基于PLC交通信號燈控制系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

1、 南京工程學(xué)院 自動化學(xué)院自考助學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于PLC交通信號燈控制系統(tǒng) 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 班 級： T數(shù)控081 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起迄日期： 2012.32012.5 摘 要我國是一個人口大國，許多城市都存在交通擁堵現(xiàn)象。特別是近十幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市人口與機(jī)動車輛的增多，城市交通問題越來越受到人們的關(guān)注。特別是那些大城市，情況尤為嚴(yán)重，如上海、北京、南京、武漢等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況。因此，如何改善與人們密切相關(guān)的交通問題也成為政府交通部門工作中的一個重要部分。交通擁堵問題的原因在道路的交叉口，堵車先堵交叉口，如何能夠控制

2、好十字路口車輛的通行，可以有效地解決交通擁堵問題。所以交通燈設(shè)計(jì)的合理與否，就顯得尤為重要，對解決交通擁堵問題具有重要意義。 在實(shí)際應(yīng)用中，采用PLC控制城市交通信號燈，能根據(jù)不同的路況要求，隨時修改控制程序，以改變各信號燈的工作時間和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。本論文就是運(yùn)用PLC原理來實(shí)現(xiàn)對十字路口的交通燈的控制，介紹了基于PLC在交通系統(tǒng)的運(yùn)用，系統(tǒng)介紹了PLC的基本原理。關(guān)鍵詞：可編程控制；交通燈；梯形圖目 錄 第一章 緒論1 1.1可編程控制器PLC的概況1 PLC的產(chǎn)生及其定義1 PLC的發(fā)展趨勢1 PLC的應(yīng)用.2

3、 1.2 PLC的特點(diǎn)及其分類3 PLC的特點(diǎn)3 PLC的分類4第二章 PLC的硬件介紹及選取62.1PLC硬件的組成.6LC的組成.6LC的硬件選取.7第三章 PLC的軟件介紹及組成.10 3.1PLC的軟件介紹.10 3.2PLC軟件的組成.11第四章 PLC交通信號燈的控制12 4.1交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和工作過程13 4.1.1PLC交通燈控制要求.13第五章 PLC交通燈的設(shè)計(jì)與控制.145.1PLC交通燈的設(shè)計(jì)圖.14 5.1.1初始順序圖.14 5.1.2I/O分配及其接口電路.15 時序.17 5.1.3梯形圖.19 5.1.4編制程序.20第六章 結(jié)論21 1論文總結(jié)21

4、 2感想.21致謝22參考文獻(xiàn)23附錄A：英文資料附錄B：英文資料翻譯附錄C：硬件設(shè)計(jì)原理圖與PCB圖附錄D：其它資料（根據(jù)各課題具體）附件： 畢業(yè)論文光盤資料 第一章 緒 論1.1 可編程控制器PLC的概況LC的產(chǎn)生及其定義早期的可編程控制器是為了取代繼電器控制線路，采用存儲指令完成順序控制而設(shè)計(jì)的。它僅有邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)等功能，采用開關(guān)量控制，實(shí)現(xiàn)只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，所以稱為可編程控制器，簡稱PLC（Programmable Logic Controller）。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，采用了16位和少數(shù)的32位微處理器構(gòu)成PLC，使得可編程邏輯控制在概念、設(shè)計(jì)、性能上都有了新的突破。采用

5、微處理器之后，這種控制功能不在局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算，增加了數(shù)值運(yùn)算、模擬量處理、通信功能，90年代以來，由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，同時為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，PLC由單CPU轉(zhuǎn)向多CPU，16位和32位微處理器被大量應(yīng)用與PLC中，時期運(yùn)算速度、通行聯(lián)網(wǎng)、圖像顯示和數(shù)據(jù)處理功能都大大增強(qiáng).可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作指令，并且通過數(shù)字式，模擬式的輸入和輸出，控制各類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)

6、的外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)。，成為真正意義上可編程控制器（Programmable Controller），簡稱為PC。 LC的發(fā)展趨勢美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)GM公司招標(biāo)的技術(shù)要求，于1969年研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車自動裝配線上試用，獲得成功。其后，日本，德國等相繼引入這項(xiàng)新技術(shù)，可編程序控制器由此而迅速發(fā)展起來。PLC總的發(fā)展趨勢:(1) 向高速、大容量方向發(fā)展為了提高PLC處理性能，要求PLC有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲容量。(2) 向超大型和超小型發(fā)展，為了適應(yīng)不同的控制需要。(3) 開發(fā)新的智能模塊。

