...wd......wd......wd...PLC交通燈的設計目錄摘要6第一章PLC的特點及應用71.1概述71.2PLC的特點71.3PLC的應用7第二章PLC的構造及原理102.1PLC的分類102.2PLC的構造102.3PLC的工作原理112.4PLC匯編語言112.5PLC的基本指令132.6PLC交通燈畢業論文編程器件16第三章梯形圖的設計與編程方法173．1控制要求173．2控制時序173.3PLC交通燈畢業論文硬件及外圍元器件18第四章程序設計194．1梯形圖194．2PLC交通燈畢業論文指令圖214．3軟件設計24摘要PLC可編程序控制器是以微處理器為根基,綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術開展而來的一種新型工業控制裝置。它具有構造簡單、編程方便、可靠性高等優點,已廣泛用于工業過程和位置的自動控制中。據統計,可編程控制器是工業自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為,可編程控制器將成為今后工業控制的主要手段和重要的根基設備之一,PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業生產的三大支柱。由于PLC具有對使用環境適應性強的特性,同時其內部定時器資源十分豐富,可對目前普遍使用的“漸進式〞信號燈進展準確控制,特別對多岔路口的控制可方便地實現。因此現在越來越多地將PLC應用于交通燈系統中。同時,PLC本身還具有通訊聯網功能,將同一條道路上的信號燈組成一局域網進展統一調度管理,可縮短車輛通行等候時間,實現科學化管理.【關鍵詞】：交通燈、PLC、程序、設計第一章PLC的特點及應用1.1概述可編程控制器〔ProgrammableController〕是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器〔ProgrammableLogicController〕，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的開展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了防止與個人計算機〔PersonalComputer〕的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。1.2PLC的特點1可靠性高，抗干擾能力強；2通用性高，使用方便；3程序設計簡單，易學，易懂；4采用先進的模塊化構造，系統組合靈活方便；5系統設計周期短；6安裝簡便，調試方便，維護工作量??；7對生產工藝改變適應性強，可進展柔性生產；1.3PLC的應用目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類。1開關量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。2模擬量控制在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現模擬量〔Analog〕和數字量〔Digital〕之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。4過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。

5數據處理現代PLC具有數學運算〔含矩陣運算、函數運算、邏輯運算〕、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值對比，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統，如無人控制的柔性制造系統；也可用于過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。6通信及聯網PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的開展，工廠自動化網絡開展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。第二章PLC的構造及原理2.1PLC的分類1按plc的構造形式分類：1〕整體式；2〕模塊式。2按plc的I/O點數分類：1〕小型256點以下；2〕中型256點以上，2048點以下；3〕大型2048點以上。3按plc功能分類：抵擋型，中擋型，高檔型。2.2PLC的構造PLC實質是一種專用于工業控制的計算機其硬件構造基本上與微型計算機從構造上分，PLC分為固定式和組合式〔模塊式〕兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規那么組合配置。PLC的基本構造框圖如下：接口部件輸出輸入接口部件中央處理單元CPU板接口部件輸出輸入接口部件中央處理單元CPU板現場信號受控元件電源部件電源部件圖12.3PLC的工作原理1.plc的工作方式1〕輸入采樣階段，在此階段，順序讀入所有輸入緞子通斷狀態，并將讀入的信息存入內存，接著進入程序執行階段，在程序執行時，即使輸入信號發生變化，內存中輸入信息也不變化，只有在下一個掃描周期的輸入采樣階段才能讀入信息。2〕程序執行階段：plc對用戶程序掃描。3〕輸出刷新階段：當所有指令執行完畢通過隔離電路，驅動功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號驅動外部負載。2.4PLC匯編語言采用面向控制過程，面向問題，簡單直觀的plc編寫橫語言，常用的有：梯形圖，語句表，功能圖等。梯形圖：由繼電器控制邏輯演變而來，兩者具有一定程度的相似性，但梯形圖編程語言功能更強更方便。主要特點：1〕自上而下，從左到右的順序排列，兩列垂直線為母線。每一邏輯行，起使左母線。2〕梯形圖中采用繼電器名稱，但不是真實物理繼電器稱為“軟繼電器〞3〕每個梯級流過的是概念電流，從左向右，其兩端母線設有電源。4〕輸入繼電器，用于接入信號，而無線圈，輸入繼電器，通過輸入接入的繼電器，晶體及晶閘管才能實現。2.語句表：又叫指令表，類似計算機匯編語言形式，用指令的記助符編程。例：以以下列圖是三菱公司的FX2N系列產品的最簡單的梯形圖例：X000X001Y000X010ENDEND圖2它有兩組，第一組用以實現啟動、停頓控制。