基于PLC的公交车到站自动汉字显示系统的设计
摘要： 随着时代的进步，公交车已经成为我们学生族和工薪族出门必须的交通工具。由于PLC技术飞速发展及其应用领域的拓展。目前，在公交车报站方面，也由传统的人工报站，逐渐改变为使用PLC等其他设备控制的触摸屏汉字显示报站系统。从以前售票员的大声报站变成现在的汉字提示等新型的报站系统，加快了现代化建设的进程。
本文介绍了通过西门子S7-200对触摸屏显示的控制，从而使触摸屏面板显示出我们希望获取到的信息。另外，本设计还将拥有更多的功能。司机可以选择公交的往返线路，以及报站的手自动选择。是充满了人性化的设计。将其应用到公交车上，就能实现公交车到站汉字显示的功能，减轻了司售人员的劳动强度，也减少了错报和误报的现象，提高了车辆的服务质量，是一种科技、时尚的新产品。同时它摆脱传统电子屏"线"的束缚，使其应用更加市场化，其流动显示的特点更为广告界所推崇，是一种全新的媒体。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面：（1）极高的可靠性。（2）极丰富的指令集。（3）易于掌握。（4）便捷的操作。（5）丰富的内置集成功能。（6） 实时特性。（7） 强劲的通讯能力。（8） 丰富的扩展模块。
关键词：PLC；触摸屏； S7-200
Application and advantages of Siemens PLC
Abstract：
With the progress of time, the bus has become a necessary means of transport that suitable for our students and office workers .Because of the expansion of the rapid development of PLC technology and expands its areas of application areas. At present, in the field of playing the name of bus stops, also from the traditional way that play the name of bus stops artificially, gradually changing to use PLC and other equipment to control the system of playing the name of bus stops. From the previous conductor called station now become Chinese characters suggest new newspaper station system, accelerating the process of modernization.
This article introduces the Siemens S7-200 to control the touch screen display to shows information that we want to know. In addition, this design will also have more features. The driver can choose bus lines back and forth and use hand or automatic way to show the name of bus stops. This design is full of humanized. Its application to the bus, can realize the bus arrival Chinese characters display function. Also reduces the misstatement and the phenomenon of false positives, reduce the labor intensity of drivers and salesclerks, improve the quality of service, is a new product of science and technology, fashion. At the same time, it is bound to get rid of the traditional electronic screen "line", make the application more market-oriented, the characteristics of flow visualization is more respected by the advertising industry, is a kind of new media.
S7-200 is a small programmable controller, applicable to all walks of life, automatic detection, monitoring and control of various occasions. The powerful function of S7-200 series to enable it to operate independently, or connected into a network can realize the complex control function. Therefore, S7-200 series has a very high value for money. S7-200 series of outstanding performance in the following aspects: (1) High reliability. (2) Very rich instruction set. (3) Easy to grasp. (4) Convenient operation. (5) Rich built-in integration. (6) The real-time characteristic. (7) Strong communication ability. (8) A wealth of extensions module.
