PLC交通燈設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文)湖 北 理 工 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)課題 plc交通燈設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí) 09機(jī)電（1）班 指導(dǎo)老師 鄢 圣 華 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 黃石理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于plc的道路交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 教學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：09機(jī)電專1 指導(dǎo)教師： 鄢圣華 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為設(shè)計(jì)一種基于plc的智能交通燈控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要功能特點(diǎn)為：具有常規(guī)人/車通行控制的一般功能；增加了急車先行控制功能；加入光電傳感器實(shí)現(xiàn)闖紅燈報(bào)警功能；直行方向通行時(shí)

2、間倒計(jì)時(shí)顯示；用plc 進(jìn)行系統(tǒng)全局控制；用傳感器進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)期間主要完成以下工作：（1）了解道路交通燈控制系統(tǒng)的控制原理，在此基礎(chǔ)上明確設(shè)計(jì)任務(wù)和目標(biāo)，擬定系統(tǒng)設(shè)計(jì)路線。（2）plc選型及相關(guān)設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，i/o點(diǎn)選取，繪制外部接線圖等。（3）plc程序設(shè)計(jì)并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，編寫調(diào)試報(bào)告。（4）完成論文撰寫，論文須符合學(xué)院的畢業(yè)論文撰寫規(guī)范，包含必要的電路圖、plc源程序和元件清單等。（5）完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所須完成的畢業(yè)實(shí)習(xí)等。2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求（1）字?jǐn)?shù)一般要求為15000-20000字。（2）打印用紙：a4；頁(yè)面設(shè)置：上：3.5cm；下:2.5 cm；

3、左：3.0 cm；右2.4 cm；裝訂線：0.5cm；頁(yè)眉：2.5 cm；頁(yè)腳：1.8cm；行間距：固定值22磅。一級(jí)目錄：黑體、三號(hào)；二級(jí)目錄：黑體、四號(hào)；三級(jí)目錄：宋體、加粗、小四：正文部分：宋體、小四；頁(yè)眉“黃石理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）”，宋體、5號(hào)，居右排列；頁(yè)碼居頁(yè)面底端靠右排列。（3）參考文獻(xiàn)著錄按照gb7714-87文參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則執(zhí)行。書(shū)寫順序?yàn)椋盒蛱?hào)·作者·論文名或著作名·雜志或會(huì)議名·卷號(hào)、期號(hào)或會(huì)議地點(diǎn)·出版社·頁(yè)號(hào)·年。3進(jìn)度安排2011年12月20日2012年1月10日下發(fā)任務(wù)書(shū)，了解道路交通燈系

4、統(tǒng)控制原理，明確設(shè)計(jì)任務(wù)。查閱資料。2012年2月11日2012年3月10日擬定總體設(shè)計(jì)方案，編寫技術(shù)開(kāi)發(fā)路線。系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，i/o點(diǎn)選取，plc選型，繪制外部接線圖。2012年3月11日2012年4月8日光電傳感器硬件選型。plc程序設(shè)計(jì)與程序調(diào)試。2012年4月9日2012年4月13日 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查2012年4月14日2012年4月30日 系統(tǒng)測(cè)試與功能完善，畢業(yè)設(shè)計(jì)論文撰寫。2012年5月1日2012年5月20日 整理畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，畢業(yè)答辯4其他情況說(shuō)明 （1）畢業(yè)設(shè)計(jì)期間每周考勤兩次，初定每周星期一下午78節(jié)和星期五下午78節(jié)為集中答疑時(shí)間。星期五下午78節(jié)點(diǎn)名一次。（2

