罗克韦尔实验室基于PLC的交通信号控制综合设计-教材.ppt

《罗克韦尔实验室基于PLC的交通信号控制综合设计-教材.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《罗克韦尔实验室基于PLC的交通信号控制综合设计-教材.ppt（62页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、华中科技大学控制科学与工程系HUST 罗克韦尔实验室,基于PLC的交通信号控制综合设计,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,基于PLC的交通信号控制综合设计,教学大钢,实验任务及目的,相关预备知识,实验要求,实验内容,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,教学大钢,课程类别：必修实验学时：20,实验学分：1.5配套教材 基于PLC的交通信号控制课程设计实验指导书 黄为等，自编教材,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,实验任务及目的,本实验课目的：通过实验，使同学们在可编程控制器的软、硬件方面得到综合的学习和锻炼，从而提高其动手能力、综合设计能力及创新能力。本实

2、验课任务：1、对Allen-Bradley公司的SLC系列产品，特别是 微型可编程控制器有深入的了解。2、学会操作Rslogix500软件包。学会使用Rslinx软件包，对系统进行组态及通信。3、学习可编程控制器的基本指令的功能及应用。4、通过编程运行来实现单个十字路口交通控制情况的模拟。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,相关预备知识,实验室硬件概述,软件RSLinx介绍,软件RSLogix500介绍,软件RSView32介绍,部分指令介绍,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,实验室硬件概述,约定：基本单元上的端口号为“0/”，扩展模块1上的端口号为“1/”，扩展模

3、块2上的端口号为“2/”.,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,实验室硬件概述,数据文件包含与控制器、外部I/O 有关的状态信息以及与梯形程序指令有关的其他数据。如下表：,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,实验室硬件概述,处理器输出端口电压口与输出口的配置形式：,MicroLogix1200,MicroLogix1500,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLinx 介绍,RSLinx是在Microsoft WinNT、Win95以及Win98操作系统下建立所有通信方案的工具。它为A-B的可编程控制器与各种Rockwell Software及A-B

4、应用软件，如RSLogix5/500、RSView32等然间之间建立通信联系。启动RSLinx后，应用程序窗口包括标题栏、菜单栏、工具栏、以子窗口打开的应用程序工作区(RSWho、诊断等)以及一个状态栏，如下图所示。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLinx 介绍,配置驱动器 选择Communications菜单中的Configure Drivers，得到界面如下图所示 从“有效驱动器类型”的下拉列表框中选择所需的类型。实验中控制器与PC机通讯用的是计算机串口，所以这里选择RS-232DF1 Devices，然后按右边的“ADD NEW”。若列出的有所需类型，就不用再增

5、加，这时可选择其中的一项，然后按Configure按钮，重新配置。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLinx 介绍,参数设置：Comm Port：设为与控制器进行连接的串口号；Devices：选择下拉列表中的SLC-CH0/Micro/Panel View：下面均可用系统默认值。参数配置完后，按Auto Configure，系统检测结果将显示在右边的区域中，若显示不成功则可能是参数设置有问题。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLinx 介绍,关闭配置窗口，回到RSLinx启动界面，选择Communications菜单中的RSwho，得如下图所示界

6、面,树视图显示的是已经配置的驱动器，右边显示的是对应左边驱动器协议上所连接的控制器，图表下显示的数字表示控制器的节点号，00为上位机的节点号，是固定不变的。图表中打红叉表示此控制器系统没有检测到，可能是接线有问题或者差节点号的控制器已经不存在。需要具体情况具体考虑。,到此，对实验中需用到的RSLinx已经介绍完。若要对RSLinx有更多了解可借助Help或查看相关资料书.,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,功能:RSLogix500是针对SLC500和MicroLogix的以Windows操作系统为基础的梯形图逻辑编程软件包。其运行环境是Micro

7、soft indows95和Windows NT,与Rockwell Software基于DOS的编程软件所创建的程序兼容.1、自由组态梯形图编辑器集中应用逻辑，代替了写程序时严格的语法要求 2、项目校验可建立错误信息列表，利于编程人员浏览和修改 3、拖放编辑功能可将数据表元素从一个文件移到另一个文件，将一个梯 级从一个子程序或项目文件中移到别处，或在一个项目文件内将指 令从一处移到另一处 4、搜索和替代可以快速改变地址或符号 5、项目树的界面可以访问项目包括所有的文件夹或文件 6、自定义数据监视器用于将分开的数据放在一起便于查看 7、有着与梯形逻辑编辑器一样简单的进行拖放操作的基于IEC 1

