畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于plc的交通燈設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目： 基于PLC的交通燈設(shè)計(jì) </p><p>　　院 (系)： 機(jī)電工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動化 </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　二〇一一年 十二月三十日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃</p&g

3、t;<p>　　本表作評定學(xué)生平時(shí)成績的依據(jù)之一</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　可編程控制器(PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，編程容易，功能擴(kuò)展方便，修改靈活,而且結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)。歐姆龍CPM2A系列可編程控制器指令豐富，可以接各種輸入、輸出設(shè)備，并

4、有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備更是符合交通燈控制系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信?？梢岳锰菪螆D和語句表進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈控制系統(tǒng)的自動化。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器；交通燈；梯形圖；語句；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Programmable l

5、ogic controller (PLC) by microprocessor as the core, generally adopted according to the relay contactor controlling system of electrical schematic diagram of the ladder diagram language program design, programming, easy

6、extension, modification, flexible and convenient, simple in structure, strong anti-jamming capability. CPM2A omron series programmable controller can meet all kinds of rich command input and output devices, and has abund

7、ant special equipment, including expansion of </p><p>　　Key Word: programmable controller, Traffic lights, Ladder diagram, Statements, automation.</p><p><b>　　目 錄</b></p><

8、p><b>　　緒言1</b></p><p>　　第一章 可編程控制器PLC2</p><p>　　1.1可編程控制器PLC概述2</p><p>　　1.2 PLC的發(fā)展歷程及趨勢2</p><p>　　1.3 PLC的硬件結(jié)構(gòu)及原理5</p><p>　　第二章 交通燈的系統(tǒng)

9、設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.1交通燈控制系統(tǒng)的控制要求8</p><p>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案8</p><p>　　2.3硬件設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.3.1 PLC的選型及接線10</p><p>　　2.3.2 PLC的安裝11</p><p>　　2.3.3 P

10、LC接線11</p><p>　　2.3.4 梯形圖語言：13</p><p>　　第三章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試16</p><p>　　3.1 檢測與調(diào)試16</p><p>　　3.2 系統(tǒng)運(yùn)行16</p><p><b>　　結(jié)論17</b></p><p>&

11、lt;b>　　致謝18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　緒言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣控制技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。可編程控制器（PLC）作為電氣控制領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，經(jīng)過三十多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了完整的工業(yè)產(chǎn)

12、品系列，從功能及技術(shù)指標(biāo)等各個(gè)方面，都達(dá)到了成熟的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的軟硬件水平?，F(xiàn)已廣泛地應(yīng)用在包括邏輯運(yùn)算、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、過程控制、位置控制、人機(jī)對話、網(wǎng)絡(luò)通信等各種場合。十字路口交通燈正是通過可編程控制器編寫梯形圖或助記符語言而實(shí)現(xiàn)對交通燈的控制，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。</p><p>　　第一章 可編程控制器PLC</p><

13、p>　　1.1可編程控制器PLC概述</p><p>　　可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置。可編程序控制器是隨著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種.小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn).發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC從1969年問世以來，雖然至今還不到40年，

14、但由于其具有通用靈活的控制性能.簡單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。有人將它與數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)工業(yè)機(jī)械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具

15、有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。</p><p>　　1.2 PLC的發(fā)展歷程及趨勢</p><p>　　在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。</p><p>　　1968年美

16、國通用汽車公司（G.M）為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。</p>

17、<p>　　1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來。</p><p>　　早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子

18、技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。</p><p>　　20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、

19、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。</p><p>　　PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個(gè)階段：</p><p>　　1970—1980年：PLC的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機(jī)型、通用計(jì)算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘汰。最終以微處

20、理器為核心的現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形成，取得了市場的認(rèn)可，得以迅速發(fā)展.推廣。PLC的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。</p><p>　　1980—1990年：PLC的普及階段。在這一階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價(jià)格不斷下降，PLC被迅速普及。各PLC生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價(jià)格.品種開始系列化，并且形成了固定I/O點(diǎn)型、基本單元加擴(kuò)展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)

21、型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。PLC的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有F.F1.F2小型PLC系列產(chǎn)品,K/A系列中、大型PLC產(chǎn)品等。</p><p>　　1990—2000年，PLC的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，PLC的功能日益增強(qiáng)，PLC的CPU運(yùn)算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，PLC的應(yīng)用范圍由單一

22、的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。此外，PLC的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化PLC。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。</p><p>　　2000年至今：PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動化的需要，PLC的各種功能不斷進(jìn)步。一方面，PLC在繼續(xù)提高CPU運(yùn)算速度，位數(shù)的同時(shí)，開發(fā)了適用于過程控制，運(yùn)動控制的特殊