5、）學(xué)生離校須遵守學(xué)校相關(guān)規(guī)定，辦理相關(guān)手續(xù)。5主要參考文獻(xiàn)1 高安邦等.基于plc 的城市交通指揮燈智能化控制系統(tǒng).哈爾濱：電腦學(xué)習(xí).2008（5）：12132 史叢立.一種基于plc 的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2008（6）：44463 黃云龍等編.可編程控制器教程.北京：科學(xué)出版社.2003.84 袁任光編著.可編程序控制器選用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002.75 袁任光編著.交流變頻調(diào)速器選用手冊(cè).廣州：廣東科技出版社.2002.96 陳宇編.可編程序控制器基礎(chǔ)及編程技巧.廣州：華南理工大學(xué)出版社.20047 鐘肇新等編.可編程序控制器原理及應(yīng)用（第二版）.廣

6、州：華南理工大學(xué)出版社.19978 陸寶春等編.電氣與可編程序控制器技術(shù).南京：南京理工大學(xué)出版社.20009 廖常初主編.plc基礎(chǔ)及應(yīng)用.第2版.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社.200810 三菱公司fx2n系列plc軟、硬件手冊(cè).2003前言可編程控制器（programmable controller）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（programmable logic controller），簡(jiǎn)稱plc，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)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(jiǎn)

7、稱pc。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱plc。plc的應(yīng)用領(lǐng)域：目前，plc在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是plc最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制。模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)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(shí)現(xiàn)模擬量（analog）和數(shù)字量（digital）之間的a/d轉(zhuǎn)換及d/a轉(zhuǎn)換。運(yùn)動(dòng)控制p

8、lc可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要plc廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。pid調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)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(yùn)行專用的pid子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代plc具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等

9、功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，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?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。通信及?lián)網(wǎng)plc通信含plc間的通信及plc與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的plc都具有通信接口，通信非常方便。關(guān)鍵詞：可編程控制器 交通燈 自動(dòng)控制目 錄第一章 plc概述11.1 plc的產(chǎn)生11.2 plc的特點(diǎn)11.3 plc的分類21.4 plc的基本結(jié)構(gòu)31.5 plc匯編語(yǔ)言61.6 plc的基本工作原理71.7

10、plc的發(fā)展趨勢(shì)8第二章 交通信號(hào)系統(tǒng)92.1 控制要求92.3 址地分配102.4交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)102.5 交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)142.6 數(shù)碼管顯示控制152.7 光電傳感器212.8 紅燈報(bào)警系統(tǒng)22第三章 梯形圖及指令表243.1 系統(tǒng)程序梯形圖243.2 系統(tǒng)對(duì)應(yīng)指令表28第四章 可編程控制器功能指令概述304.1 fx系列可編程控制器功能指令概述指令說(shuō)明304.2 指針（p/i）304.3 程序流程控制功能指令314.4 傳送指令mov324.5 加法指令add、減法指令sub354.6 區(qū)間復(fù)位指令zrst354.7 七段譯碼指令segd36第五章 總結(jié)37致謝及參考文

11、獻(xiàn)38第一章 plc概述1.1 plc的產(chǎn)生 傳統(tǒng)的繼電器控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于掌握、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。但是，這些控制裝置體積大、動(dòng)作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是接線復(fù)雜、排除故障非常困難而且要花費(fèi)大量的時(shí)間。如果工藝要求發(fā)生變化，控制柜內(nèi)的元件和接線也需要作相應(yīng)的變動(dòng)，改造的工期長(zhǎng)、費(fèi)用高，通用性和靈活性較差。 1968年，美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司（gm），為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷翻新，想尋找一種方法，以盡可能減少重新設(shè)計(jì)繼電器控制系統(tǒng)和接線、降低成本、縮短時(shí)間，而考慮把計(jì)算機(jī)的功能完善、通用靈活等優(yōu)點(diǎn)與繼電器控制的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，

12、制成一種通用控制裝置，提出了研制plc的基本設(shè)想：1.編程簡(jiǎn)單方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；2.硬件維護(hù)方便，最好是插件式結(jié)構(gòu)；3.可靠性要高于繼電器控制裝置；4.體積小于繼電器控制裝置；5.可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；6.成本上可與繼電器競(jìng)爭(zhēng)；7.輸入可以是交流115v；8.輸入為交流115v，2a以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；9.擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需做很小的改動(dòng)；10.用戶程序存儲(chǔ)器容量器容量至少可以擴(kuò)展到4k。 根據(jù)以上設(shè)想和要求，1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（dec）研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在通用汽車公司的汽車生產(chǎn)線上試用成功，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。從此，這一更新技術(shù)就以很快的速度發(fā)