7、(4) 加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信能力。(5) 增加外部故障的檢測與處理能力。(6) 編程語音多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化。 1.1.3PLC的應(yīng)用PLC的應(yīng)用范圍大致歸結(jié)為：（1） 開關(guān)量邏輯控制：PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，可以實(shí)現(xiàn)簡單和復(fù)雜的邏輯邏輯控制。（2） 模擬量控制：PLC配有A/D和D/A轉(zhuǎn)化模塊（3） 過程控制：現(xiàn)代大型的PLC一般配備了PID控制模塊，可以進(jìn)行閉環(huán)過程控制。（4） 定時和計(jì)數(shù)控制：PLC具有很強(qiáng)的定時和計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶提供十幾種甚至上百種，上千種定時器和計(jì)數(shù)器。（5） 順序控制：在工業(yè)控制中，可采用PLC步進(jìn)指令編程或移位寄存器編程來實(shí)現(xiàn)順序控制。（6） 運(yùn)動控制：PLC可用

8、于圓周控制和直線控制。從控制配置上來說，早期直接用開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在可以用專門的運(yùn)動模塊。廣泛應(yīng)用與機(jī)床，機(jī)械，機(jī)器人，電器等。（7） 過程控制:這是對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。PLC能編制各種控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID控制時一般控制系統(tǒng)中常用的控制方法。PID處理一般是用運(yùn)動專門的PID子程序。過程控制冶金、化工、熱處理、鍋爐等控制場合非常有廣泛的應(yīng)用。（8） 數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代PLC不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，排序，查表等，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)顯示和打印等，它具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。（9） 通信和聯(lián)網(wǎng)：現(xiàn)代PLC一般都有

9、通信功能，它可以對遠(yuǎn)程的I/O借口進(jìn)行控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)PLC和PLC，PLC和計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信，這樣PLC可以方便進(jìn)行分布式控制。1.2PLC的特點(diǎn)及其分類 1.2.1PLC的特點(diǎn)1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（硬件、軟件）工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備的可靠性要求：1平均故障間隔時間長 2故障修復(fù)時間（平均修復(fù)時間）長短，任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種：（1） 偶發(fā)性故障。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、振動等引起的故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)也隨之恢復(fù)正常。但對PLC而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲的信息可能被破壞。（2） 永久性故障。由于

10、元器件不可恢復(fù)的破壞而引起的故障。如果能在限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使PLC在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使PLC在惡劣條件消失后自動恢復(fù)正常，這樣能提高平均故障間隔時間;如果能在PLC上增加一些診斷措施和社黨的保護(hù)手段，在永久性故障出現(xiàn)時，能很快查處故障發(fā)生點(diǎn)，并將故障限制在局部，就能降低PLC的平均修復(fù)時間。為此，各PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強(qiáng)的自診斷能力，能及時給處處錯信息，停止運(yùn)行等待修復(fù)外，還使PLC具有很強(qiáng)的抗干擾能力。2) 編程簡單，易于掌握目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳

11、統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程原件符號和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)很快就能學(xué)會梯形圖編制控制程序。同時還提供了功能圖、語言表等編程語言。 PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。與真正執(zhí)行匯編語言編程的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時間長一些，但對于大多數(shù)由控制設(shè)備來說，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。3) 設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間

12、繼電器、時間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件、控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時，PLC的on過戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。4） 體積小，重量輕，功耗低 PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例，外形尺寸近衛(wèi)305x110x110mm，重量2.3KG，功耗小于25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)壞境溫。濕度變化的能力。現(xiàn)在三菱公司又有FX系列PL

13、C，與其超小型品種F1系列相比；面積為47%，體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24128點(diǎn)。5） 功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣4) 現(xiàn)在PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動、通信、人機(jī)對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。LC的分類 PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對于PLC的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類。 1按結(jié)構(gòu)形式分類。根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。（1） 整體式PLC：整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等

14、部件都集中裝在一個機(jī)箱內(nèi)，具有機(jī)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由于不同I/O點(diǎn)數(shù)基本單元和擴(kuò)展單元組成?；締卧獌?nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，美歐CPU。基本單元或擴(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。（2） 模塊式PLC：模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊以及各種功能模塊。模塊式PLC由于PLC內(nèi)框架或基板和各種