23、功能與模塊，使PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。與此同時(shí)，PLC的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品（包括最新的FX3u系列產(chǎn)品），Qn,QnPH系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。</p><p>　　從當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)性能來看，PLC發(fā)展趨勢仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性

24、能的提高兩大方面。</p><p>　　1. 體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?，F(xiàn)代PLC無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同，PLC體積被大幅度縮小。</p><p>　　2. 性能的提高。PLC的性能主要包括CPU性能與I/O性能兩大方面。</p><p>　　可編程序控制器在我國的發(fā)展?fàn)顩r如下：<

25、;/p><p>　　(1) 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進(jìn)、可編程序控制器引進(jìn)應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃分為下述三個(gè)階段：</p><p>　?、倏删幊绦蚩刂破鞯某跫壵J(rèn)識階段（70 年代后期到 80 年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國

26、對可編程序控制器的認(rèn)識始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)中，當(dāng)時(shí)的上海寶鋼一期工程中有多項(xiàng)工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個(gè)鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭

27、等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進(jìn)過程中，我們打開了眼界，了解認(rèn)識了可編程序控制器，這也促進(jìn)了可編程序控制器在我國的發(fā)展。</p><p>　?、诳删幊绦蚩刂破鞯囊M(jìn)應(yīng)用和消化移植階段（80 年代初期到90年代初期）80年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進(jìn)的同時(shí)，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位相繼引進(jìn)可編程序控制器并自己設(shè)計(jì)組成控制系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍也擴(kuò)大到建材、輕工、煤炭、

28、水處理、食品、制藥、造紙、橡膠和精細(xì)化工等工業(yè)領(lǐng)域。</p><p>　?、?可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90 年代初期到現(xiàn)在） 進(jìn)入90年代，我國的可編程序控制器進(jìn)入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p><b>　　(2) 政府重視</b></p><p>　　可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當(dāng)時(shí)機(jī)械電子工業(yè)

29、部的領(lǐng)導(dǎo)下，于 1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會。可編程序控制器行業(yè)協(xié)會在政府和企事業(yè)之間起到了橋梁作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同時(shí)可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于 1993 年成立了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，為我國可編程序控制器的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　1.3 PLC的硬件結(jié)構(gòu)及原理</p><p>　　PLC 實(shí)質(zhì)是一種

30、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、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。</p><p>　　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

31、功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器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器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，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

32、裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。</p><p>　　圖1.1 PLC的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會立即動作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會動作。</p><p>　　考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動作時(shí)間一般在100ms以上，而PL

33、C掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應(yīng)要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。</p><p>　　當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(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。&

34、lt;/p><p><b>　　1. 輸入采樣階段</b></p><p>　　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

35、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。</p><p>　　2. 用戶程序執(zhí)行階段</p><p>　　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)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對

36、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。</p><p><b>　　3. 輸出刷新階段</b></p><p>　　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/O映象區(qū)內(nèi)對應(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)動相應(yīng)的外設(shè)。</p><p

37、>　　PLC的掃描工作過程如圖1.2、圖1.3所示 </p><p>　　圖1.2 PLC的掃描工作過程圖</p><p>　　圖1.3 PLC的掃描周期圖</p><p>　　第二章 交通燈的系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1交通燈控制系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　1. 信號燈受一個(gè)起動開關(guān)控制，當(dāng)起動

38、開關(guān)接通時(shí)，信號系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)起動開關(guān)斷開時(shí)，所有信號燈都熄滅。</p><p>　　2. 南北綠燈和東西綠燈不能同時(shí)亮，如果同時(shí)亮?xí)r應(yīng)關(guān)閉信號燈系統(tǒng)，并報(bào)警。</p><p>　　3. 南北紅燈亮維持25S。在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20S。到20S時(shí)，東西綠燈閃爍，閃爍3S后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2S。到2S時(shí)，東西黃燈熄，

39、東西紅燈亮。同時(shí)，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。</p><p>　　4. 東西紅燈亮維持30S。南北綠燈亮維持25S。然后閃爍3S，熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持2S后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。</p><p><b>　　5. 周而復(fù)始。</b></p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</b></p>

40、;<p>　　按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門子S7-200系列可編程控制器的特性（見附錄），選擇適合的型號。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動的輸入信號，要配合一個(gè)SB1的按鈕，當(dāng)SB1啟動按鈕動作，系統(tǒng)工作。</p><p>　　首先，南北方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，東西方向道路處于允許通行的狀態(tài)。南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，南北紅燈亮25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)25秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同