13、展起來(lái)，現(xiàn)代的plc已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（plc，機(jī)器人和cadcam）之一。1.2 plc的特點(diǎn)1編程方法簡(jiǎn)單易學(xué) 考慮到企業(yè)中一般電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人的傳統(tǒng)讀圖習(xí)慣和應(yīng)用微機(jī)的實(shí)際水平，plc配備有他們最容易接受和掌握的梯形圖語(yǔ)言。梯形圖語(yǔ)言的電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖非常接近。而且某些僅有開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能的plc只有十幾條指令。通過(guò)閱讀plc的使用手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員或技術(shù)工人只要幾天的時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶程序。 2硬件配套齊全，用戶使用方便plc配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶不必自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件方面的設(shè)計(jì)

14、工作只是確定plc的硬件配置和外部接線。plc的安裝接線也很方便。3通用性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng) plc的生產(chǎn)具有系列化和模塊化特點(diǎn)，硬件配置相當(dāng)靈活，可以很方便地組成能滿足各種控制要求的控制系統(tǒng)。組成系統(tǒng)后，如果工藝變化，可以通過(guò)修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)變化。 4可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 絕大多數(shù)用戶都將可靠性作為選擇控制裝置的首要條件。plc采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。plc的平均無(wú)故障間隔時(shí)間高，如日本三菱公司的f1、f2系列plc的平均無(wú)故障間隔時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30萬(wàn)小時(shí)，這是一般微機(jī)所不能比擬的。5系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 plc用軟件功能取代了繼電

15、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、接線工作量大大減少。plc的梯形圖程序很容易掌握，設(shè)計(jì)和調(diào)試梯形圖所花的時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖花的時(shí)間要少得多。6維修工作量小，維修方便 plc的故障率很低，并且有完善的診斷和顯示功能。plc或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)plc上的指示燈或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因。用更換模塊的方法可以迅速地排除plc的故障。7體積小，能耗低 以f1意40m型plc為例，其外形尺寸為305×ll0×110mm，功耗小于25va。由于體積小，plc很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的

16、理想的控制設(shè)備。1.3 plc的分類現(xiàn)在比較習(xí)慣的plc分類是按i/o點(diǎn)數(shù)分，一般分為三類： 小型plc ：小型plc的i/o點(diǎn)數(shù)一般在128點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開(kāi)關(guān)量i/o以外，還可以連接模擬量i/o以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。中型plc ：中型plc采用模塊化結(jié)構(gòu)，其i/o點(diǎn)數(shù)一般在2561024點(diǎn)之間。i/o的處理方式除了采用一般plc通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過(guò)程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，

17、指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。 大型plc ：一般i/o點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的稱為大型plc。大型plc的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。大型plc還可以采用三cpu構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高。1.4 plc的基本結(jié)構(gòu) plc 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)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(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式plc包括cpu模塊、i/o模塊、內(nèi)存、電源模

18、塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。輸入接口部件接口部件輸出 中央處理單元 cpu板 接受 驅(qū)動(dòng) 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 受控元件 電 源 部 件 圖1-1 plc的基本結(jié)構(gòu)框圖1、中央處理單元(cpu)中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞。它按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、i/o以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)plc投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄

19、存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高plc的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型plc還采用雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)cpu出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。2、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。3、電源plc的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此plc的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措