Keywords: PLC; touch screen; S7-200
目 录
第一章 绪论 4
1.1课题的背景及意义 4
1.2选题的目的及研究内容 5
1.3国内的动态与趋势 5
第二章 系统硬件设计 6
2.1方案研究 6
2.2电路原理的总体设计 7
2.3 PLC的类型选择 8
2.4光电传感器 9
2.5 PLC总体接线 （见图2） 10
第三章 系统软件设计 11
3.1 STEP7 Micro win 11
3.2 IO分配表 11
3.3程序流程图 12
3.4梯形图指令详解 16
3.5程序完整梯形图 （语句表）（详见附录一） 23
3.6 同辰HIMI智能控制系统 23
3.6.1 同辰智能控制软件简介 23
3.6.2 同辰HIMI组态软件的主要特点 24
3.6.3 同辰HIMI组态软件的使用 25
第四章 系统检测与调试 28
第五章 总结与展望 29
参考文献 31
附录一：梯形图（LAD）转换成的语句表（STL） 32
第一章 绪论
1.1课题的背景及意义
随着现代社会的建设，公共汽车越来越为大众所喜爱，不仅仅可以在低消费下达到目的地，同时也能很方便的省去很多的自驾麻烦。是打工族和学生族的常用交通工具。而随着人们使用公共汽车的普遍，车辆上一般都相当拥挤，造成许多的乘客未到站先下车或者推迟下车的情况，也加重了售票员的劳动强度。随着信息社会的到来，PLC的运用也越来越广泛。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计，因此，了解并掌握PLC智能控制技术工作原理及特性是非常重要的。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运及文化娱乐等各个行业。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用.程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期,随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。
本设计基于PLC设计的公交车汉字显示系统，介绍了西门子S7-200汉字显示控制系统，主要是通过PLC对触摸屏的控制再配合光电感应装置，从而实现了PLC对汉字显示的手/自动控制。通过触摸屏设定相关汉字显示信息；当到站按键按下时，该系统会让TC-104触摸屏进行汉字提示信息的显示，汉字显示结束时等待下一个到站按键的触发。或者切换到自动显示模式，通过光电感应器记录光电的次数，从而实现自动报站。
1.2选题的目的及研究内容
首先是设计出一种的简单方便实用的公交车汉字显示系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是的地位，在可预见的将来，是无法取代的。从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、IO板、显示面板、内存块、电源等，合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、IO模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定置。PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（IO）完成的。IO模块集成了PLC的IO电路，其输入暂存器反映输入信出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。IO分为开关量输入（DI）输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。常用的IO分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit等。除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按IO点数确定模块规格及数量，IO模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或制。
而本系统则基本完成了设计的任务要求，主要目的是通过S7-200控制系统以及PLC组成的应用系统来完成对提示汉字的显示的控制，从而实现了PLC对公交车到站的汉字显示功能。其次，为了联系实际，用大学所学的理论来进行实际工作，将知识转变为生产力。通过大学专科三年的学习，已经初步具有了一定的分析和设计能力。通过本次设计将大学所学的知识进行系统地梳理，概括和总结，并综合运用这些所学的知识。
公共汽车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公共汽车的报站直接影响服务的质量。传统由乘务人员人工报站，该方式因其效果太差和工作强度太大，在很多大城市已经被淘汰。近年来，随着科学技术的日益发展和进步，微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。鉴于本人三年专科所学的专业知识，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境，设计了一种由PLC控制的公交车自动汉字显示系统 。
1.3国内的动态与趋势
当今社会，公交车是大多数城市居民出行的重要工具之一，但就公交车目前的报站系统来看很难满足大家的要求。现在公交车使用普遍的还是人工按键报站系统，此系统存在以下二个不可忽略的弊端：
（1）存在隐形的安全隐患，因为每次驾驶员都要在行驶时对报站器进行操作以进行报站，而车辆在进出站的时候路面情况都很复杂，因此给行驶中的车辆和行人带来一定的安全隐患。
（2）报站不够准确，因为驾驶员在行驶的过程中操作报站系统时时常会忘按键或者按错键，有时在调整报站系统时会连续报站，这样会给不熟悉路线的乘客带来不便。