41、時(shí)，東西方向道路也一起亮綠燈20S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)20秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍；東西綠燈閃爍3S，需振蕩器或脈沖源（秒/次）動作使東西綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)3秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)2秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。</p><p>　　其次，東西方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，南北方向道路處于允許通行的狀態(tài)。東西方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，東西紅燈亮30S,需計(jì)時(shí)

42、器設(shè)定延時(shí)30秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時(shí)，南北方向道路也一起亮綠燈25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)25秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北綠燈閃爍；南北綠燈閃爍3S，需振蕩器或脈沖源（秒/次）動作使南北綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)3秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈亮；南北黃燈亮2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)2秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北紅燈亮，如此循環(huán)下去。</p><p>　　另外，當(dāng)斷開系統(tǒng)，所有信號燈熄滅；需要按鈕SB1動作斷開系統(tǒng)，

43、停此輸入信號入可編程控制器，而最快的方法，是使可編程控制器不動作，那么肯定無信號輸出。而且，南北、東西綠燈同時(shí)亮，報(bào)警?？删幊炭刂破饕敵鲆粋€(gè)信號，驅(qū)動一個(gè)報(bào)警燈。</p><p>　　綜上所述，可編程控制器要滿足一個(gè)信號輸入（作系統(tǒng)接通、斷開作用），七個(gè)信號輸出，十字路口有十二個(gè)交通信號燈，但南北、東西兩個(gè)為一組用一個(gè)輸出信號控制，再加上一個(gè)報(bào)警信號驅(qū)動的報(bào)警燈。通過如下的十字路口交通燈狀態(tài)分析表、主流程圖、十

44、字路口交通燈時(shí)序圖一一展開，將十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路逐漸脈絡(luò)清晰。</p><p>　　十字路口交通燈如下圖2-1所示，將12個(gè)交通燈進(jìn)行編號如下：</p><p>　　圖2.1 十字路口交通燈狀態(tài)圖</p><p>　　這12個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)：</p><p>　　狀態(tài)1：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮。<

45、;/p><p>　　狀態(tài)2：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西綠燈（6、12）閃。</p><p>　　狀態(tài)3：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西黃燈（5、11）亮。</p><p>　　狀態(tài)4：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（3、9）亮。</p><p>　　狀態(tài)5：東西紅燈（4、10）繼續(xù)亮，南北綠燈（3、9）閃。</p><p

46、>　　狀態(tài)6：東西紅燈（1、7）繼續(xù)亮，南北黃燈（2、8）亮。</p><p><b>　　2.3硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.3.1 PLC的選型及接線</p><p>　　和各種工業(yè)產(chǎn)品都具有系列及型號一樣，可編程控制器也有系列及型號。日本OMRON公司公司生產(chǎn)的箱體式PLC含CPM1A、CPM2A、CPM2AE、CPM2

47、AH、CPM2AH-S等系列。其中CPM2A系列機(jī)是箱體式機(jī)的代表。此外，OMRON公司還生產(chǎn)CQM1H、CJ1M、CJ1等機(jī)架式PLC。在以上每種系列中又分為許多品種，具有不同的型號。例如，CPM2A系列30、40、60個(gè)輸入輸出點(diǎn)的基本單元見表2-2所示。</p><p>　　表2.1 CPM2A系列30、40、60個(gè)輸入輸出點(diǎn)的基本單元</p><p>　　2.3.2 PLC的安裝&

48、lt;/p><p>　　PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的控制裝置，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，但是，也必須嚴(yán)格按照技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的條件安裝使用。PLC一般要求安裝在環(huán)境溫度為0～55℃，相對濕度小于85%，無粉塵、油煙，無腐蝕性及可燃性氣體的場合中。為了達(dá)到這些條件，PLC不要安裝在發(fā)熱器附近，不能安裝在結(jié)露、雨淋的場所，在粉塵多、油煙大、有腐蝕性氣體的場合安裝時(shí)要采取封閉措施，在封閉的電器柜中安裝時(shí)，要注意解決通風(fēng)問題。另外

49、，PLC要安裝在遠(yuǎn)離強(qiáng)烈振動源及強(qiáng)烈電磁干擾源的場所，否則需采取減振及屏蔽措施。</p><p>　　PLC的安裝有兩種方式，一是直接利用機(jī)箱上的安裝孔，用螺釘將機(jī)箱固定在控制柜的背板或面板上。二是利用DIN導(dǎo)軌安裝，這需先將DIN導(dǎo)軌固定好，再將PLC及各種擴(kuò)展單元卡上DIN導(dǎo)軌。安裝時(shí)還要注意在PLC周圍留足散熱及接線的空間。此外，PLC通常采用水平方向安裝垂直于地面的機(jī)箱板上。</p><