20、施而將plc直接連接到交流電網(wǎng)上去。4、輸入/輸出接口 輸入接口：光電耦合器由兩個(gè)發(fā)光二極度管和光電三極管組成。 輸出接口：plc的繼電器輸出接口電路開(kāi)關(guān)量輸出接口電路：采用光電耦合電路，將cpu 處理過(guò)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等外部設(shè)備的通斷電。有三種類型：第一：繼電器輸出型：為有觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較低的直流負(fù)載或交流負(fù)載回路。 圖1-2 繼電器輸出型第二：晶閘管輸出型： 為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的交流電源負(fù)載。圖1-3 晶閘管輸出型第三：晶體管輸出型：為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的直流電源負(fù)載。圖1-4

21、晶體管輸出型1.5 plc匯編語(yǔ)言 采用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題，簡(jiǎn)單直觀的plc編寫橫語(yǔ)言，常用的有：梯形圖，語(yǔ)句表，功能圖等。1.梯形圖：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果。每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它來(lái)源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。2. 布爾助記符：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用布爾助記符來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。布爾助記

22、符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)中的匯編語(yǔ)言非常相似，采用布爾助記符來(lái)表示操作功能。3.功能表圖：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言功能表圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用功能表圖來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。采用功能表圖的描述，控制系統(tǒng)被分為若干個(gè)子系統(tǒng)，從功能入手，使系統(tǒng)的操作具有明確的含義，便于設(shè)計(jì)人員和操作人員設(shè)計(jì)思想的溝通，便于程序的分工設(shè)計(jì)和檢查調(diào)試。1.6 plc的基本工作原理一. 掃描技術(shù) 當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1 輸

23、入采樣階段在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，i/o映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2 、用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)

24、邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在i/o映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在i/o映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在i/o映象區(qū)或系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。3 輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，cpu按照i

25、/o映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是plc的真正輸出。同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。一般來(lái)說(shuō)，plc的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。1.7 plc的發(fā)展趨勢(shì)1、向更高處理速度、更大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展為了提高plc的處理能力，要求plc具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量

26、。在plc中，用戶程序的存儲(chǔ)容量有的是用編程的步數(shù)來(lái)表示，每編一條語(yǔ)句為一步；有的是以字為單位來(lái)計(jì)算，16位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字節(jié)，每1024個(gè)字節(jié)為1kb；有的是以編程的地址來(lái)表示，每編一條語(yǔ)句為一地址。目前大型plc的存儲(chǔ)容量是幾百kb，最高可達(dá)幾mb。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。目前大中型plc的掃描速度可達(dá)02mskb左右。如歐姆龍公司的c1000h為04mskb，三菱公司的a3n為02mskb。2產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展plc主要有超大型和超小型兩個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。超小型plc向體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)、價(jià)格更低方向發(fā)展，以真正完全取代最小的繼電器系統(tǒng)。超大型p

27、lc向大容量、高速度、多功能方向發(fā)展，能與計(jì)算機(jī)組成分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠生產(chǎn)全過(guò)程的集中管理。3plc編程語(yǔ)言更加豐富，功能不斷提高，編程語(yǔ)言趨向標(biāo)準(zhǔn)化在plc系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，plc的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高，除了大多數(shù)plc使用的梯形圖語(yǔ)言外，還有些plc采用basic、c語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言編程。美國(guó)生產(chǎn)的plc在基本控制方面編程語(yǔ)言已標(biāo)準(zhǔn)化，均采用梯形圖編程，日本、英國(guó)也進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化階段，法國(guó)還采用專用編程語(yǔ)言grafcet，德國(guó)采用din40719標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言。4不斷開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)和通信能力為了滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來(lái)不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模塊，如高