目前我国的大部分城市公交自动报站的方式主要有三种：
（1）人工进行报站，一般是由当地的乘务人员用方言来进行报站，这样会给外地乘客带来很大的不便，但这种方式已经被淘汰。
（2）半自动报站，这种报站方式是现在运用普遍的，但由于这种报站系统需要驾驶员来控制，故会有误报现象且还存在安全隐患。
（3）自动报站系，此报站方式已智能化，即无需驾驶员得参与，系统将自动识别站点虽然比较准确，但也容易出现问题且价格昂贵，所以这种方式运用的不是很普遍。
当然现在国内还是采取半自动报站的多，但国外已经开始研究公交自动报站系统，但采用的技术手段不一样，如：采用GPS定位系统自动报站等等。这些开发成本较高，且难以实现普及，特别是一些中小城市难以负担，故开发一种综合性强的、且价格交低、易于实现普及的系统是公交事业迫切需要的。
而本系统实现了手/自动控制的转换，当自动报站系统出现故障时，可以采取手动控制来弥补全自动控制的不足之处，提高系统的使用价值及性价比，体现了本设计的人性化。
通过选择PLC的类型，触摸屏的类型，以及编程软件，组态软件的类型，然后编制程序设计出一种的方便实用的公交车到站汉字自动显示系统。本设计为基于PLC设计的公交车汉字显示系统。是通过触摸屏设定相关汉字显示信息，当到站按键按下时，该系统会让触摸屏进行汉字提示信息的显示，汉字显示结束时等待下一个到站按键的触发。或者切换到自动显示模式，通过光电传感器记录光电的次数，从而实现自动报站。
一、选题简介、意义
随着现代社会的建设，公共汽车越来越为大众所喜爱，不仅仅可以在低消费下达到目的地，同时也能很方便的省去很多的自驾麻烦。是打工族和学生族的常用交通工具。而随着人们使用公共汽车的普遍，车辆上一般都相当拥挤，造成许多的乘客未到站先下车或者推迟下车的情况。随着时代的进步，公交车已经成为我们学生族和工薪族出门必须的交通工具。由于PLC技术飞速发展及其应用领域的拓展。目前，在公交车报站方面，也由传统的人工报站，逐渐改变为使用PLC等其他设备控制的触摸屏文字报站系统。因此，了解并掌握PLC智能控制技术工作原理及特性是非常重要的。
本系统用一种比较昂贵的PLC控制显示电路，不需复杂的外围电路和A/D转换电路，可根据不同需要用于各种场合；为了提高对PLC的认识和了解，尤其是对S7-200系列的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本设计基于PLC设计的公交车汉字显示系统，介绍了西门子S7-200汉字显示控制系统，通过触摸屏设定相关汉字显示信息；当到站按键按下时，该系统会让触摸屏进行汉字提示信息的显示，汉字显示结束时等待下一个到站按键的触发。或者切换到自动显示模式，通过光电感应器记录光电的次数，从而实现自动报站。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
首先是设计出一种的简单方便实用的公交车汉字显示系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。而本系统则基本完成了设计的任务要求，通过S7-200控制系统，主要是通过PLC组成的应用系统来完成对提示汉字的显示的控制，从而实现了PLC对公交车到站的汉字显示功能。
为了完成本次的设计，首先需要确定选用的各种硬件以及软件类型。同时，完成相应的IO分配表，流程图，原理图，梯形图等相关的附件。然后，本设计预计需要完成的目标以及控制要求为：上电后，这时司机可以开始选择公交车即将报站的方式，即公交往返路线的选择。然后再分别选择手/自动的报站方式，接着当处于手动报站时，司机每到一个站点按下报站按钮，公交车上的触摸屏就会显示相对应的站点名称；当处于自动报站时，公交车每到一站，当车上的光电传感器接收到车站发出的光电信号，公交车上的触摸屏就会显示出相对应的车站名称。当处于手动以及自动报站方式下，报完第10站后，计数器会复位，从而开始下一次的报站。这时公交车司机就需要重新选择线路以及手/自动报站的方式。
其次，为了联系实际，用大学所学的理论来进行实际工作，将知识转变为生产力。通过大学专科三年的学习，已经初步具有了一定的分析和设计能力。通过本次设计将大学所学的知识进行系统地梳理，概括和总结，并综合运用这些所学的知识。
公共汽车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公共汽车的报站直接影响服务的质量。传统由乘务人员人工报站，该方式因其效果太差和工作强度太大，在很多大城市已经被淘汰。近年来，随着科学技术的日益发展和进步，微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。鉴于传统公交车报站系统的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境，设计了一种由PLC控制的公交车汉字显示系统 。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
首先，设计并且确定系统需要完成的操作要求：上电后，这时司机可以开始选择公交车即将报站的方式，即公交往返路线的选择。然后再分别选择手/自动的报站方式，接着当处于手动报站时，司机每到一个站点按下报站按钮，公交车上的触摸屏就会显示相对应的站点名称；当处于自动报站时，公交车每到一站，当车上的光电传感器接收到车站发出的光电信号，公交车上的触摸屏就会显示出相对应的车站名称。当处于手动以及自动报站方式下，报完第10站后，计数器会复位，从而开始下一次的报站。这时公交车司机就需要重新选择线路以及手/自动报站的方式。
然后根据要求，选择合理的软硬件，查询需要的文献资料后，开始进行设计制作。
最后，编好程序后，完成相应的接线图，流程图，IO分配表，供电原理图等其他附件。
在文章结构方面，大致分为总体设计，硬件部分，软件部分，程序调试四部分。
