毕业设计（论文）基于工业以太网（EPA）现场总线控制系统的组态控制设计.doc

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1、2011届 毕 业 设 计（论文）设计（论文）题目 :基于工业以太网（EPA）现场总线控制系统的组态控制设计 子课题题目: 模拟交通灯的控制 姓 名 学 号 所 属 系 自动控制与机械工程 专业年级 电气自动化技术2008级 指导教师 2011 年 05 月摘要经济需要科技的支撑，科技的发展也需要有经济做后盾，近年来，科技的发展体现在各个领域:航空，机械，工程，电子，计算机，汽车，网络。我们进入了数字化的时代，EPA技术在成熟的环境中应运而生。通过工业现场设备开放的网络平台，不仅可以使工业现场设备实现基于以太网的通讯，而且可以使工业现场设备层网络不游离于主流通讯技术之外，并与主流通讯技术同步发

2、展，同时，用以太网现场设备层到控制层、管理层等所有层次网络的“E网到底”,实现工业综合自动化系统各层次的信息高度耦合与集成，推动工业各个领域的技术革新。本文主要通过使用目前国内唯一一个拥有自主知识产权的EPA协议，运用其“与、或、非、定时器、调用子程序”等功能块语言进行编程。实现对模拟交通灯的控制，同时运用北京力控组态软件对控制过程进行组态。实现了通过以太网对实时交通灯的控制。关键词：交通灯;EPA；编程；组态；控制AbstractEconomy needs the support of science and technology, technological development als

3、o need to have financial backing in recent years, the development of technology embodied in the various fields: aviation, machinery, engineering, electronics, computer, automotive, networking. We enter the digital era, EPA technology came into being in a mature environment. Industrial field device t

4、hrough the open network platform, not only the industrial field devices can be Ethernet-based communication, but also the industrial field device level network is not divorced from the mainstream of communications technologies, and the simultaneous development of communication technologies with the

5、mainstream, while field devices using the Ethernet layer to control layer, network management and all levels E network in the end, integrated automation system of industrial information at various levels coupled with a high degree of integration, the promotion of industrial technology innovation in

6、various fields. In this paper, by using the currently the only EPA with independent intellectual property rights agreements, the use of its and, or, not, timer, call the subroutine and function block programming language. To achieve control of the simulation of traffic lights, while the use of force

7、 Beijing control configuration software configuration control process. Achieve real-time Ethernet control of traffic lights.Key words:traffic light； EPA ；programming control； configuration目 录摘要1第一章 绪论51.1简述 EPA51.1.1 EPA背景51.1.2所取成果51.2 EPA研究现状51.3 EPA的特点61.4 EPA的国际地位和发展动态8第二章 EPA及力控的开发平台92.1 EPA产品介

8、绍92.2 PLC_Config编程软件：102.3 编程指令介绍112.4硬件安装122.4.1电源连接：122.4.2通讯线连接：132.5力控组态软件：142.6力控软件的应用：16第三章 编程设计173.1 设计要求：对模块写入程序，实现对交通灯的实时控制。173.1.1设计目的：173.1.2 设计要求：173.1.3 现场总线系统的三级控制模式：183.1.4 控制要求：183.2 PLC_Config工作过程193.3 交通灯硬件电路图：203.4 编程方案的确定：213.4.1顺序功能图3-4：223.5 控制程序：223.5.1主程序：223.5.2自动子程序：233.5.3

9、 手动子程序：263.6 程序调试：28第四章 组 态284.1 参数设置：294.1.1设置I/O点的地址并保存：294.1.2设置本机IP地址294.1.3 对设备（PEC8000）进行配置：304.2绘图并定义变量：324.2.1学习力控组态软件，绘图并定义相关变量。324.3组态调试：33参考文献:34附录：35PEC8000设置参数35特殊寄存器35PEC8000默认参数36致 謝37第一章 绪论1.1简述 EPAEPA(Ethernet For plant Automation ).一种全新的适用于工业以太网现场设备的开放性实时以太网标准。能够运用Etherne、TCP/IP等协议