28、速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程io模塊、通信和人機(jī)接口模塊等，擴(kuò)大了plc應(yīng)用范圍。目前加強(qiáng)plc聯(lián)網(wǎng)與通信的能力，是plc技術(shù)進(jìn)步的潮流。plc的聯(lián)網(wǎng)和通信可分為兩類：一類是plc之間聯(lián)網(wǎng)通信，各plc制造廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是plc與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般plc都有通信模塊用于與計(jì)算機(jī)通信。第二章 交通信號(hào)系統(tǒng)2.1 控制要求十字路口的交通指揮信號(hào)燈如圖所示：控制要求如下：、設(shè)計(jì)一個(gè)適用于十字路口路口都有紅、綠、燈三個(gè)信號(hào)燈對(duì)交通實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。、具有急車先行控制功能。、具有光電傳感器實(shí)現(xiàn)闖紅燈報(bào)警功能。、用兩位七段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)綠燈的倒計(jì)時(shí)。圖2-1 基本框圖2.2 控制工藝

29、流程 設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)s00，當(dāng)它接通時(shí)，信號(hào)燈控制系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)控制開(kāi)關(guān)s01接通時(shí)，信號(hào)燈全部熄滅。 1、南北紅燈亮并保持30秒，同時(shí)東西綠燈亮，但保持25秒，到25秒時(shí)東西綠燈閃亮3次（每周期1秒）后熄滅；繼而東西黃燈亮，并保持2秒，到2秒后，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)南北紅燈熄滅和南北綠燈亮。 2、東西紅燈亮并保持25秒。同時(shí)南北綠燈亮，保持25秒，到25秒時(shí)南北綠燈閃亮3次（每周期1秒）后熄滅；繼而南北黃燈亮，并保持2秒，到2秒后，南北黃燈熄滅，南北紅燈亮，同時(shí)東西紅燈熄滅和東西綠燈亮。 3、so為東西方向闖紅燈報(bào)警光電開(kāi)關(guān)，為南北方向闖紅燈報(bào)警光電

30、開(kāi)關(guān)、為東西方向急車先行光電開(kāi)關(guān)、為南北方向急車先行光電開(kāi)關(guān)。2.3 址地分配南北方向：紅燈綠燈閃亮黃燈東西方向：紅燈綠燈閃亮黃燈0闖紅燈報(bào)警10 y17led個(gè)位顯示 20 y27led十位顯示。秒脈沖發(fā)生控制綠燈的閃亮發(fā)生控制的減一記時(shí)控制led數(shù)據(jù)的重新裝載 t13 急車東西6通過(guò)控制 t14 南北急車6通過(guò)控制輸入設(shè)備plc輸入繼電器plc輸出繼電器代號(hào)功能功能sb1啟動(dòng)按鈕x0南北紅燈y1sb2停止按鈕x1南北綠燈y2sb3東西光電報(bào)警器x2南北黃燈y3sb4南北光電報(bào)警器x3東西紅燈y4sb5東西急車光電器x4東西綠燈y5sb6南北急車光電器x5東西黃燈y6fr過(guò)載繼電器x6led

31、個(gè)位y10y17led十位y20y27闖紅燈報(bào)警 表2-1地址分配表2.4交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)plc選擇 一、plc機(jī)型和容量的選擇步驟與原則隨著plc技術(shù)的發(fā)展，plc產(chǎn)品的種類也越來(lái)越多。不同型號(hào)的plc，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選用plc，對(duì)于提高plc控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。plc的選擇主要應(yīng)從plc的機(jī)型、容量、i/o模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。 plc機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： 1、

32、合理的結(jié)構(gòu)型式 plc主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 整體式plc的每一個(gè)io點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式plc的功能擴(kuò)展靈活方便在io點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、io模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 2、安裝方式的選擇 plc系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程io式以及多臺(tái)plc聯(lián)網(wǎng)的分布式。 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程io硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程io式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程io可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程io電源；多臺(tái)plc聯(lián)網(wǎng)的分

33、布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合，可以選用小型plc，但必須要附加通訊模塊。 3、相應(yīng)的功能要求 一般小型(低檔)plc具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶ad和da轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔plc。 對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)pid運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔plc。但是中、高檔plc價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。 4、響應(yīng)速度要求 plc是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次plc的響應(yīng)速

