基于PLC交通信號(hào)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(dòng)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(hào)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(jí)： t數(shù)控081 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起迄日期： 2012.32012.5 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要我國是一個(gè)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(dòng)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(gè)重要部分。交通擁堵問題

2、的原因在道路的交叉口，堵車先堵交叉口，如何能夠控制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(duì)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(hào)燈，能根據(jù)不同的路況要求，隨時(shí)修改控制程序，以改變各信號(hào)燈的工作時(shí)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(duì)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 1.1.1

3、 plc的產(chǎn)生及其定義1 1.1.2 plc的發(fā)展趨勢(shì)1 1.1.3 plc的應(yīng)用.2 1.2 plc的特點(diǎn)及其分類3 1.2.1 plc的特點(diǎn)3 1.2.2 plc的分類4第二章 plc的硬件介紹及選取62.1plc硬件的組成.62.1.1plc的組成.62.1.2plc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(hào)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

4、 5.1.2i/o分配及其接口電路.15 5.1.3時(shí)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 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 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒 論1.1 可編程控制器plc的概況1.1.1plc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(chǔ)指令完成順序控制而設(shè)計(jì)的。它僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、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

5、器，簡(jiǎn)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(shí)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(shí)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

6、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(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，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?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)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(gè)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(jiǎn)稱為pc。 1.1.2plc的發(fā)展趨勢(shì)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(tái)可編程序控制器，并在gm公司汽車自動(dòng)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

7、由此而迅速發(fā)展起來。plc總的發(fā)展趨勢(shì):(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(chǔ)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。(4) 加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信能力。(5) 增加外部故障的檢測(cè)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(jiǎn)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

8、時(shí)和計(jì)數(shù)控制：plc具有很強(qiáng)的定時(shí)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(shí)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(dòng)控制：plc可用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(dòng)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(duì)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(shí)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(dòng)專門的pid子程序。過程控制冶金、化工、熱處理、鍋爐等控制

9、場(chǎng)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一般都有通信功能，它可以對(duì)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(duì)控制設(shè)備的可靠性要求：1平均故障間隔時(shí)間長 2故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)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

10、劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、振動(dòng)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(duì)plc而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲(chǔ)的信息可能被破壞。（2） 永久性故障。由于元器件不可恢復(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(dòng)恢復(fù)正常，這樣能提高平均故障間隔時(shí)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(shí)，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(shí)間。為此，各plc的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面

11、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(shí)給處處錯(cuò)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(jiǎn)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(hào)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(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)很快就能學(xué)會(huì)梯形圖編制控制程序。同時(shí)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(shí)，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）

12、。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(shí)間長一些，但對(duì)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)中大量的中間繼電器、時(shí)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(shí)，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(chǎng)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

13、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?，F(xiàn)在三菱公司又有fx系列plc，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(shí)、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(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過程。1.2.2 plc的分類 plc產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相

14、同。對(duì)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接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有機(jī)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)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?；締卧驍U(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

15、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(gè)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

16、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(shí)、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(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算

17、、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(dòng)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、中型和大型三類。（1） 小型plci/o點(diǎn)數(shù)<256點(diǎn)；單cpu、8位或16位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量4k字以下。（2） 中型plci/o點(diǎn)數(shù)2562048點(diǎn)；雙cpu，用戶存儲(chǔ)器容量28k（3） 大型plci/o點(diǎn)數(shù)>2048點(diǎn)；多cpu，16位、32位處理器，用戶存儲(chǔ)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

18、成包括中央處理器（cpu）、存儲(chǔ)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2.1.1plc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(gè)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(chǔ)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(jià)格很低；中型plc的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

19、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(chǔ)器 plc的內(nèi)部存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器是有plc制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)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(chǔ)器 用戶程序存儲(chǔ)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(chǔ)器ram內(nèi)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(chǎng)控制或檢測(cè)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

20、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(chǔ)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(jiǎn)易編程器和圖形編程器兩種。簡(jiǎn)易編程器體積小，攜帶方便，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(chǎng)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(shí)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

21、plc編程支持軟件，當(dāng)個(gè)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(gè)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(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè)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氣元件供電，從而簡(jiǎn)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(gè)邏輯部

22、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(chǔ)單元有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對(duì)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(shí)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(gè)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：1. 輸入繼電器（x）：把現(xiàn)場(chǎng)輸入plc；同時(shí)提供無限多個(gè)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(hào)由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為

23、x000x007，x010x017等。2. 輸出繼電器（y）:具備一對(duì)物理機(jī)電，可以串接在負(fù)載回路中，對(duì)用物理原件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號(hào)只能直接驅(qū)動(dòng)，只能在程序中用指令驅(qū)動(dòng)。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(shí)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(dòng)。每個(gè)輔助繼電器有無限多對(duì)常開、常閉觸點(diǎn)，供編程適用。地址號(hào)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)。4. 定時(shí)器邏輯：plc

24、一般采用硬件定時(shí)中斷，軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時(shí)邏輯功能，定時(shí)器一般包括:1） 定時(shí)條件：控制定時(shí)器操作2） 定時(shí)語句：指定所適用的定時(shí)器，給出定時(shí)設(shè)定值3） 定時(shí)器的當(dāng)前值：記錄定時(shí)時(shí)間4） 定時(shí)繼電器：定時(shí)器達(dá)到設(shè)定的時(shí)為“1”(on)狀態(tài)，未開始定時(shí)或定時(shí)為達(dá)到設(shè)定值時(shí)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(hào)r、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)（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(shí)為on，復(fù)位或未計(jì)數(shù)設(shè)定值時(shí)為off2.2.1 plc的軟件組成 plc的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序