10、进行工业现场设备间的通信，并在此基础上建立应用于工业现场设备间通信的开放的网络通信平台，将大量成熟的IT技术应用于工业控制系统，利用高效、稳定、标准的以太网和UDP/IP协议的确定性通信调度策略，为适用于现场设备的实时工作建立了一种全新的标准。值得一提的是：它是我国第一个拥有自主知识产权的现场总线控制系统。1.1.1 EPA背景为了改变我国高端科技领域跟踪西方国家研究的现状，在国家“863”计划的支持下，由大连理工大学，清华大学，浙大中控，重庆邮电大学，浙江大学和中国科学院沈阳研究所等十多家单位的科技人员共同制定，并研发的EPA,完善和规范了现场总线控制系统的通信协议。1.1.2所取成果200

11、3年通过了以中科院自动化领域首席院士孙家广院士为首的专家验收.EPA原理样机EPA标准制定”入选“2004年度工控及自动化领域十大新闻1.2 EPA研究现状制定了国家标准用于工业测量与控制系统的EPA通信标准，在此基础上形成的65C/357/NP正式成为国际标准PAS文件IEC/PAS 62409，专家认为“EPA标准”是我国第一个具有自主知识产权的现场总线标准，改变了我国现场总线技术和产品开发一直所处的跟踪研究现状，实现了我国在自动控制领域国际标准零的突破。1.3 EPA的特点 确定性通信EPA系统中，根据通信关系，将控制现场划分为若干个控制区域，每个区域通过一个EPA网桥互相分隔，将本区域

12、内设备间的通信流量限制在本区域内；不同控制区域间的通信由EPA网桥进行转发；在一个控制区域内，每个EPA设备按事先组态的分时发送原则向网络上发送数据，由此避免了碰撞，保证了EPA设备间通信的确定性和实时性。“E”网到底 EPA是应用于工业现场设备间通信的开放网络技术，采用分段化系统结构和确定性通信调度控制策略，解决了以太网通信的不确定性问题，使以太网、无线局域网、蓝牙等广泛应用于工业企业管理层、过程监控层网络的COTS（Commercial Off-The-Shelf）技术直接应用于变送器、执行机构、远程I/O、现场控制器等现场设备间的通信。采用EPA网络，可以实现工业企业综合自动化智能工厂系

13、统中从底层的现场设备层到上层的控制层、管理层的通信网络平台基于以太网技术的统一，即所谓的E（Ethernet）网到底。 采用EPA，可实现工业企业智能工厂中垂直和水平两个方向的信息无缝集成：通过EPA网络通信平台提供的实时数据通信服务，来自不同厂商的现场智能设备和应用程序可以实现信息透明互访和互可操作。采用EPA网络，可以实现智能工厂中从管理层、控制层直至现场设备层等所有网络层基于以太网的信息无缝集成，用户可以在世界的任何地方通过其访问权限，直接通过常用的工具或软件（而不是专用软件）访问智能工厂中的任何一个设备。利用EPA开放网络平台，可以实现传统控制系统（如DCS、PLC）与基于EPA的现场

14、总线控制系统FCS之间的信息无缝集成，使得工业现场设备中的大量控制和非控制信息能够无缝地传递到制造执行层和企业管理层系统，通过信息集成创新技术、数据综合利用技术、数据增值挖掘技术等，对工业企业生产全过程实现高效智能化管理。互可操作 与传统的4-20mA标准不同，工业数据通信网络不仅要解决信号的互通和互连，更需要解决信息的互通问题，即信息的互相识别、互相理解和互可操作。所谓信号的互通，即两个需要互相通信的设备所采用的通信介质、信号类型、信号大小、信号的输入/输出匹配等几方面的参数符合同一标准，即物理层标准。在此基础上，采用统一的数据链路层协议，不同的设备就能连接在同一网络上实现互连。开放性EPA

15、标准完全兼容IEEE802.3、IEEE802.10、IEEE802.11、IEEE802.15以及UDP（TCP）/IP等协议，采用UDP协议传输EPA协议报文，以减少协议处理时间，提高报文传输的实时性。为确保EPA系统运行的可靠性，EPA标准中还针对工业现场应用环境，增加了媒体接口选择规范与线缆安装导则。商用通信线缆（如五类双绞线、同轴线缆、光纤等）均可应用于EPA系统中，但必须满足工业现场应用环境的可靠性要求，如使用屏蔽双绞线代替非屏蔽双绞线。EPA网络支持其他以太网/无线局域网/蓝牙上的其他协议（如FTP、HTTP、SOAP，以及MODBUS、ProfiNet、Ethernet/IP协