34、度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用plc，或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮plc的響應(yīng)速度，可選用具有高速io處理功能的plc，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的plc等。 5、系統(tǒng)可靠性的要求 對(duì)于一般系統(tǒng)plc的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 6、機(jī)型盡量統(tǒng)一 主要考慮到以下三方面問(wèn)題： 1)機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理。 2)機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。 3)機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多

35、級(jí)分布式控制系統(tǒng)。 二、plc容量的選擇步驟與原則 plc的容量包括io點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量?jī)蓚€(gè)方面。1、io點(diǎn)數(shù)的選擇 plc平均的io點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用plc的io點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的io點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。 通常io點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上10%15%的裕量來(lái)確定。2、存儲(chǔ)容量的選擇 用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與plc系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差25%之多，所以對(duì)于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。 plc的i

36、o點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了plc系統(tǒng)的功能要求，因此可在io點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加20%30%的裕量。 存儲(chǔ)容量(字節(jié))開(kāi)關(guān)量io點(diǎn)數(shù)×10模擬量io通道數(shù)×1003、本系統(tǒng)選擇的plc 本次交通燈設(shè)計(jì)采用的是來(lái)自omron的cpm1a-30cdr-a可編程控制器。產(chǎn)品規(guī)格：cpm1a cpu單元在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型plc所具有的功能，盡可能使安裝空間最小化，并實(shí)現(xiàn)了具有10點(diǎn)-100點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成。而且還可連接可編程控制終端，創(chuàng)造了尚無(wú)前例的靈活運(yùn)用。它不僅可以替代繼電器控制柜，就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中，

37、亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同的需求，ac電源輸入，繼電器輸出，能加擴(kuò)展單元。 圖2-2 plc的外部系統(tǒng)接線圖2.5 交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖 圖2-3 十字路口交通信號(hào)燈控制時(shí)序圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖 圖2-4 系統(tǒng)流程圖2.6 數(shù)碼管顯示控制led 數(shù)碼管工作原理led數(shù)碼管（led segment displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等.，led數(shù)碼管根據(jù)led

38、的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類，了解led的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。下面將介紹常用led數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖。這是一個(gè)7段兩位帶小數(shù)點(diǎn) 10引腳的led數(shù)碼管 引腳定義     每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示 dp是小數(shù)點(diǎn).  數(shù)碼管分為共陽(yáng)極的led

39、數(shù)碼管、共陰極的led數(shù)碼管兩種。下圖例舉的是共陽(yáng)極的led數(shù)碼管，共陽(yáng)就是7段的顯示字碼共用一個(gè)電源的正。led數(shù)碼管原理圖示意：  引腳示意圖  從上圖可以看出，要是數(shù)碼管顯示數(shù)字，有兩個(gè)條件：1、是要在vt端（3/8腳）加正電源；2、要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低電平或“0”電平。這樣才能顯示的。   圖2-5 共陽(yáng)極led數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖   圖2-6 共陰極led數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 顯示數(shù)字對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制電平信號(hào)led數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管

40、的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)led數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。a、靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的i/o口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如bcd碼二-十進(jìn)位轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用i/o口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×840根i/o口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89s51單片機(jī)可用的i/o口才32個(gè)呢。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。b、動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的

41、8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極com增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的i/o線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通com端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。    透過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)led數(shù)碼管的com端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余

42、輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感。將s 指定的元件低4 位中的十六進(jìn)制數(shù)譯碼后送給7 段顯示器，譯碼信號(hào)存于d 指定的元件中，輸出要占7 個(gè)輸出點(diǎn)用plc 控制七段數(shù)碼管循環(huán)顯示數(shù)字09，顯示間隔1s。使用y10y17輸出控制十位數(shù)數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g的點(diǎn)亮顯示；使用y20y27輸出控制個(gè)位數(shù)數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g的點(diǎn)亮顯示。程序中使用了數(shù)據(jù)傳送mov指令，數(shù)據(jù)減一dec指令，7段碼譯碼segd指令，區(qū)間復(fù)位zrst等功能指令。程序運(yùn)行時(shí)將不斷變化的時(shí)間數(shù)據(jù)傳送給7段碼譯碼segd指令，7