15、模塊組成。模擬裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同模塊的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。還有一些PLC將整體和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自地理的模塊，但他們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。2按功能分類 根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為抵擋、中檔、高檔三類。（1） 抵擋PLC：具有邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少數(shù)模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比

16、較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。（2） 中檔PLC:除具有抵擋PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制體統(tǒng)。（3） 高檔PLC：除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或機(jī)構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)共產(chǎn)自動化。3按I/O點(diǎn)數(shù)分類根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少，可講PLC分為小型、中型

17、和大型三類。（1） 小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量816k 第2章 PLC的硬件和軟件的介紹和組成2.1PLC的硬件介紹PLC的基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲器、I/O接口（接入口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口等）,編程器和電源LC的組成 1）中央處理器（CPU） 中央處理器(CPU)由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成并集成在一個芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線總線、地址總線、控制總線和電源總線與存儲器、輸入輸出接口、編程器和電源相連接。小型PLC的CPU采用8位或16位微處理器或單片機(jī)，如8031、M68000等，這類芯片價格很低；中型PLC的

18、CPU采用16位或32位微處理器或單片機(jī)，如8086、96系列單片機(jī)等，這類芯片主要特點(diǎn)是集成度高、運(yùn)算速度快且可靠性高；而大型PLC則需采用高速位片式微處理器。CPU按照PLC內(nèi)系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC控制系統(tǒng)完成各項(xiàng)工作任務(wù)。存儲器 PLC的內(nèi)部存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序。 系統(tǒng)程序存儲器是有PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)系統(tǒng)程序存儲器中，主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分。 用戶存程序存儲器 用戶程序存儲器用于存放用于載入的PLC應(yīng)用程序，載入初期的用戶程序因需要修改與調(diào)試，所以成為用戶調(diào)試程序，存放在可以隨機(jī)讀寫操作的隨機(jī)存取存儲器RAM內(nèi)

19、以方便用戶修改與調(diào)試。 3）I/O接口 輸入輸出接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場控制或檢測元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類型。晶體管和晶閘管輸出為無觸點(diǎn)輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負(fù)載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負(fù)載；繼電器輸出為有觸點(diǎn)輸出型電路，用于低頻負(fù)載。 4)編程器編程器作用是將用戶編寫的程序下載至PLC的用戶程序存儲器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。編程器有簡易編程器和圖形編程器兩種。簡易編程器體積小，攜帶方便，

20、但只能用語句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型PLC的編程及現(xiàn)場調(diào)試。圖形編程器既可用語句形式編程，又可用梯形圖編程，同時還能進(jìn)行脫機(jī)編程。目前PLC制造廠家大都開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件，當(dāng)個人計(jì)算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過個人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。5.)電源PLC的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供CPU、存儲器等所需的直流電，是整個PLC的能源供給中心。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電

21、氣元件供電，從而簡化外圍配置。2.2 PLC的軟件介紹PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)。PLC系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。其軟件主要有以下幾個邏輯部件：（1） 繼電器邏輯：為適應(yīng)電氣控制的需要，PLC為用戶提供繼電器邏輯，用邏輯與或非等邏輯運(yùn)算來處理各種繼電器的連接。PLC內(nèi)部有存儲單元有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對應(yīng)于“ON”或“OFF”兩種狀態(tài)。因此PLC中所說的繼電器是一種邏輯概念的，而不是真正的繼電器，有時也稱為“軟繼電器”與通常的繼電器相比有以下特點(diǎn)：1. 體積小，功耗低2. 無觸點(diǎn)、速度快、壽命長3. 有無數(shù)個觸點(diǎn)，使用中不必考慮借點(diǎn)的容量PLC一般為用戶提供以

22、下集中繼電器：1. 輸入繼電器（x）：把現(xiàn)場輸入PLC；同時提供無限多個常開、常閉出點(diǎn)供用戶編程使用。在程序中只有觸點(diǎn)沒有線圈，信號由外部信號驅(qū)動。編號采用八進(jìn)制，分別為X000X007，X010X017等。2. 輸出繼電器（Y）:具備一對物理機(jī)電，可以串接在負(fù)載回路中，對用物理原件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號只能直接驅(qū)動，只能在程序中用指令驅(qū)動。擺好采用八進(jìn)制，分別為Y000Y017等。3. 內(nèi)部繼電器（M）：與外界美歐直接聯(lián)系，僅作運(yùn)算的中間結(jié)果適用。有時也成為輔助繼電器或中間繼電器。和輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動。每個輔助繼電器有無限多對常開、常閉觸點(diǎn)，供編程適用。地址號按十進(jìn)制