8、131-3标 准的SFC和结构文本编辑器 8、梯形逻辑的可存取部分PC5库用于存放访问任意的PLC-5编程软件,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,打开RSLogix500一个工程文件时，界面如下图,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,使用RSLogix500编写工程文件时，具体操作步凑如下 组态系统通讯:用户计算机和处理器的通讯。对于AB的系列产品，上位机与处理器的通讯均通过RSLinx软件来配置，在此只需在Comms(通讯)菜单上单击System Comms(系统通讯)，出现如下图所示界面。这时在左边的

9、树视图中选择要对之进行编程的处理器，按下OK，从而在显示节点号的位置显示相应的节点信息。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,创建新工程 工程是一整套与用户程序逻辑相关的文件。在File菜单上单击New,得到如下图所示界面。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,I/O组态 新建工程文件后，需定义框架，指明I/O模板在处理器机架内的槽位置，且为每个机架选择电源。双击工程目录内的I/O组态图标（I/O Configuration）,打开I/O组态窗口如下图所示。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,

10、软件RSLogix500 介绍,从I/O组态窗口，单击Power Supply（电源），检查机架上的负载，如下图所示。Power Supply Loading对话框只用于提供信息，不能进行设置。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,创建程序和数据文件 创建新文件，在程序或数据表图标上单击右键，从菜单中选择New.程序文件包含控制器信息，梯形图主程序及子程序。数据表文件包含与外部I/O以及在梯形图主程序、子程序文件内使用的所有其他指令相关的状态信息。输入逻辑程序 打开一个程序文件时，RSLogix500窗口的右半部就会打开梯形图文件。通常打开一个工程时

11、，程序文件2（主程序文件）就会被打开。若没有输入任何梯形图逻辑，那么只有结束梯级。如下图所示。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,在指令工具栏上单击梯级图标。连续点击，可在一个梯级上按从左至右的顺序添加指令。为指令加入地址：双击该指令，在上方的空白区域内键入地址即可。指令加入梯级后，可使用下列方法为数据库内的地址加入符号和说明：（1）打开程序文件使用鼠标右键直接为编址的指令加入文本说明。（2）在数据文件内修改赋予地址的说明：双击数据文件，点击数据文件编辑表内的一个地址，用于输入该地址文本说明的区域位编辑表的底部。（3）直接输入一个符号，然后使用数据

12、库符号/注释编辑器为该符号分配一个地址。梯形图的执行顺序：从左到右，从上到下，直至结束梯级,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,校验逻辑程序 准备编译工程时，可校验单个的程序文件或整个地工程，使用菜单工具栏或鼠标右键可启动该项操作,如下图所示,启动校验功能后，将显示Verify Result（校验结果）输出窗口，给出书写程序逻辑时出现的错误或遗漏。校验结果显示在工程目录下方窗口的底部。要隐藏该窗口，点击View(视图)菜单，然后单击Result(结果)。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,组态通讯通道，下

13、载以及进入在线方式,进入在线方式前，须定义处理器通讯设置，并决定某种系统和协议控制。如果一直按照前面的步骤进行，到这里，可以直接进行下载并进入在线方式。如果用户是离线建立程序，计划通过固定的协议在某一特定的处理器（节点）上下载并运行程序，那么需要按照前面配置的系统通讯设置。可通过控制器通讯对话框（双击工程目录下的Controller Properties图标，然后选择Controller Communications选项进行访问）进行设置。所有的设置完成之后，将程序下载到处理器，从Comms菜单单击Download，之后RSLogix500将提示用户是否进入在线方式。单击Yes进入在线方式；然

14、后选择运行，对数据文件进行监控。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSLogix500 介绍,监控数据文件,程序运行中，可用RSLogix500监视数据表文件内的变化。监控数据表文件时，可完成以下功能：（1）定义数据文件选择网格显示方式（2）改变数据表内的值（3）改变显示基数（4）显示在梯形图逻辑中用到的地址（5）在文件之间切换（6）快速跳转至另一个数据表文件内的另一个地址 用户可同时打开多个数据表文件进行监控。点击标题栏并移动鼠标，将每个数据表窗口移至可视位置。,到此，一个工程文件建立完成。若想了解RSLogix500其他特殊功能，可查阅相关资料或随时查看RSLogix5