16、议）报文的并行传输。这样，IT领域的一切适用技术、资源和优势均可以在EPA系统中得以继承。分层的安全策略对于采用以太网等技术所带来的网络安全问题，EPA标准规定了从企业信息管理层、过程监控层和现场设备层三个层次，采用分层化的网络安全管理措施。EPA现场设备采用特定的网络安全管理功能块，对其接收到的任何报文进行访问权限、访问密码等的检测，使只有合法的报文才能得到处理，其他非法报文将直接予以丢弃，避免了非法报文的干扰。在过程监控层，采用EPA网络对不同微网段进行逻辑隔离，以防止非法报文流量干扰EPA网络的正常通信，占用网络带宽资源。对于来自于互联网上的远程访问，则采用EPA代理服务器以及各种可用的

17、信息网络安全管理措施，以防止远程非法访问。冗余 EPA支持网络冗余、链路冗余和设备冗余，并规定了相应的故障检测和故障恢复措施，如设备冗余信息的发布、冗余状态的管理、备份的自动切换等。1.4 EPA的国际地位和发展动态 由中国科技人员提出的EPA标准日前经IEC/SC65C(国际电工理事会)具有投票权的国家成员投票，95.8%的国家赞成EPA作为公共可用规范(IEC)发布，这就意味着EPA将以IEC官方文件的形式由IEC中央办公室正式发布。同时，这也标志着EPA标准化工作已正式得到国际承认。公共可用规范PAS是一种标准化文本，它代表了IEC标准化专家们的一致意见，只需得到简单多数(50%)的投票

18、国家同意，即可发布。PAS是IEC为了响应市场对该标准化文本的紧急需求而设计的一种标准形式，以便将工业领域相关组织的工作引入到IEC。根据IEC/SC65C工作计划，为了使现场总线国际标准能够反应实时以太网技术的发展，IEC/SC65C已决定于2005年启动IEC61158(第四版)的修订，此次修订将从结构和内容两方面着手，在现有十种类型的基础上，增加已接收的EPA等实时以太网协议。该修订工作将于2007年8月形成FDIS(国际标准最终草案)，EPA工作组下一步工作将致力于完成IEC61784 CPF14的补充工作，最终目标是使EPA成为IEC61158标准.工业以太网技术是当今自动化领域发展

19、的热点之一。它的出现，标志着工业控制技术领域又一新时代的开始。EPA标准作为我国的工业以太网标准，也是我国迄今为止首个被国际标准化组织接收和发布的工业自动化标准，实现了我国工业自动化领域国际标准零的突破。考虑到EPA控制网络是未来的应用方向，而当前这项技术还没得到真正的成熟应用，所以研究EPA通信的相关技术具有重要的现实意义。基于工业以太网（EPA）现场总线控制系统从技术上，证明了以太网应用于工业控制现场设备级通信的可行性； EPA系统应用行业广泛，具有广阔的推广应用前景； 促进了我国工业数据通信方面的研究，改变了跟踪研究的现状;改变了现场总线技术开发难度大、技术要求高、难以产业化的局面，推动

20、了我国工业自动化仪表与控制系统产品的研究开发。工业以太网（EPA）现场总线控制系统基于工业以太网技术，拥有我国自主知识产权工业标准“用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范”（GB/T20171-2006）。EPA将以太网、无线局域网、蓝牙、XML等信息技术成功应用于工业控制领域现场设备间的通信，为工业企业综合自动化信息集成提供了开放的网络平台，通过该平台，不仅可以使工业现场设备（如现场控制器、变送器、执行机构等）实现基于以太网的通信，而且可以使工业现场设备层网络不游离于主流通信技术之外，并与主流通信技术同步发展，同时，用以太网现场设备层到控制层、管理层等所有层次网络的E网到底，实现工

21、业企业综合自动化系统各层次的信息无缝集成，推动工业企业的技术改造和提升、加快信息化改造进程。第二章 EPA及力控的开发平台2.1 EPA产品介绍以太网可编程控制器PEC8000，具有1个以太网接口，2个RS485接口，可以通过以太网组成控制系统，也可以通过RS485接口连接Modbus设备。PEC8000支持IEC61131-3功能块和梯形图编程，自主开发的编程软件PLC_Config可以对EPA网络设备和Modbus网络设备进行统一的编程和管理。PEC7000也同时支持Modbus/TCP和Modbus/UDP协议，与现有的人机界面软件可以直接相连。自主开发的可编程控制器DIO3000，具有

