Разработка программы для управления работы перекрестком

КОЛЛЕЖД АВТОМАТИЗАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ № 20

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

на тему Разработка программы для управления работы перекрестком

 

по специальности Автоматические системы управления (220417)

 

 

 

Студента гр.   А-41 _   

_____________________ Османов Ш. О.

               подпись

Руководитель ____________________

_____________________ В.А.Ксенз

               подпись

 

 

 

Работа  прошла защиту

с оценкой _______________________________

«_______»_____________________200____г.

 

 

 

 

 

 

 

Москва 

2013

Содержание

Описание задания	3
Ведение	4
Раздел 1.  ТИПОВАЯ  АРХИТЕКТУРА ПРОЦЕССОРА S7	6
Раздел 2. СЕМЕЙСТВО SIEMENS S7-200	13
Раздел 3. SIEMENS S7-200 В ПРОМЫШЛЕННОСТИ	16
Раздел 4. КОНФИГУРАЦИЯ ОБЪЕКТА “ПЕРЕКРЕСТОК”	21
Раздел 5. ПРОГРАММА  ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ “ПЕРЕКРЕСТОК”	22
Раздел 6. ПРОВЕРКА ПРОГРАММЫ В ЭМУЛЯТОРЕ COS Sim	25
Заключение	27
Список используемой литературы	28

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

КАИТ №20.

 

 Разраб.

 

 

 

 Провер.

Ксенз

 Реценз.

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

 

 

Лит.

Листов

 

Гр.А-41

 

 

 

 

 

 

Описания задания

 

Разработать комплект лабораторных работ по дисциплине Микропроцессоры  и микросхемотехника с использованием цифрового табло в среде STEP 7-Micro/WIN 32 на языке программирования Ladder Diagram.

 

1. При нажатии на кнопку Пуск включается селеный сигнал светофора на магистрали 2-4 и красный сигнал светофора на магистрали 1-3.
2. Через 1 секунду ситуация меняется прямо противоположно: включается красный сигнал светофора на магистрали 2-4 и зеленый на магистрали 1-3.
3. Данная последовательность действий повторяется циклически
4. Цикл останавливается при нажатии на кнопку стоп

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

КАИТ №20.

 

 

Введение

 

Роль короче всей этой хуйни  сюда ебать

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

КАИТ №20.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КАИТ №20.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

КАИТ №20.

Раздел 1. ТИПОВАЯ АРХИТЕКТУРА ПРОЦЕССОРА S7

 

Регистры CPU

Регистры CPU Регистры CPU используются для адресации или обработки данных. Данные могут с помощью соответствующих команд быть обменены между областями памяти CPU и регистрами. CPU содержит следующие программно доступные регистры:

• Аккумуляторы: Два (в S7-300) или четыре (в S7-400) аккумулятора используются для арифметики, сравнений c байтами, словами или двойными словами.

• Адресные регистры: Два  адресных регистра используются как указатели для косвенной адресации памяти.

• Регистры блоков данных: Регистры блоков данных содержат номера открытых блоков данных. Таким образом возможно, что открыты одновременно два DB: один DB с помощью регистра DB, другой как экземпляр DB с помощью регистра DI. Когда DB открыт, его длина (в байтах) автоматически загружается в связанный c ним регистр.

• Слово статуса: Содержит различные биты, которые отражают результат или статус отдельных инструкций во время выполнения программы.

 

 

 

 

 

Области памяти Память S7-CPU может быть разделены на четыре области:

• Загрузочная память используется, чтобы хранить программу пользователя без символов и комментариев. Загрузочная память может быть выполнена в виде RAM или FLASH EPROM.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

КАИТ №20.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

КАИТ №20.

• Рабочая память (встроенная RAM) используется, чтобы хранить соответствующую часть S7- программы, необходимую для выполнения программы. Программа выполняется исключительно в рабочей памяти.

 

• Область ввода - вывода разрешает прямой доступ ко входам и выходам, cвязанных c ней сигнальных модулей.

 

• Системная память (RAM) содержит области отображения входного и выходного процессов, меркеры, таймеры и счетчики. Кроме того, она cодержит локальный стек, стек блоков и стек прерываний.

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

КАИТ №20.

 

 

Для создания программ управления необходимо знать назначение отдельных  бит некоторых регистров (см. рис. 3)

 

 

 

 

Назначение отдельных  элементов:

MCR (Master Control Rela). - Блокировка выходных сигналов Master Control Relay - это "самый главный" выключатель, управляющий подачей энергии на элементы технологического процесса и, в случае аварии, позволяющий их обесточить. В STEP7 есть возможность в зависимости от состояния MCR-бита просто запретить прохождение ненулевых сигналов на выходы контроллера, т.е. заблокировать выходы.

СЛОВО СОСТОЯНИЯ (РЕГИСТР ФЛАГОВ)

Выполнение команды может  изменить соответствующие биты слова  состояния CPU. Эти биты могут использоваться как результат операции, а также  как информация об результате выполнения той или иной команды.

/FC - First Check Bit - Флаг первичного опроса

Состояние флага первичного опроса управляет цепочкой битовых  логических команд. Если опрос первичный, то /FC = "О". Цепочка битовых логических команд заканчивается и /FC сбрасывается в "О" после команд присваивания (=, R, S), а также после команд переходов, анализирующих флаги RLO или BR. Любая  другая битовая логическая Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

КАИТ №20.

команда устанавливает флаг первичного опроса. Каждая битовая  логическая команда анализирует  состояние флага /FC:

• Если /FC = "1", команда логически объединяет результат опроса бита с результатом логической операции, сформированным со времени первичного опроса и запомненным в бите RJLO.