15、00的Help.,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSVIEW32 介绍,RSView32是一种对自动控制设备或生产过程进行高速有效监控的、以MFC、COM（元件对象）组件技术为基础的MMI（人机接口）组态软件。它是第一个在图形显示中利用ActiveX、Visual Basic Application、OPC（面向过程控制的OLE）的MMI产品，提供了监视、控制和数据采集等必要的全部功能。RSView32 Active Display系统将RSView32 MMI软件扩展为Client/Server系统，RSView32服务器不仅可以在现场，而且可以通过Internet在世

16、界的任何地方连接进入，提供用户最大的灵活性。RSView32为生产过程提供交互窗口、面向对象的动画图形、开放的数据库格式、历史数据存储、增强的趋势分析、报警、引导标签创建和事物探测的能力。RSView32可以与PLC-5、SLC500、MicroLogix系列的控制器以及ControlLogix建立通信。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSVIEW32 介绍,建立一个新工程 打开RSView32软件，点击白纸状图案，在出现的新窗口中自定义一个工程名，创建一个新工程，出现如下图所示窗口：,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSVIEW32 介绍,通道设置

17、通道窗口主要设置网络类型，可选的网络协议有DF1、DH、DH-485、ControlNet 及TCP/IP等。点击编辑模式下的System，双击Channel,出现如下窗口，在Network栏中选DH-485，Primary Communication Driver 栏中选中正运行的设备名。按OK。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSVIEW32 介绍,节点设置 双击节点（Node），打开节点设置窗口如下图所示。数据源选用直接驱动（Direct Drive）,取一个节点名，若RSLinx已打开且正常运行，则点击站后面的按钮，出现RSWho窗口，选中运行设备，则站和类型自动

18、填写。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,软件RSVIEW32 介绍,创建标签数据库 编辑系统监控界面,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,部分指令介绍,每条基本指令包含：指令助记符和指令使用说明,位指令,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,部分指令介绍,计时器指令和计数器指令,延时导通计时器指令 延时断开计时器指令，助记符：TON 助记符：TOF,保持计时器指令 加计数器指令 助记符：RTO 助记符：CTU,减计数器指令 复位指令 助记符：CTD 助记符：RES,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,部分指令介绍,判断相等指令 判断不等指令 助

19、记符：EQU 助记符：NEQ,比较指令,判断小于指令 判断小于等于指令 助记符：LES 助记符：LEQ,判断大于指令 判断大于等于指令 助记符：GRT 助记符：GEQ,相等屏蔽比较指令 助记符：MEQ,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,部分指令介绍,加法指令 减法指令 助记符：ADD 助记符：SUB,算术指令,乘法指令 除法指令 助记符：MUL 助记符：DIV,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,部分指令介绍,数据处理指令,逻辑与指令 逻辑或指令 助记符：AND 助记符：OR,整数转换成BCD码指令 BCD码转换成整数指令 助记符：TOD 助记符：FRD传送指令 屏蔽

20、传送指令 助记符：MOV 助记符：MVM,逻辑非指令 取反指令 助记符：NOT 助记符：NEG,通讯（信息读/写）指令 助记符：MSG,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,实验要求,基本要求 首先安交通运行规则及实验设备现有的端口情况自定实验方案，确定端口分配表，编程，接线，调试，最后验收。课后完成实验报告。考核与评分方式 验收最后的实验模拟效果，结合每组实验情况及实验报告给出评分。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,实验内容,1、十字路口交通灯控制实验,2、结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,3、两台或多台交通灯通讯控制实验,4、十字路口的RSView32界面控制

21、实验,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口交通灯控制实验,实验目的 通过实验,使同学们在可编程控制器的软,硬件方面得到综合的学习和锻炼。实验要求1、对Allen-Bradley公司的SLC系列产品,特别是微型可编程控制器有深入的了解.2、学会安装、编程或调试Allen-Bradley公司的小型可编程控制器Micrologix1000和Micrologix1500及其相应的扩展模块.3、学会操作Rslogix500软件包,对系统进行组态,对对象进行编程.4、学会使用Rslinx软件包，对系统进行组态及通信.5、进一步巩固学习可编程控制器的基本指令的功能及应用，实现编程及调试过