50、;p>　　2.3.3 PLC接線</p><p>　　PLC在工作前必須正確地接入控制系統(tǒng)。和PLC連接的主要有PLC的電源線、輸入輸出器件的接線、通信線、接地線等。</p><p><b>　　電源接入接地 </b></p><p>　　PLC基本單元的供電通常有兩種情況，一是直接使用單相工頻交流電，通過交流輸入端子連接，對電壓的要求

51、比較寬松，100～250V均可使用。二是采用外部直流電源供電，一般使用直流24V電源。采用交流供電的PLC機(jī)內(nèi)自帶直流24V內(nèi)部電源，為輸入器件及擴(kuò)展單元供電。CPM2A系列PLC中用量較多的是AC電源，DC輸入型的。一般而言，不帶有內(nèi)部電源的擴(kuò)展模塊所需的24V電源基本單元或由帶有內(nèi)部電源的擴(kuò)展模塊提供。為了抗干擾及工作安全，在使用交流電源時(shí)，最好使用隔離變壓器為PLC供電。PLC接地端子應(yīng)與接地電阻不大于100歐的接地連接。<

52、/p><p><b>　　輸入器件的連接</b></p><p>　　PLC的輸入器件主要有開關(guān)、按鈕及各種傳感器，這些都是觸點(diǎn)類型的器件，在接入PLC時(shí)，每個(gè)觸點(diǎn)的兩個(gè)接頭分別連接一個(gè)輸入點(diǎn)及輸出公共端。PLC的開關(guān)量輸入接地點(diǎn)都是螺釘接入方式，每一位信號占用一個(gè)螺釘。</p><p><b>　　輸出器件的連接</b>&l

53、t;/p><p>　　PLC的輸出口上連接的器件主要是繼電器、接觸器、電磁閥的線圈。這些器件均采用PLC機(jī)外的專用電源供電，PLC內(nèi)部不過是提供一組開關(guān)接入點(diǎn)。接入時(shí)線圈的一端接輸出點(diǎn)螺釘，一端經(jīng)電源接輸出公共端。由于輸出口連接線圈種類多，所需的電源種類及電壓不同，輸出口公共端常有許多組，而且組間是隔離的。PLC輸出口的電流定額一般為2A,大電流的執(zhí)行器件須配裝中間繼電器。</p><p>&

54、lt;b>　　通信線的連接</b></p><p>　　PLC一般設(shè)有專用的通信口，用于程序的上載、下載或與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信。CPM2A系列PLC設(shè)有兩個(gè)可以用于通信的接口。一個(gè)為外設(shè)端口，為RS422口，可以直接連接編程器或接入RS422適配器后街上位機(jī)。另一個(gè)是RS232口，則可直接接計(jì)算機(jī)或人機(jī)界面。與通信口的接線常采用專用的接插件連接。</p><p>　　2.

55、3.4 梯形圖語言：</p><p><b>　　1. I/O分配</b></p><p>　　2. 相關(guān)助記符語言：</p><p><b>　　LD 0.00</b></p><p><b>　　IL(02)</b></p><p>　　LDNOT

56、TIM007</p><p>　　TIM 003 #0250</p><p><b>　　LD TIM003</b></p><p>　　TIM 007 #0300</p><p>　　LDNOT TIM003</p><p>　　TIM 009 #0200</p><p>

57、;<b>　　LD TIM009</b></p><p>　　TIM 010 #0030</p><p><b>　　LD TIM010</b></p><p>　　TIM 008 #0020</p><p><b>　　LD TIM003</b></p><

58、;p>　　TIM 004 #0250</p><p><b>　　LD TIM004</b></p><p>　　TIM 005 #0030</p><p><b>　　LD TIM005</b></p><p>　　TIM 006 #0020</p><p>　　LD

59、NOT TIM003</p><p><b>　　OUT 10.01</b></p><p><b>　　LD TIM003</b></p><p><b>　　OUT 10.04</b></p><p><b>　　LD 10.01</b></p&

60、gt;<p>　　ANDNOT TIM009</p><p><b>　　LD TIM009</b></p><p>　　ANDNOT TIM010</p><p>　　AND TIM002</p><p><b>　　ORLD</b></p><p><

61、b>　　OUT 10.02</b></p><p><b>　　LD TIM010</b></p><p>　　ANDNOT TIM008</p><p><b>　　OUT 10.03</b></p><p><b>　　LD 10.04</b></p