23、分配，通用型輔助繼電器有M0M499供500點(diǎn)，保持型輔助機(jī)電其有M500M1023共524點(diǎn)，特殊型輔助繼電器有M8000M8255供157點(diǎn)。4. 定時器邏輯：PLC一般采用硬件定時中斷，軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時邏輯功能，定時器一般包括:1） 定時條件：控制定時器操作2） 定時語句：指定所適用的定時器，給出定時設(shè)定值3） 定時器的當(dāng)前值：記錄定時時間4） 定時繼電器：定時器達(dá)到設(shè)定的時為“1”(ON)狀態(tài)，未開始定時或定時為達(dá)到設(shè)定值時為“0”（OFF）狀態(tài)。 （2）計(jì)數(shù)器邏輯 PLC為用戶提供了若干計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器復(fù)位信號R、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號（CP單位脈沖）、計(jì)數(shù)器設(shè)定值的記憶單元、計(jì)數(shù)器

24、當(dāng)前計(jì)數(shù)值單元、計(jì)數(shù)器當(dāng)前計(jì)數(shù)值單元，計(jì)數(shù)繼電器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時為ON，復(fù)位或未計(jì)數(shù)設(shè)定值時為OFFLC的軟件組成 PLC的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。 系統(tǒng)程序有PLC制造廠商設(shè)計(jì)編寫的，并存入PLC的系統(tǒng)存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統(tǒng)程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應(yīng)用中，最重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序，以實(shí)現(xiàn)控制目的。由于PLC是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使用者是官大電氣技術(shù)人員，為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，PLC的主要編程

25、語言采用比計(jì)算機(jī)語言相對簡單、易懂、形象的專用語言PLC編程語言多種多樣的，對于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的PLC產(chǎn)品采用的編程語言的表達(dá)方式也不同，但基本上可歸納兩種類型，一是采用字符表達(dá)方式的編程語言，如語句表等；二是采用圖形符號表達(dá)使編程語言，如梯形圖等。以下簡要介紹集中常見的PLC編程語言1梯形圖語言 梯形圖語言在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中長的接觸器、繼電器等圖形表達(dá)符的基礎(chǔ)上演變而來的。它與電器控制線路圖相似，繼承了傳統(tǒng)電氣控制邏輯適用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、適用的特點(diǎn)。因此，這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用最廣泛的PLC的匯編語言，是PLC的第一編程

26、語言。2語句表語言 這種編程語言是一種匯編語言類似的助符編程表達(dá)方式。在PLC應(yīng)用中，經(jīng)常采用建議編程器，而這種編程器中沒有CRT屏幕顯示，或沒有較大的驚天屏幕顯示。因此，就用一系列PLC操作命令組成的表達(dá)將梯形圖來描述出來，在通過簡易編程輸入到PLC中。雖然各個PLC生產(chǎn)廠家的語句表達(dá)形式不盡相同，但基本功能相差無幾。第三章 PLC 的匯編語言和基本指令 3.1PLC的軟件介紹 PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)。PLC系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。其軟件主要有以下幾個邏輯部件：（2） 繼電器邏輯：為適應(yīng)電氣控制的需要，PLC為用戶提供繼電器邏輯，用邏輯與或非等邏輯運(yùn)算來處

27、理各種繼電器的連接。PLC內(nèi)部有存儲單元有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對應(yīng)于“ON”或“OFF”兩種狀態(tài)。因此PLC中所說的繼電器是一種邏輯概念的，而不是真正的繼電器，有時也稱為“軟繼電器”與通常的繼電器相比有以下特點(diǎn)：4. 體積小，功耗低5. 無觸點(diǎn)、速度快、壽命長6. 有無數(shù)個觸點(diǎn)，使用中不必考慮借點(diǎn)的容量PLC一般為用戶提供以下集中繼電器：5. 輸入繼電器（x）：把現(xiàn)場輸入PLC；同時提供無限多個常開、常閉出點(diǎn)供用戶編程使用。在程序中只有觸點(diǎn)沒有線圈，信號由外部信號驅(qū)動。編號采用八進(jìn)制，分別為X000X007，X010X017等。6. 輸出繼電器（Y）:具備一對物理機(jī)電，可以串接在負(fù)載回路中