22、程.6、了解交通灯的控制规律，完成十字路口交通灯控制的编程与调试.,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口交通灯控制实验,实验装置:Micrologix1000系列控制器,控制器输出线连接板,PC机,1761CBL-PM02,十字路口交通系统实验平台如图：,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口交通灯控制实验,实验内容：在如下城市十字路口交通灯示意图中,东西南北每面都有四个控制灯,分别为:禁止通行灯(亮时为红色)左拐灯(亮时为绿色)直通灯(亮时为绿色)右拐灯(亮时为绿色,控制为常亮),HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口交通灯控制实验,控

23、制要求:A、D方向：A、D方向（南北）直通灯点亮，同时B、C方向（东西）禁止通行红灯点亮，维持10S（也可以在南北直通 灯亮7S后以亮0.5S灭0.5S的占空比闪亮3S），可以在2S后点亮第一位数码管，显示8，以后以1S的速度递减分别显示7、6、5、4、3、2、1、0。此时刚好10S到，熄灭数码管，再点亮A、D方向左拐灯，维持10S（也可以最后3S闪亮）后（可按上述方法控制数码管），紧接下一步。B、C方向：B、C方向（东西）直通灯点亮，同时，A、D方向禁止通行红灯点亮，维持10S，B、D方向向左拐灯点亮，维持10S后完成第一个周期动作（数码管控制规律相同），返回到开始动作周而复始的循环。说明：

24、在上述控制过程中，右拐灯控制为常亮。通行时间可以 由实验者自己 确 定。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口交通灯控制实验,十字路口交通灯时序图,I/O分配表,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口交通灯控制实验,实验步骤1、熟悉及Micrologix1000，Micrologix1200及Micrologix1500组成、安装及与PC的连接；Micrologix1000 I/O分布；Micrologix1200及Micrologix1500的I/O分布及扩展模块的I/O分布。2、熟悉并操作Rslogix500软件包及变成方法。3、熟悉并操作Rslinx

25、软件包。4、用上述两软件包进行系统组态，确认系统连接成 功。5、理解实验内容，构思并编制实验梯形图。6、下载并调试。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口交通灯控制实验,提示：利用若干个定时器控制两个方向的四个灯的点亮时间及亮、灭顺序。思考：上述实验为交通灯正常时序控制，若改为急车强通控制，试编制程序，即有急车来时，不管原来交通灯的状态如何，一律强制有急车方向的绿灯亮，放行急车，直到通过为止，随后按正常时序控制。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口交通灯控制实验,可参考交通灯控制梯形图,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯

26、的路况模拟控制实验,实验目的1、进一步熟悉Allen-Bradley公司的微型可编程控制器的运用。2、充分理解与实验I/O点的分配及运用。3、进一步提高编程技能，实验路矿的模拟控制。实验装置 Micrologix1000，Micrologix1200及1769-0W8，1761-CBL-PM02，Micrologix1500（1764-LSP 1769-0B16 1764-24BWA 1769-ECR），十字路口交通系统实验平台，PC机,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,实验台介绍实验台为十字路口模型，分A（南）、D（北）、B（东）、C（西）

27、四个方向，每个方向为六车道控制，有规律的对称布置，每个方向车流流向为左拐、直通、右拐，中间为四面的交通灯控制显示。交通灯周围对称布置着直通和左拐车流。车流用24V直流电源控制的众多灯的闪亮来模拟，闪亮时间由实验者根据实验的模拟情况来确定。车流的控制要配合四面的交通灯的控制要求。,实验台的一个侧面有90个引出插座，供实验者组线用。要注意插座与路况上每个车（即控制灯）对应关系。Micrologix1500的扩展I/O模块的输出口已由插线平台引出。路况上车流的控制规律如下：A、D、B、C每面最外围六个灯接到一起形成闪亮控制，闪亮时间由实验者根据需要而定。最外围以内的灯模拟车流的规律实验者可以根据实际