62、><p>　　ANDNOT TIM004</p><p><b>　　LD TIM004</b></p><p>　　ANDNOT TIM005</p><p>　　AND TIM002</p><p><b>　　ORLD</b></p><p><

63、;b>　　OUT 10.05</b></p><p><b>　　LD TIM005</b></p><p>　　ANDNOT TIM006</p><p><b>　　OUT 10.06</b></p><p><b>　　LD 10.05</b></

64、p><p><b>　　AND 10.02</b></p><p><b>　　OUT 10.00</b></p><p>　　LDNOT TIM011</p><p>　　TIM 002 #0005</p><p><b>　　LD TIM002</b>&

65、lt;/p><p>　　TIM 011 #0005</p><p><b>　　ILC(03)</b></p><p><b>　　END(01)</b></p><p>　　第三章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試</p><p><b>　　3.1 檢測與調(diào)試</b>&l

66、t;/p><p>　　硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器（萬用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。</p><p>　　靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測。 </p><p>　　第一步：目測 檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 </p><p>　　第二步：用萬用表測

67、試 先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點(diǎn)，再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 </p><p>　　第三步：加電檢測 給板加電，檢測所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 </p><p>　　第四步：是聯(lián)機(jī)檢查 因?yàn)橹挥杏每删幊炭刂破鏖_發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 </p><p>　　動態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器

68、件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無關(guān)的 器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既告完成。 由近及遠(yuǎn)是將信號流經(jīng)的各器件按照距離可編程控制器的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分

69、層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仍采用去掉無關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會定位故障元件了。</p><p><b>　　3.2 系統(tǒng)運(yùn)行</b></p><p>　　程序檢查無誤后，可以將PLC與相關(guān)輸出設(shè)備相連接；并把程序?qū)懭肫渲羞\(yùn)行，通過觀察交通燈的變化，從而檢測程序是否有誤。</p><p><b>　　結(jié)論</b>&l

70、t;/p><p>　　在程序設(shè)計(jì)過程中，我對以前的編程方法做了歸納，之前我習(xí)慣用功能流程寫程序，遇到難點(diǎn)的時(shí)候習(xí)慣翻書，對照例子提取點(diǎn)精華?，F(xiàn)在能靈活運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、電氣原理圖設(shè)計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)法。特別多順序控制設(shè)計(jì)有了一定的了解。這里面最經(jīng)典我認(rèn)為是單序列的編程方法、選擇序列的編程方法和并行序列的編程方法這個(gè)三個(gè)是很值得研究的，也是一種格式。只要你能熟悉掌握，靈活應(yīng)用的話，那么編程對你來說將變的非常容易。一個(gè)流程

71、圖無論多么復(fù)雜，都可以拆分上面的形式，然后就可以利用上面的方法編程了。當(dāng)然對于簡單的流程也可以用順序設(shè)計(jì)。這種方法也是一種固定的格式，只要按照它的格式就可以寫出正確的程序，它的優(yōu)點(diǎn)可以說易懂，條理清晰。但結(jié)構(gòu)多。對于活動步多的設(shè)計(jì)我想用這個(gè)設(shè)計(jì)比較煩瑣。</p><p>　　更加體會到PLC的可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。更加熟悉了OMRON編程軟件使用方法與各種基本指令。<

72、;/p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，雖然都沒太多的經(jīng)驗(yàn)，但是在xx老師的指導(dǎo)下，同學(xué)鼓勵(lì)、幫助下，相互奮勉，最終圓滿的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。在整個(gè)過程當(dāng)中，有許多人給了我啟發(fā)和幫助，在畢業(yè)論文完成之際，我要在此表達(dá)對他們最誠摯的感謝。首先，最需要感謝的人是我的指導(dǎo)老師xx老師。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱

73、資料，方案可行的確定和論文綱領(lǐng)細(xì)節(jié)的修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。每一次的批評和教育，使我受益非淺，值此論文完成之際,謹(jǐn)向xx老師再一次向他致以衷心的謝意，感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍,以及學(xué)習(xí)上的耐心細(xì)致幫助!最后我還要感謝我的同學(xué)與朋友，他們也給我很大的幫助，給我提供了不少的建議，讓我少走了許多的彎路。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b><

74、;/p><p>　　[1]劉永華.電氣控制與PLC，北京航空航天大學(xué)出版社, 2007</p><p>　　[2]羅宇航.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì).西安電子科技大學(xué)出版社, 2007</p><p>　　[3]伊宏業(yè). PLC可編程控制器教程. 航空工業(yè)出版社, 1997</p><p>　　[4]劉洪濤，黃海編. PLC應(yīng)用開發(fā)從基礎(chǔ)到實(shí)踐.電