22、2个RS485接口，支持IEC61131-3功能块和梯形图编程。DIO3000同时支持ModbusRTU/ASCII协议，具有24路DI（2路高速DI）、16路DO（2路高速DO）、2路AO。温度控制模块TAC6000，具有8路AI、3路DI和9路DO以及1个RS485接口；能够以PWM方式实现多路控温，具有PID和模糊控温方式，并具有控制参数自整定功能；支持IEC61499功能块组态编程。DIO2000是可编程序开关量控制器，具有23路DI、12路DO和1个RS485接口，支持IEC61131-3功能块方式编程EPA系列可编程控制器基于IEC61131-3编程标准，可以应用于各种自动化控制系

23、统。该系列产品结构紧凑，可扩展性强，指令集丰富，既可以单独进行工作，也可以同其他产品配合组成控制系统，灵活的配置可为各种自动化控制系统提供理想的解决方案。技术指标和特点 ：本控制器是一种集工业以太网、MB+高速总线、Modbus标准总线、无线ZigBee通讯为一体的产品，具备如下特点： l 支持基于EPA标准的高速工业以太网，同时支持Modbus TCP/UDP协议，具有开放性，可与各种组态软件互联 支持速率高达1M bits/s的MB+总线，网络通讯具有毫秒级响应速度 支持基于RS485接口的标准Modbus协议，可以与第三方设备连接 EPA、MB+、Modbus、ZigBee网络自由组合，

24、轻松实现无限点I/O自由组态 编程软件PLC_Config支持功能块，可对网络中设备统一编程，实现分布式控制 模入模出、开入开出组合模块化设计，每个模块既可单独工作，也可通过网络互互连组成控制系统，现场应用方便灵活。2.2 PLC_Config编程软件： PLC_Config编程软件为您管理控制器及其从设备、开发程序、监视变量等提供了良好的环境，目前PLC_Config可以通过以太网或RS485两种通讯方式和本系列产品相连接。 PLC_Config界面如下图2-1所示：图2-1PLC_Config界面PLC_Config软件包是基于Windows的应用软件，它支持32位的Windows2000

25、、Windows XP和Windows NT等使用环境。使用PLC_Config时，应至少具有以下的条件： 1.一台PC机，CPU为Pentium III或更高的处理器，128M内存； 2.VGA显示器，或Microsof 1024X768及以上）t Windows支持的其他显示器（分辨率 3.至少50M的硬盘空间 4.Windows 2000 、Windows NT或Windows XP系列操作系统 5.鼠标2.3 编程指令介绍在编程过程中主要用到了以下功能块：“与”功能块：当两个输入同时为真时输出为真，否则为假。“或”功能块：当两个输入同时为假时输出为假，否则为真。“输出 ”功能块： 当输

26、入为真时输出也为真。置位功能块：当输入为真时将置位从初始位开始的后N位。复位功能块：当输入为真时将复位从初始位开始的后N位。调用子程序功能块：当EN的输入为真时将调用SBR-n前面序号所对应的子程序。定时器功能块：等。定时器说明： （1） 所有定时器(T0T127)均可以配置为以下3种定时器，通过标号区分。 （2） 所有定时器均以100ms为时基，其中T80T119可以通过配置SMW59为1将时基缩短为10ms。 （3） T124、T125、T126、T127支持定时器中断。 （4） 定时器符号T在位操作时为定时器到达标志位，字操作时为当前计时数值，使用时会自动进行区分。 2.4硬件安装 2.