第二組僅一個END指令，用以完畢程序。梯形圖與助記符的對應關系：助記符指令與梯形圖指令有嚴格的對應關系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以表達。一般講，其順序為：先輸入，后輸出〔含其他處理〕；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序為：地址指令變量0000LDX0000001ORX0100002ANDX0010003OUTY0000004END圖3反之根據助記符，也可畫出與其對應的梯形圖2.5PLC的基本指令1輸入輸出指令〔LD/LDI/OUT〕下面把LD/LDI/OUT三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件以列表的形式加以說明：符號功能梯形圖表示操作元件LD〔取〕常開觸點與母線相連X，Y，M，T，C,SLDI〔取反〕常閉觸點與母線相連X，Y，M，T，C,SOUT〔輸出〕線圈驅動Y，M，T，C，S,FLD與LDI指令用于與母線相連的接點，此外還可用于分支電路的起點。OUT指令是線圈的驅動指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數器、狀態存放器等，但不能用于輸入繼電器。輸出指令用于并行輸出，能連續使用屢次。X000Y000地址指令數據0000LDX0000001OUTY0002觸點串連指令〔AND/ANDI〕、并聯指令〔OR/ORI〕符號〔名稱〕功能梯形圖表示操作元件AND〔與〕常開觸點串聯連接X，Y，M，T，C,SANDI〔與非〕常閉觸點串聯連接X，Y，M，T，C,SOR〔或〕常開觸點并聯連接X，Y，M，T，C，SORI〔或非〕常閉觸點并聯連接X，Y，M，T，C，SAND、ANDI指令用于一個觸點的串聯，但串聯觸點的數量不限，這兩個指令可連續使用。OR、ORI是用于一個觸點的并聯連接指令。X001X002Y001地址指令數據0002LDX001X0030003ANDIX0020004ORX0030005OUTY0013電路塊的并聯和串聯指令〔ORB、ANB〕符號〔名稱〕功能梯形圖表示操作元件ORB〔塊或〕電路塊并聯連接無ANB〔塊與〕電路塊串聯連接無含有兩個以上觸點串聯連接的電路稱為“串聯連接塊〞，串聯電路塊并聯連接時，支路的起點以LD或LDNOT指令開場，而支路的終點要用ORB指令。ORB指令是一種獨立指令，其后不帶操作元件號，因此，ORB指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個電路塊并聯連接，應在每個并聯電路塊之后使用一個ORB指令，用這種方法編程時并聯電路塊的個數沒有限制；也可將所有要并聯的電路塊依次寫出，然后在這些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令，但這時ORB指令最多使用7次。將分支電路〔并聯電路塊〕與前面的電路串聯連接時使用ANB指令，各并聯電路塊的起點，使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個電路塊串聯連接，應在每個串聯電路塊之后使用一個ANB指令，用這種方法編程時串聯電路塊的個數沒有限制，假設集中使用ANB指令，最多使用7次。ANBX000X002X003Y006X001X004X005ORBX006X003地址指令數據0000LDX0000001ORX0010002LDX0020003ANDX0030004LDIX0040005ANDX0050006ORX0060007ORB0008ANB0009ORX0030010OUTY0064程序完畢指令〔END〕符號〔名稱〕功能梯形圖表示操作元件完畢END〔完畢〕程序完畢無完畢在程序完畢處寫上END指令，PLC只執行第一步至END之間的程序，并立即輸出處理。假設不寫END指令，PLC將以用戶存貯器的第一步執行到最后一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。另外。在調試程序時，可以將END指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動作，確認無誤后，再依次刪去插入的END指令。 其他的一些指令，如置位復位、脈沖輸出、去除、移位、主控觸點、空操作、跳轉指令等，同學們可以參考一些課外書，在這里我們不詳細介紹了。下面同學們可練習由梯形圖寫出與之對應的助記符形式的指令。并由后面的GPP軟件傳輸到PLC中，實時運行。2.6PLC交通燈畢業論文編程器件一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時器，C代表計數器，S代表狀態繼電器，D代表數據存放器，MOV代表傳輸等。第三章梯形圖的設計與編程方法3．1控制要求信號燈受啟動及停頓按鈕的控制，當按下啟動按鈕時，信號燈系統開場工作，并周而復始地循環工作，當按下停頓按鈕時，系統將停頓在初始狀態，所有信號燈都熄滅。3．2控制時序交通燈示意圖如圖1所示，在東西南北兩個方向均安裝信號燈，兩個方向各6個燈，分為紅、黃、綠三種顏色。工作時序如圖2所示，假設東西向較忙，綠燈時間是南北向的2倍(40s)。按下起動按鈕后，南北向綠燈亮維持20s，20s后，南北黃燈閃爍3次，計6S，期間，東西向紅燈也亮，并維持26s；26s后，東西方向綠燈亮40s，后東西向黃燈閃爍3次，計6s，期間，南北向紅燈也亮，并維持46so接下去周而復始，直到停頓按鈕被按下為止。3.3PLC交通燈畢業論文硬件及外圍元器件根據信號燈的控制要求，所有的器件有：三菱FX系列PLC、起動按鈕SB1、停頓按鈕SB2、紅黃綠色信號燈各4只，輸入／輸出端口接線如圖3所示。由圖可見：起動按鈕SB1接于輸入繼電器X0端，停頓按鈕SB2接于輸入繼電器xl端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y5端，東西方向黃燈接于輸出繼電器Y4端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向綠燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y1，南北方向紅燈接于