 

 

 

 

• Если /FC = "О", строка логических команд начинается с первичного

опроса, т.е. результаты предыдущих опросов не учитываются в текущей  команде.

RLO - Result of Logic Operation - Флаг логического результата

Во время выполнения программы  процессор при обработке отдельных  опросов образует сначала результат  опроса. Если выполнено условие опроса, то результат опроса равен 1, если условие  опроса не выполнено, результат опроса равен 0. Результат опроса накапливается  процессором как результат логической операции (RLO) следующим образом:

• Результат опроса бита логически объединяется с предыдущим результатом логической операции, сохраненным в бите RLO. если опрос не первичный, т.е. /FС="1".
• Если опрос первичный, т.е. /FC= "О", то результат опроса бита и будет

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

КАИТ №20.

являться результатом  логической операции RLO, т.е. все предыдущие опросы битов не учитываются в  текущей команде. Помимо битовых  логических команд на состояние флага RLO влияют также команды равнения. Если условие сравнения выполнено. RLO="1", если условие не выполнено RLO"0".

Флаг результата логической операции можно использовать для  анализа результата команд переходов, вызовов блоков, присваивания результата какому-либо биту и т.д.

STA - Status Bit - Флаг статуса

При выполнении команд чтения бита памяти (U, UN, О, ON, X. XN) флаг статуса  всегда равен значению опрашиваемого  бита.

 

 

При выполнении команд, которые  могут изменить состояние бита памяти (=. R, S), флаг STA равен записываемому  биту или, если запись в память не выполняется, равен значению адресуемого бита, т.е. того бита, состояние которого хотели изменить. Команды битовой логики, не выполняющие доступа к памяти, устанавливают флаг статуса в "1". Флаг статуса не анализируется командами, он отображается только для Вас, когда  Вы просматриваете в отладчике состояние  программных переменных.

OR - Флаг операции  ИЛИ 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

КАИТ №20.

Флаг OR используется для  объединения команд "И" перед командами "ИЛИ". Устанавливается в "1", если RLO команды "И" =1. Это блокирует результат логической операции "ИЛИ". Любая другая команда работы с битами сбрасывает флаг OR.

OV - Overflow - Флаг переполнения

Флаг переполнения отображает ошибки, возникающие при выполнении математических команд или команд сравнения для чисел с плавающей точкой. Флаг OV устанавливается этими командами после того, как имела место ошибка (переполнение, недопустимая операция, сравнение невыполнимо). Флаг OV сбрасывается после исчезновения ошибки.

OS - Overflow Stored - Флаг переполнения

Флаг OS запоминает флаг OV, если имела место ошибка во время выполнения математических команд и команд сравнения для чисел с плавающей точкой. Флаг OS устанавливается вместе с флагом OV при возникновении ошибки, но, в отличие от флага OV не сбрасывается при

 

исчезновении ошибки. Таким  образом, он отображает, <> или ли ошибки во время выполнения одной из предыдущих команд. Сбрасывается в "О" только командами вызова блоков, окончания блоков, а также командой перехода SI'S (переход, если OS="1"). Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

КАИТ №20.

 

BR - Binary Result Bit - Флаг двоичного результата

Флаг BR организует связь  между обработкой бит и слов. Этот флаг позволяет Вашей программе интерпретировать результат логических операций над словами как битовый результат и использовать его в потоке битовой логики. Например, флаг BR дает Вам возможность написать функцию (FC) или функциональный блок (FB) в STL. а затем вызывать их в LAD. Во время написания FB или FC в STL. если Вы хотите потом вызывать их в LAD, Вы должны запомнить RLO в бите BR так, чтобы должным образом обеспечить сигнал разрешения выхода (ENO) для блока LAD. Этот сигнал ENO будет затем использоваться для разрешения или запрета вызова других блоков, следующих за этим. Когда Вы вызываете системные функции (SFC) или функционально назначенные блоки (SFB) из Вашей программы, бит BR отображает, были ли ошибки при выполнении SFC или SFB:

• Если при выполнении блока имели место ошибки. BR = "О".

 

• Если ошибок при выполнении блока не было. BR = " 1".

ССО, СС1 - Condition Codes - Флаги условия

Биты ССО и СС1 могут  использоваться для определения результата выполнения достаточно большого числа команд. Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

КАИТ №20.

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

КАИТ №20.

Раздел 2. СЕМЕЙСТВО SIEMENS

S7-200

несколько типов  центральных процессоров Siemens различной производительности (CPU 221, 222, 224, 224 XP, 226):

• Исчерпывающий набор инструкций;  
  большое количество: - Базовых операций: логические инструкции, инструкции адресации результата, сохранения данных, управления таймерами и счетчиками, загрузки, передачи, сравнения, сдвиговых операций, формирования дополнений, вызова подпрограмм (с передачей локальных переменных). 
• Интегрированных коммуникационных функций: чтения (NETR) и записи (NETW) информации в сеть, поддержки свободно программируемого порта (Transmit XMT, Receive RCV).  
  Функций расширенного набора команд: инструкции управления широтно-импульсной модуляцией, генераторами импульсов, выполнением арифметических функций и операций с плавающей запятой, работой ПИД регуляторов, функциями переходов и циклов, преобразования кодов и другие. 
• Счетчики: удобный набор функций в сочетании с встроенными скоростными счетчиками существенно расширяют возможный спектр областей применения контроллера.
• Обработка прерываний:  
  Использование входов аппаратных прерываний, фиксирующих появление импульсных сигналов (по нарастающему или спадающему фронту) и позволяющих существенно снизить время реакции