27、4.1电源连接： 图2-2电源连接在设备底端侧面的V+和V-接入930V内合适的直流电源，上电后即可完成对设备的供电。 2.4.2通讯线连接： 编程线缆分为以太网和串口两种方式进行连接。 （1） 如果您使用以太网方式对本产品编程，则使用随产品附带的以太网通讯线缆即可，一头连接产品的以太网接口，另一头连接以太网交换机或PC机的网络接口如图2-3：连接产品一端 连接交换机或PC机 图2-3网络接口以太网编程线缆您也可以自行制作，水晶头一端按照EIA/TIA 568B标准制作，从左到右线序如图2-4：图2-4以太网编程线缆从左到右线序另一端按照下图2-5所示的颜色和端子标识连接即可图2-5以太网编程

28、线缆的颜色和端子标识2.5力控组态软件：从1993年至今，力控监控组态软件为国家经济建设做出了应有贡献，在石油、石化、化工、国防、铁路（含城铁或地铁）、冶金、煤矿、配电、发电、制药、热网、电信、能源管理、水利、公路交通（含隧道）、机电制造、楼宇等行业均有力控软件的成功应用，在国外，力控的多国语言版在荷兰、苏丹、埃及、印度尼西亚、香港、马来西亚、孟加拉国、缅甸、台湾也都有应用实例，力控监控组态软件已经成为民族工业软件的一棵璀璨明星。力控系列软件以计算机为基本工具，为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在过程监控中发挥了核心作用，可以帮助企

29、业消除信息孤岛，降低运作成本，提高生产效率，加快市场反应速度。主要特点：ForceControl6.1监控组态软件是力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是力控科技全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台,产品面向. NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法，与力控早期产品相比，ForceControl6.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG

30、、CAD等）的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量。支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ActiveX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板，报表文件格式兼容Excel工作表文件，支持图表显示自动刷新，可输出多种文件格式： Excel、TXT、PDF、HTML、CSV等。互联网时代的骄傲：提供在Internet/Intranet上通过IE浏览

31、器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯；面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证对多国语言版的快速支持与服务；力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML、OPC、ODBC、OLE DB等接口方式进行互连，保证生产数据实时地传送到以上系统内。强大的移动网络：支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯,力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解

32、决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯费用。完整的网络冗余及软件容错解决方案：作为民族产业的大型SCADA、DCS软件，力控软件支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器（双机）冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。 力控软件支持控制设备冗余如SIEMENS公司的S7400H,GE的GE9070系列PLC的冗余模式，支持普通的232、485、以太网等控制网络的冗余，支持控制硬件的软冗余切换和硬冗余切换。稳定的通讯处理：支持通过RS232、RS422、RS485、电台、电话轮循拨号、以太网、移动GPRS、CDMA

33、、GSM网络等方式和设备进行通讯。 支持主流的DCS、PLC、DDC、现场总线、智能仪表等1000多种厂家设备的通讯。支持离线诊断，在开发环境下可以诊断是否正常通讯。支持不同协议的设备在一条通讯链路进行通讯。力控软件，每一个实际的应用案例称作工程。工程包含数据库、I/O设备、人机界面、网络应用等组态和运行数据。每个力控工程的数据文件都存放在不同的目录下，这个目录又包含多个子目录和文件。2.6力控软件的应用：使用力控，可能同时保存多个力控工程。力控工程管理器实现了对多个力控工程的集中管理。工程管理器的主要功能包括：新建工程、删除工程，搜索指定路径下的所有力控工程，修改工程属性，工程的备份、恢复，

34、切换到力控开发系统或运行系统等。工程管理器还实现了力控常用工具软件的集中管理。力控Web Server是力控软件产品家族中的成员之一，它是为企业在创建基于Internet/Intranet的网络信息门户时提供软件解决方案，有了Web Server，即使您远离现场，通过企业的Intranet网络，您可以在任何一个科室的工作站上用标准的浏览器浏览工厂的生产过程；而通过Internet，无论在世界的任何地方，Web Server都可以让您轻松地查看所有的生产信息。组织现场调度会议，或对操作人员和工程师进行培训。客户端工作站是一个完全的“瘦”客户端，客户端不需要特殊的驱动程序或支持软件。只要您的客户端

35、工作站已经连接到了Internet或Intranet上，在浏览器上输入Web服务器的网络地址，就可以开始实时地浏览现场生产过程。运行Web Server的服务器即成为一台Web服务器，并可以发布从HMI的过程画面转换而来的Web文档。企业用户可以利用企业现有的网络软、硬件资源，无需增加其它的硬件成本，Web Server支持公司内部局域网、广域网、企业专线和Modem拨号等多种连接方式的网络结构。第三章 编程设计3.1 设计要求：对模块写入程序，实现对交通灯的实时控制。3.1.1设计目的：基于工业以太网（EPA）现场总线控制系统，使用组态设计，实现对模拟交通灯的控制。3.1.2 设计要求：1.

