访问方案是ibm开发的,它在ieee802标准中的编号为802.5,它有些类似于令牌总线。在令牌环上,多只能有一个令牌绕环运动,不允许两个站同时发送数据。令牌环从本质上看是一种集中控制式的环,环上必须有一个中心控制站负责网的工作状态的检测和管理。


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