28、，對用物理原件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號只能直接驅(qū)動，只能在程序中用指令驅(qū)動。擺好采用八進(jìn)制，分別為Y000Y017等。7. 內(nèi)部繼電器（M）：與外界美歐直接聯(lián)系，僅作運(yùn)算的中間結(jié)果適用。有時也成為輔助繼電器或中間繼電器。和輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動。每個輔助繼電器有無限多對常開、常閉觸點(diǎn)，供編程適用。地址號按十進(jìn)制分配，通用型輔助繼電器有M0M499供500點(diǎn)，保持型輔助機(jī)電其有M500M1023共524點(diǎn)，特殊型輔助繼電器有M8000M8255供157點(diǎn)。8. 定時器邏輯：PLC一般采用硬件定時中斷，軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時邏輯功能，定時器一般包括:5） 定時條件：控制定時器操

29、作6） 定時語句：指定所適用的定時器，給出定時設(shè)定值7） 定時器的當(dāng)前值：記錄定時時間8） 定時繼電器：定時器達(dá)到設(shè)定的時為“1”(ON)狀態(tài)，未開始定時或定時為達(dá)到設(shè)定值時為“0”（OFF）狀態(tài)。 （2）計(jì)數(shù)器邏輯 PLC為用戶提供了若干計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器復(fù)位信號R、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號（CP單位脈沖）、計(jì)數(shù)器設(shè)定值的記憶單元、計(jì)數(shù)器當(dāng)前計(jì)數(shù)值單元、計(jì)數(shù)器當(dāng)前計(jì)數(shù)值單元，計(jì)數(shù)繼電器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時為ON，復(fù)位或未計(jì)數(shù)設(shè)定值時為OFF3.2PLC的軟件組成 PLC的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。 系統(tǒng)程序有PLC制造廠商設(shè)計(jì)編寫的，并存入PLC的系統(tǒng)存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統(tǒng)程序一

30、般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應(yīng)用中，最重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序，以實(shí)現(xiàn)控制目的。由于PLC是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使用者是官大電氣技術(shù)人員，為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，PLC的主要編程語言采用比計(jì)算機(jī)語言相對簡單、易懂、形象的專用語言PLC編程語言多種多樣的，對于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的PLC產(chǎn)品采用的編程語言的表達(dá)方式也不同，但基本上可歸納兩種類型，一是采用字符表達(dá)方式的編程語言，如語句表等；二是采用圖形符號表達(dá)使編程語言，如梯形圖等。以下

31、簡要介紹集中常見的PLC編程語言1梯形圖語言 梯形圖語言在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中長的接觸器、繼電器等圖形表達(dá)符的基礎(chǔ)上演變而來的。它與電器控制線路圖相似，繼承了傳統(tǒng)電氣控制邏輯適用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、適用的特點(diǎn)。因此，這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用最廣泛的PLC的匯編語言，是PLC的第一編程語言。2語句表語言 這種編程語言是一種匯編語言類似的助符編程表達(dá)方式。在PLC應(yīng)用中，經(jīng)常采用建議編程器，而這種編程器中沒有CRT屏幕顯示，或沒有較大的驚天屏幕顯示。因此，就用一系列PLC操作命令組成的表達(dá)將梯形圖來描述出來，在通過簡易編程輸入到PLC中。雖然各

32、個PLC生產(chǎn)廠家的語句表達(dá)形式不盡相同，但基本功能相差無幾。第四章 PLC交通信號燈的控制4.1交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和工作過程LC交通燈控制要求 在PLC交通燈模擬模塊中，主干道東西南北都有3個控制燈，為：禁止通行燈（亮?xí)r為紅色）準(zhǔn)備禁止通行燈（亮?xí)r為黃色）準(zhǔn)予通行燈（亮?xí)r為綠色） 信號燈的動作受開關(guān)總體控制，按以下啟動按鈕，信號等系統(tǒng)開始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)動作；按一下停止按鈕，所有信號燈都熄滅圖十字路口交通燈東西信號綠燈亮綠燈閃黃燈閃紅燈亮?xí)r間25s3s2s30s南北信號紅燈亮綠燈亮綠燈閃黃燈亮?xí)r間30s25s3s2s表交通燈控制要求第五章PLC交通燈的設(shè)計(jì)與控制5.1PLC交通燈的