36、基于工业以太网（EPA）现场总线控制系统，构建如下图3-1所示EPA现场总线控制系统;2.组态EtherNet/IP;3添加I/O模块及设备网络扫描系统；4.离线/在线组态设备网；5.实现对模拟交通灯的控制；6.编写组态过程说明书。图3-1以太网（EPA）现场总线控制系统3.1.3 现场总线系统的三级控制模式： 最底层为实时数据采集层：使用标准的Modbus总线，主要负责对现场数据的采集，产生一些必要的实时报表，逾限报警记录以及一些实时曲线记录。 中间层为监控层：过程监控层采用EPA工业以太网，主要用于控制室仪表、装置以及人机接口之间的连接。根据EPA控制网络的拓扑结构及其特点，结合过程监控层

37、EPA工业以太网网段和现场设备层Modbus总线的连接对整个现场数据进行监控，确保系统安全稳定高效运行。 最顶层为管理层：主要是用于信息管理，通过以太网进行连接，便于管理层对工业现场的实时数据进行了解，为管理层的决策提供实时数据。3.1.4 控制要求：1. 模拟在十字路口交通信号灯控制，在实验模块内完成控制。2. 交通灯分两组控制规律相同，工作时序如下表1：表1交通灯控制规律启动开绿1亮20秒闪烁3秒灭灭灭灭黄1灭灭亮2秒灭灭灭红1灭灭灭亮亮亮绿2灭灭灭亮20秒闪烁3秒灭黄2灭灭灭灭灭亮2秒红2亮亮亮灭灭灭3.2 PLC_Config工作过程控制器将程序和物理输入输出点联系起来，通过您编写的逻

38、辑程序来完成相应的控制。控制器周而复始的执行一系列任务，任务循环执行一次称为一个扫描周期，每个扫描周期包括如下任务：图3-2扫描周期扫描周期中执行的任务依赖于控制器操作的模式，控制器有三种操作模式：停止模式、运行模式、调试模式。停止模式和运行模式的主要区别是停止模式的时候不运行用户程序只执行I/O操作，而运行模式则运行用户程序且进行I/O操作。调试模式则是根据用户调试程序时的需要运行程序和I/O操作。 读输入：每次扫描周期开始时，先读控制器物理输入点（包括数字量和模拟量）到当前输入映像寄存器，然后把定时刷新从设备输入点（包括数字量和模拟量）的值写入到本地的输入映像寄存器中，这些状态保存在控制器

39、内部输入映像寄存器的指定位置。执行用户程序：在扫描周期的执行程序阶段里，控制器执行程序是从程序第一条指令开始，直到程序的最后一条指令结束。在程序过程中，如果有立即输出指令则对物理输出点直接输出。如果在程序中使用了中断程序或子程序，中段程序或子程序将作为程序的一部分被存储，而不作为正常扫描周期的一部分来执行，只有当中断事件触发或子程序调用时才执行相关的程序。处理通讯请求：在扫描周期的信息处理阶段，控制器处理串行通讯从端口或以太网接收到的信息， 并把通讯缓冲区中与扩展设备的通信指令通过串行通讯主端口发送出去。 控制器自诊断：当扫描周期执行到此阶段，控制器会自动侦查程序及通讯运行的错误。写输出：在每

40、个扫描周期的结尾，控制器会把刷新后的输出映像寄存器（包括数字量和模拟量），送给相应的物理输出点，并把扩展设备的输出映像寄存器的值通过相应串行通讯通信主端口发送给扩展设备。3.3 交通灯硬件电路图：图3-3交通灯的系统的硬件电路图3.4 编程方案的确定：由控制要求可知要实现手动和自动两种控制方式，可以通过一个主程序来调用手动和自动的子程序。并且把手动按钮和自动按钮分别作为调用子程序的使能端，从而调用各自的子程序。 并且手动程序可以采用立即输出，即当运行到手动程序时，按任何一个键就立即输出它所对应的信号。使用置位复位的编程方法：我使用的PEC8000，它里面包含了置位和复位的功能块编程语言，使用起