28、的路况控制自行构造。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,推荐参考控制规律 开启开关接通，首先A、D方向直通灯和右拐灯点亮，同时B、C方向进制通行灯和右拐灯点亮。A、D方向的直通车和右拐车滚动行驶（按一定延时时间顺序点亮某一方向的灯），通行时间为16S，此间，A、D方向左拐车及B、C方向直通和左拐车禁止通行，B、D方向允许右拐车通行。16S到后，A、D方向的直通车禁行，左拐车通行。过后，A、D方向禁止通行灯点亮，同时左拐车禁行，B、C方向直通灯点亮，直通车通行。也通行16S后，B、C方向直通灯熄灭，直通车禁行，左拐灯点亮，左拐车通行，通行16S

29、后返回起始点循环控制。（若加上数码管可按上一实验所述规律控制）。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,编号控制：,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,实验步骤1、对系统组态2、构思控制规律3、确定所需I/O点数，分配I/O点4、编程及调试,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,H

30、UST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验,路况模拟梯形图提示：,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,两台或多台交通灯通讯控制实验,实验目的 了解罗克韦尔公司的各种通讯协议，熟悉DH-485网络,熟悉罗克韦尔公司的通讯设备，熟练运用Micrologix的通讯和信息指令，实现两台或多台控制器之间的通讯。实验要求 1、正确组态系统，成功通讯。2、正确连接控制器之间的通讯线路。3、控制器正确连接到上位机，完成通讯。4、两台或多台控制器之间实现信息传递并相互 控制,

31、HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,两台或多台交通灯通讯控制实验,实验装置Micrologix1000，Micrologix1200及1762-OW8，1761-NET-AIC，1761-CBL-PM02，Micrologix1500（1764-LSP 1769-OB16 1764-24BWA 1769-CR），十字路口交通系统，实验平台，PC机实验内容 用罗克韦尔公司的DH-485网络来实现多台控制器之间的通讯。各控制器间通过AIC+高级接口转换器进行连接，最后连接到上位机的DH-485的网卡上。DH-485网络的接线图可参考Micrologix1500的用户手册。,HUST 罗

32、克韦尔实验室,2023/10/30,两台或多台交通灯通讯控制实验,实验步骤 1、将控制器与PC机相连，设置通讯协议与端口号 2、写好的程序下载到对应的控制器中 3、按照DH-485网络连线连接各个控制器及上位机 4、调试程序，并查看运行结果，直到实现正确的控制 注意事项 1、此实验主要是针对控制器的通讯，所以这里对通讯参 数的设定一定要注意。如果连接的上位机中，我们在 下载程序到控制器时，必须把通讯协议改为DH-485。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,两台或多台交通灯通讯控制实验,注意事项 2、如果是PC机与控制器进行通讯，通讯协 议必须是DF1的全双工或者半双工，如 果通讯

33、协议不匹配的话，我们是不能访 问控制器的，RSLinx也无法与控制器进 行连接。3、在用通讯指令MSG时，一定要能实现信 息的连续发送，可参考下面的部分程序。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,两台或多台交通灯通讯控制实验,信息连续发送梯形图提示：,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口的RSView32界面监控实验,实验目的 1了解罗克韦尔公司的各种通讯协议，熟悉DH-485网络 2熟悉各种数据类型，理解tag的含义。3熟练运用RSView32编制控制对象的监控界面，实施实 时监控。实验要求 1整个实验自己动手，独立完成。2正确组态系统，成功通讯。3熟悉RSV

34、iew32的用法，正确对各个组态参数进行设置。4要求具有一定的美工基础，绘制出好的监控界面。5编制的监控界面能实时反映被控对象的运行情况。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口的RSView32界面监控实验,实验所需装置 Micrologix120及1762-OW8，1761-NET-AIC，1761-CBL-PM02，Micrologix1500（1764-LSP 1769-OB161764-24BWA 1769-ECR），十字路口交通系统实验平台，PC机 实验内容 学会利用监控软件RSView32对各种参数设置tag，并根据被控对象的具体结构和运行规律编制合理且形象的界面，最后成功运行能实时反映被控对象运行规律的监控界面。,HUST 罗克韦尔实验室,2023/10/30,十字路口的RSView32界面监控实验,实验步骤打开RSView32，建立一个新工程。正确设置通道，通讯协议，节点，编制各个参数的tag数据库。根据被控对象的结构绘制界面。试运行及修改与完善。关于RSView32软件的操作使用请参考预备知识部分,谢 谢！,