學(xué)院學(xué)院PLC控制交通管理知識設(shè)計

1、奧鵬學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 PLC控制交通燈設(shè)計學(xué)生姓名 蔡成武專 業(yè)指導(dǎo)教師 田老師目錄摘要 0第一章 PLC的特點及應(yīng)用1一 .概述 1二. PLC的特點1三. PLC的應(yīng)用 第二章 PLC 的結(jié)構(gòu)及原理 5一. PLC的分類5.二. PLC的結(jié)構(gòu)5.三. PLC 的工作原理 6四. PLC匯編語言 9五. PLC的基本指令.11.六. PLC 交通燈畢業(yè)設(shè)計編程器件 17第三章 梯形圖的設(shè)計與編程方法 1.8.一. 控制要求 18二. 控制時序 18三. PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計硬件及外圍元器件 18第四章 程序設(shè)計2.0 一. PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計梯形圖 20二. PLC 交通燈畢業(yè)設(shè)

2、計指令圖 20三. 軟件設(shè)計 20第五章 PLC 交通燈畢業(yè)論文設(shè)計總結(jié) 2.2.謝辭 2.3參考文獻 2.4摘要PLC 可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ) ,綜合了計算機技術(shù)、 自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。 它具 有結(jié)構(gòu)簡單、 編程方便、可靠性高等優(yōu)點 ,已廣泛用于工業(yè)過程和位 置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計,可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最 多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為,可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要 手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè) 生產(chǎn)的三大支柱。由于 PLC 具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強的特性 ,同時 其內(nèi)部定時器資源十分豐富 ,可對目

3、前普遍使用的 “漸進式”信號燈 進行精確控制 ,特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。 因此現(xiàn)在越來 越多地將 PLC 應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。同時 ,PLC 本身還具有通訊聯(lián) 網(wǎng)功能 ,將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理,可縮短車輛通行等候時間 ,實現(xiàn)科學(xué)化管理 .第一章 PLC的特點及應(yīng)用一.概述可編程控制器(Programmable Controlle)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程 邏輯控制器(Programmable Logic Controlle)，簡稱PLC，它主要用 來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功

4、能已 經(jīng)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。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer 的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 PLC。三.PLC的特點PLC的主要特點1、高可靠性（1）所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離， 使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之 間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用 R-C 濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為 1020ms.（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。（5）對采用的器件進行嚴(yán)格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有 效措

5、施，以防止故障擴大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可 靠性更進一步提高。2、豐富的 I/O 接口模塊PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流； 脈沖或電位； 強電或弱電等。有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按 鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。 另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)， 它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。3、采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模 塊化結(jié)構(gòu)。P

6、LC的各個部件，包括CPU，電源，1/0等均采用模塊化設(shè)計，由機架及 電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。4、編程簡單易學(xué)PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要 具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。5、安裝簡單，維修方便PLC 不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各 種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/0 端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指 示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法， 使系統(tǒng)迅

7、速恢復(fù)運行。四.PLC的功能1、邏輯控制2、定時控制3、計數(shù)控制4、步進（順序）控制5、PID 控制6、數(shù)據(jù)控制：PLC具有數(shù)據(jù)處理能力。7、通信和聯(lián)網(wǎng)8其它：PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制 模塊，CRT模塊三.PLC的應(yīng)用目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)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(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類：1. 開關(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，實現(xiàn)邏輯控制、 順序控制，既可用于單臺設(shè)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

8、械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2. 模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(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。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)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(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān) 量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可 驅(qū)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(chǎn) 品幾

9、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(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機， 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(yīng)用。5. 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、 排序、查表、位操作等功能，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

10、在存儲器中的參考值比較，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?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制 的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型 控制系統(tǒng)。6 . 通信及聯(lián)網(wǎng)PLC!信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展， 工廠自動化網(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。第二章PLC的結(jié)構(gòu)及原理一. PLC的分類（一） 按pic的結(jié)構(gòu)形式分類：1.整體式；2.模塊式。（二）按pic的I/O點數(shù)分類：1小

11、型256點以下；2中型256點以上，2048點以下；3大型2048點以上。（三）按pic功能分類：抵擋型，中擋型，高檔型。二. PLC的結(jié)構(gòu)PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機從結(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 些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPC模塊、I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則 組合配置。PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下:接受>現(xiàn)場信號驅(qū)動受控元件電源部件PLC的工作原理當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階

12、段，可編程邏輯控制器即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三 個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制 器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。（一）、輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器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)的單元內(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)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信 號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在 任何情況下，該輸入均能被讀入。（二）、用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序

13、執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器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， 又總 是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后 右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM存儲區(qū) 中對應(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)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài) 和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在 I/O映象區(qū)或系 統(tǒng)RAM存儲區(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)果會對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)只能到下一個掃描周期才能對排在 其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新， 程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新， 這跟立即輸入有