41、来也方便。编程思路如下:当按下自动按钮时，主程序开始调用自动子程序，这时置自动子程序第一步为活动步，同时定时器开始定时，定时时间到置下一步为活动步同时复位上一步，这样顺序执行到最后一步，把最后一步做为第一步置位，这样程序就自动循环工作。直到按下手动按钮再跳转到手动子程序。这种方法简单明了，上下连接紧凑，并且PEC8000提供了编程所需的所有功能块和实例。系统输入分配表：系统输入分配输入代号控制的交通灯地址说明I0.00手动开关I0.1G1、G3、G51南北绿灯 I0.2 R1、R3、R52南北红灯I0.3G2、G4、G63东西绿灯I0.4R2、R4、R64东西红灯I0.55自动开关系统输出分配

42、表：系统输出分配输出代号控制的交通灯地址说明Q0.0G1、G3、G516705南北绿灯Q0.1Y116706南北黄灯Q0.2R116707南北红灯Q0.3G2、G4、G616708东西绿灯Q0.4Y216709东西黄灯Q0.5R216710东西红灯Q0.6R4 R616711南北人行红灯Q0.7R3 R5 16712东西人行红灯表33.4.1顺序功能图3-4：图3-4顺序功能图3.5 控制程序：3.5.1主程序： 首先选择“或”功能块和“与”功能块，其中SM0.1为初始化脉冲，中间变量M0.6为调用子程序1即自动程序的使能端，系统启动M0.6就得电，程序就自动跳转到自动子程序，I0.5为自动按

43、钮，按下它程序也立即跳转到自动子程序。 程序段3、4、5属于手动控制转换程序，当按下I0.0时，采用立即复位指令将自动程序的所有输出复位，同时指令跳转到手动子程序，程序段4中的M0.7起到自锁的作用。M0.7得电以后自动调用第2段，即手动程序。3.5.2自动子程序： 自动程序1-18段：SM0.1为初始化脉冲，中间继电器M0.0得电后，T0开始计时，20秒后，置位下一步M0.1,复位M0.0。T1得电，开始计时3秒，再置位M0.2,复位M0.1。之后T2的电，计时2秒，依次重复到18段。 程序19-26段：在中间变量M0.0得电时，南北绿灯亮，M0.1的时间段内，给秒脉冲SM7.0,南北绿灯闪

44、烁,M0.2立即输出Q0.1(南北黄灯)：中间变量M0.3-M0.4-M0.5输出Q0.2和Q0.6(南北红灯和南北人行红灯)：M0.3和M0.4得电时，输出Q0.3,同时在M0.4的一步加上秒脉冲SM7.0,东西绿灯闪烁3秒，M0.5立即输出Q0.4(东西黄灯)：M0.0-M0.1-M0.2输出Q0.5和Q0.7(东西红灯和东西人行红灯)，两次绿灯闪烁时也输出Q0.6、Q0.7。3.5.3 手动子程序： 按下任何一颗键，都会有相应的输出，并会形成自锁。3.6 程序调试： 效果图3-1 首先连接好硬件，对编写的程序进行校对，理清思路，然后通过编译没有错再进行链接最后上载到PEC8000进行运行

45、。通过对程序的监视对运行过程进行跟踪，检查程序运行结果和所有控制的时序是否一致。假如发现运行结果与所要控制的不一致，首先检查硬件I/O口是否连接正确，确定无误再通过对程序运行过程的监视进行分析程序的执行。通过不断地调试发现问题再解决。不断完善程序，最终达到控制要求。第四章 组 态通过前面已经编好的程序调试成功后，接下来我在本章就着重阐述整个组态过程以及系统的总调。4.1 参数设置：4.1.1设置I/O点的地址并保存：图4-1I/O设置4.1.2设置本机IP地址：设置Web服务器的的界面，将预先设定好的本机IP地址作为Web服务器和数据服务器IP地址如图4-2。图4-2本机配置设置Web服务器的的界面，将预先设定好的本机IP地址作为Web服务器和数据服务器IP地址如图4-3：图4-3Web服务器配置4.1.3 对设备（PEC8000）进行配置： 首先第一步对设备地址进行设置如图4-4，也就是开始使用时的初始设置地址。图4-4设备配置第一步然后第二步就是将设备IP地址和本机地址及端口号进行配置图4-5，设备端口号可以从设备属性中查询：图4-5设备配置第二步图4-6设备配置第三步4.2绘图并定义变量：4.2.1学习力控组态软件，绘图并定义相关变量。首