25、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(chǔ)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的主要編程語言采用比計(jì)算機(jī)語言相對(duì)簡(jiǎn)單、易懂、形象的專用語言plc編程語言多種多樣的，對(duì)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

26、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(hào)表達(dá)使編程語言，如梯形圖等。以下簡(jiǎn)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

27、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(jiǎn)易編程輸入到plc中。雖然各個(gè)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(gè)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)算來處理各種繼電器的連接。plc內(nèi)部有存儲(chǔ)單元有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對(duì)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

28、繼電器，有時(shí)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(gè)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(chǎng)輸入plc；同時(shí)提供無限多個(gè)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(hào)由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為x000x007，x010x017等。6. 輸出繼電器（y）:具備一對(duì)物理機(jī)電，可以串接在負(fù)載回路中，對(duì)用物理原件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號(hào)只能直接驅(qū)動(dòng)，只能在程序中用指令驅(qū)動(dòng)。擺好采用八進(jìn)制，分別為y000y017等。7. 內(nèi)部繼電器（m）：與外

29、界美歐直接聯(lián)系，僅作運(yùn)算的中間結(jié)果適用。有時(shí)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(dòng)。每個(gè)輔助繼電器有無限多對(duì)常開、常閉觸點(diǎn)，供編程適用。地址號(hào)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(shí)器邏輯：plc一般采用硬件定時(shí)中斷，軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時(shí)邏輯功能，定時(shí)器一般包括:5） 定時(shí)條件：控制定時(shí)器操作6） 定時(shí)語句：指定所適用的定時(shí)器，給出定時(shí)設(shè)定值7） 定時(shí)器的當(dāng)前值：記錄定時(shí)時(shí)間8） 定時(shí)繼電器：定時(shí)器達(dá)到設(shè)定的時(shí)為“1”(on)狀態(tài)，未開始定時(shí)或

30、定時(shí)為達(dá)到設(shè)定值時(shí)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(hào)r、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)（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(shí)為on，復(fù)位或未計(jì)數(shù)設(shè)定值時(shí)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(chǔ)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，

31、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(duì)簡(jiǎn)單、易懂、形象的專用語言plc編程語言多種多樣的，對(duì)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(hào)表達(dá)使編程語言，如梯形圖等。以下簡(jiǎn)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

32、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(jiǎn)易編程輸入到plc中。雖然各個(gè)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(hào)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4.1.1plc交通燈控制

33、要求 在plc交通燈模擬模塊中，主干道東西南北都有3個(gè)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(hào)燈的動(dòng)作受開關(guān)總體控制，按以下啟動(dòng)按鈕，信號(hào)等系統(tǒng)開始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)動(dòng)作；按一下停止按鈕，所有信號(hào)燈都熄滅圖4.1.1十字路口交通燈東西信號(hào)綠燈亮綠燈閃黃燈閃紅燈亮?xí)r間25s3s2s30s南北信號(hào)紅燈亮綠燈亮綠燈閃黃燈亮?xí)r間30s25s3s2s表4.1.1交通燈控制要求第五章plc交通燈的設(shè)計(jì)與控制5.1plc交通燈的設(shè)計(jì)圖空一行與正文空兩行times new roman小四號(hào)，末尾不加符號(hào)times new roman加粗小四號(hào)黑體三號(hào)

34、5.1.1初始順序圖 set m800i0.0南北綠燈亮，東西紅燈亮，定時(shí)20秒 s0.0t0南北綠燈閃亮，定時(shí)3秒 s0.1t1南北黃燈亮，定時(shí)2秒 s0.2t2東西綠燈亮，南北紅燈亮，定時(shí)20秒 s0.3t3東西綠燈閃亮，定時(shí)3秒 s0.4t4東西黃燈亮，定時(shí)2秒 s0.5t55.1.2i/o分配及接線圖 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須了解各個(gè)對(duì)象的控制要求,分析對(duì)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(duì)開關(guān)量,模擬量的控制,用戶存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量等。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,

35、i/o分配及其接線原理圖分別如下表4.1.2和圖4.1.2所示。表4.1.2 plc i/o端口分配表輸入功能輸出功能i0.0啟動(dòng)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(hào)燈的控制要求，本模塊所用的器件有：?jiǎn)?dòng)按鈕sb1，停止按鈕sb2，紅黃綠色信號(hào)燈各四只，輸入/輸出端的接線圖。由圖可見：?jiǎn)?dòng)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

36、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(hào)燈的功率較大，一個(gè)輸出繼電器不能帶動(dòng)信號(hào)燈，可以采用一個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)一只信號(hào)燈，也可以采用輸出繼電器先帶動(dòng)中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖4.1.2輸入/輸出線圈4.1.3時(shí)序圖 根據(jù)十字路口信號(hào)燈的控制要求，可作出信號(hào)燈控制時(shí)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(dòng)x0·圖4.1.3時(shí)序圖本模塊哦我們采用基本邏輯的變成實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的控制。燈亮采用由定時(shí)器組成

37、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(shí)，t10得電，延時(shí)0.5秒后，t10出點(diǎn)閉合，定時(shí)器t11得電，延時(shí)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(shí)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(shí)東西綠光閃光記時(shí)南北綠燈平光記時(shí)脈沖發(fā)生器（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(shí)南北綠光閃光記時(shí)東西黃燈記時(shí)東西綠燈平光記時(shí)東西紅燈記時(shí)t0 k300t1 k300t2 k250t3 k30t4 k20t6 k30t5 k250y6t7 k20y2y5y4y1y0t10t11t11t7t10m100t6t100t6t5y2t3y5t4t10t3t2y6t0m100t6t5t0t3t2m100t0m100t2t0t0t1工作時(shí)，可變成控制器處于運(yùn)行狀態(tài)，安東啟動(dòng)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