33、設(shè)計(jì)圖空一行與正文空兩行Times New Roman小四號，末尾不加符號Times New Roman加粗小四號黑體三號 5.1.1初始順序圖 SET M800I0.0南北綠燈亮，東西紅燈亮，定時20秒 S0.0T0南北綠燈閃亮，定時3秒 S0.1T1南北黃燈亮，定時2秒 S0.2T2東西綠燈亮，南北紅燈亮，定時20秒 S0.3T3東西綠燈閃亮，定時3秒 S0.4T4東西黃燈亮，定時2秒 S0.5T5I/O分配及接線圖 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須了解各個對象的控制要求,分析對象的控制要求,確定輸入/輸出(I/O)接口的數(shù)量,確定所控制參數(shù)的精度及類型。如對開關(guān)量,模擬量的控制,用戶存儲器的存儲容量等。

34、選擇合適的PLC機(jī)型及外設(shè),以完成PLC的硬件結(jié)構(gòu)配置。PLC控制交通燈的電路接線原理圖,編制I/O接口功能表, I/O分配及其接線原理圖分別如下表表LC I/O端口分配表輸入功能輸出功能I0.0啟動Q0.0南北紅燈20秒I0.1停止Q0.1南北黃燈2秒Q0.2南北綠燈20秒Q0.4東西紅燈20秒Q0.5東西黃燈2秒Q0.6東西綠燈20秒根據(jù)信號燈的控制要求，本模塊所用的器件有：啟動按鈕SB1，停止按鈕SB2，紅黃綠色信號燈各四只，輸入/輸出端的接線圖。由圖可見：啟動按鈕SB1接于輸入繼電器I0.0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器I0.1端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Q0.0端，東西方向的黃

35、燈介于輸出繼電器Q0.1端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器10.2端，南北方向的紅燈接于輸出繼電器Q0.4端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Q0.5端，南北方向的綠燈接于輸出繼電器Q0.6端，將輸出端的1L及2L用導(dǎo)線相連，輸出端的電源為交流220V，如果信號燈的功率較大，一個輸出繼電器不能帶動信號燈，可以采用一個輸出點(diǎn)驅(qū)動一只信號燈，也可以采用輸出繼電器先帶動中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動信號。圖輸入/輸出線圈時序圖 根據(jù)十字路口信號燈的控制要求，可作出信號燈控制時序圖南北綠燈Y6南北綠燈Y5南北綠燈Y4東西紅燈Y2東西黃燈Y1東西綠燈Y0啟動X0圖時序圖本模塊哦我們采用基本邏輯的變成實(shí)現(xiàn)信號燈

36、的控制。燈亮采用由定時器組成的脈沖發(fā)生器實(shí)現(xiàn)。由此可以分析一下由T10及T11組成脈沖發(fā)生器的梯形圖。T10K5M100T11T10T11K5T10T11圖4.1周期為1秒的脈沖發(fā)生器 圖4.2T10觸點(diǎn)的脈沖波形由圖4.1可知，當(dāng)M100閉合時，T10得電，延時0.5秒后，T10出點(diǎn)閉合，定時器T11得電，延時0.5秒后，其常閉觸點(diǎn)T11斷開，T11斷開，T10線圈失電，其觸點(diǎn)T10斷開，而定時器T10再次得點(diǎn)，0.5秒后，T10再次閉合,如此周而復(fù)始終，即可得到T10觸發(fā)的工作波形圖圖4.2所示。5.1.4梯形圖X0M100X1END南北紅燈記時東西綠光閃光記時南北綠燈平光記時脈沖發(fā)生器（

37、周期為1秒）南北黃燈東西黃燈南北綠燈（閃）東西綠燈（閃）東西紅燈南北紅燈南北黃燈記時南北綠光閃光記時東西黃燈記時東西綠燈平光記時東西紅燈記時T0 K300T1 K300T2 K250T3 K30T4 K20T6 K30T5 K250Y6T7 K20Y2Y5Y4Y1Y0T10T11T11T7T10M100T6T100T6T5Y2T3Y5T4T10T3T2Y6T0M100T6T5T0T3T2M100T0M100T2T0T0T1工作時，可變成控制器處于運(yùn)行狀態(tài)，安東啟動按鈕SB1，則輔助繼電器M10得電并自鎖，由梯形圖可知，首先接通輸出繼電器Y6，及Y0，使得南北方向的紅燈亮、東西方向的綠燈亮。根據(jù)梯形圖的文字說明及圖的時序