43、段碼譯碼segd指令再驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，顯示不斷變化的時(shí)間。 sb2x0x1com啟動(dòng)按鈕停止按鈕p l cy11y12y13y15y14y16y20y21y22y23y24y25y26y10com1com215v 圖2-7 plc的外部硬件接線圖顯示過(guò)程分析m8002指令為初始脈沖。k0賦初始值給d0為“0”。當(dāng)按下sb1時(shí)，x0閉合，m0自鎖。1s脈沖指令m8013有輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)1s一個(gè)脈沖送給inc加1指令，d0從“0”一直加到“30”。sub為減法指令，30減去d0得出的d1就是最終所要得出的倒計(jì)時(shí)。因?yàn)轱@示一個(gè)十位數(shù)需要兩個(gè)數(shù)碼管，所以要分別取出個(gè)位數(shù)和十位數(shù)。div指令為二進(jìn)制數(shù)除法指

44、令，用得出結(jié)果d1除以10，得出的二進(jìn)制數(shù)d2，即該結(jié)果的十位數(shù)。而后，為了方便取其個(gè)位數(shù)，用mul乘法指令把d2乘以10得出d3，再用sub減法指令，把結(jié)果d1減去d3得出其個(gè)位數(shù)。最終d2為倒計(jì)時(shí)的十位數(shù)，d4為個(gè)位數(shù)。再用segd七段碼譯碼指令，把d2和d4分別在y000和y010顯示出來(lái)，得出一個(gè)兩位數(shù)。當(dāng)d1倒數(shù)到“0”時(shí)，利用rst指令返回d0的初始值為“0”。按下sb2停止按鈕，使x1斷開(kāi)，y000和y010沒(méi)有輸出信號(hào)，數(shù)碼管停止顯示。2.7 光電傳感器光電傳感器工作原理光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為

45、：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來(lái)源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(led)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測(cè)電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。此外，光電開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過(guò)反射后，還是從這根反射線返回。分類和工作方式槽型光電傳感器 把一

46、個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見(jiàn)光，在無(wú)阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過(guò)時(shí)，光被遮擋，光電開(kāi)關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。對(duì)射型光電傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開(kāi)，就可使檢測(cè)距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開(kāi)關(guān)就稱為對(duì)射分離式光電開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)。它的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過(guò)路徑的兩側(cè)，檢測(cè)物通過(guò)時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。反光板型光電開(kāi)關(guān)把發(fā)光器

47、和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開(kāi)關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來(lái)被收光器收到；一旦光路被檢測(cè)物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。擴(kuò)散反射型光電開(kāi)關(guān)它的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當(dāng)檢測(cè)物通過(guò)時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來(lái)，收光器就收到光信號(hào)，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。 2.8 紅燈報(bào)警系統(tǒng)揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器是一種電聲轉(zhuǎn)換部件，它將聲音電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音。從發(fā)展的歷史看，曾出現(xiàn)過(guò)各種各樣的揚(yáng)聲器，例如：電動(dòng)式揚(yáng)聲器

48、、電磁式揚(yáng)聲器（即舌簧揚(yáng)聲器），晶體揚(yáng)聲器、靜電揚(yáng)聲器等。 電動(dòng)式揚(yáng)聲器發(fā)聲原理是通過(guò)交變電流信號(hào)的線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，使與音圈相連的振膜振動(dòng)，從而牽扯連紙盆振動(dòng)，再通過(guò)空氣介質(zhì)，將聲波傳送出去。 電磁式揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠通過(guò)以交變電流信號(hào)的線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，吸引排斥磁片，引起振膜、紙盆振動(dòng)，再通過(guò)空氣介質(zhì)傳播聲音。 晶體揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠晶體片電伸縮效應(yīng)，引起膜片振動(dòng)，再通過(guò)空氣介質(zhì)傳播聲音。 靜電揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠靜電積累的相吸相斥效應(yīng)，使振膜振動(dòng)，再通過(guò)空氣介質(zhì)傳播聲音。 三極管晶體三極管（以下簡(jiǎn)稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有npn和pnp兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅npn和鍺p

49、np兩種三極管，（其中，n表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹npn硅管的電流放大原理。 對(duì)于npn管，它是由2塊n型半導(dǎo)體中間夾著一塊p型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的pn結(jié)稱為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的pn結(jié)稱為集電結(jié),三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。 當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而c點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源ec要高于基極電源ebo。 在制造三極管時(shí)，有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流

50、子濃度大于基區(qū)的，同時(shí)基區(qū)做得很薄，而且，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）及基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地越過(guò)發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過(guò)發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流了。 由于基區(qū)很薄,加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過(guò)集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電集電流ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源eb重新補(bǔ)給，從而形成了基極電流ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得： ie=ib+ic 這就是說(shuō)，在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的ib，就可以在集電極上得到一個(gè)較大的

51、ic，這就是所謂電流放大作用，ic與ib是維持一定的比例關(guān)系。 報(bào)警電路當(dāng)南北或東西方向出現(xiàn)闖紅燈時(shí)，plc的y1的映像寄存器置1，三極管接通揚(yáng)聲器以0.5秒的頻率發(fā)聲報(bào)警。第三章 梯形圖及指令表3.1 系統(tǒng)程序梯形圖3.2 系統(tǒng)對(duì)應(yīng)指令表第四章 可編程控制器功能指令概述4.1 fx系列可編程控制器功能指令概述指令說(shuō)明v 程序流程控制功能指令 傳送與比較指令v 算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令 循環(huán)移位與移位指令v 數(shù)據(jù)處理指令 高速處理指令v 外部i/o設(shè)備指令 fx系列外部設(shè)備指令v 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令 方便指令v 外圍設(shè)備指令 觸點(diǎn)比較指令mps、mrd、mpp 指令 指令助記符、名稱功能程序步mps

52、 進(jìn)棧進(jìn)棧1mrd 讀棧讀棧1mpp 出棧出棧14.2 指針（p/i） 1. 分支指令用p0p62、p64p127 共127 點(diǎn)。指針p0p62、p64p127 為標(biāo)號(hào)，用來(lái)指定條件跳轉(zhuǎn)，子程序調(diào)用等分支指令的跳轉(zhuǎn)目標(biāo)。p63 為結(jié)束跳轉(zhuǎn)用。2. 中斷用指針i0i8共9 點(diǎn)。中斷指針的格式表示如下：(1) 輸入中斷i00 表示為下降沿中斷；1 表示為上升沿中斷。表示輸入號(hào)，取值范圍為05，每個(gè)輸入只能用一次。例如，i001 為輸入x0 從off 到on 變化時(shí)，執(zhí)行由該指令作為標(biāo)號(hào)后面的中斷程序，并根據(jù)iret 指令返回。(2) 定時(shí)器中斷i表示定時(shí)器中斷號(hào),取值范圍為68，每個(gè)定時(shí)器只能用1 次。表示定時(shí)時(shí)間，取值范圍為1099ms。例如，i710，即每隔10ms 就執(zhí)行標(biāo)號(hào)為i710 后面的中斷程序，并根據(jù)iret 指令返回。 常數(shù)（k/h） 常數(shù)也作為器件對(duì)待，它在存儲(chǔ)器中占有一定的空間，十進(jìn)制常數(shù)用k 表示，如18 表示為k18；十六進(jìn)制常數(shù)用h 表示，如18 表示為h12。功能指令的通用表達(dá)形式 功能指令按功能號(hào)fnc00fnc249 編排。每條功能指令都有一個(gè)指令助記符。4.3 程序流程控制功能指令分類fnc no助記符功 能程序流控制00cj條件跳轉(zhuǎn)01call子程序調(diào)用02sret子程序返回03iret中斷返