畢業(yè)論文-plc在交通燈中控制的應(yīng)用

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究背景1</p><p>　

2、　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 課題研究意義2</p><p>　　1.4論文主要內(nèi)容2</p><p>　　第2章 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)3</p><p><b>　　2.1 概述3</b></p><p>　　2.2 PLC的結(jié)構(gòu)及分類3</p>

3、<p>　　2.2.1PLC的結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.2.2PLC的分類4</p><p>　　2.3 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)4</p><p>　　2.4 PLC的工作原理及編程5</p><p>　　2.4.1PLC的工作方式5</p><p>　　2.4.2PLC匯編語(yǔ)言5

4、</p><p>　　第3章 PLC在交通燈中的應(yīng)用9</p><p>　　3.1 確定各元件的編號(hào)，分配I/O地址9</p><p>　　3.2 梯形圖的編程9</p><p>　　3.2.1梯形圖的編程規(guī)則9</p><p>　　3.2.2編程實(shí)例9</p><p>　　3.3PL

5、C 交通燈設(shè)計(jì)的步驟及原理11</p><p>　　3.3.1PLC 交通燈設(shè)計(jì)目的及要求11</p><p>　　3.3.2設(shè)計(jì)步驟11</p><p>　　3.3.3交通信號(hào)燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)的分配表13</p><p>　　3.3.4交通信號(hào)燈PLC控制的原理14</p><p>　　第4章 注意事

6、項(xiàng)18</p><p><b>　　結(jié)論19</b></p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　PLC可編程

7、序控制器是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中有很明顯作用。伴隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入人們的生活之中。同時(shí)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注，城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，很多地方出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況。所以，需要我們盡可能的采用合適的控制方法，最大限度利用好城市高速道路，

8、緩解交通擁堵狀況，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問(wèn)題。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通疏導(dǎo)、交通流量、交通事故等有明顯效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：交通燈 PLC 應(yīng)用</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　PLC programmable logic controller is

9、a microprocessor-based, integrated computer technology, automatic control technology and communication technology from a new type of industrial control devices. It has the advantages of simple structure, easy programming

10、, high reliability advantages, in the industrial processes and automatic control of the location has a distinct role. With the rapid development of science and technology, the application of PLC are constantly deepening

11、of people's lives. At t</p><p>　　Key words: Traffic lights PLC Application</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景</p><p>　　城市交通與人民群眾生產(chǎn)生活息息相關(guān)?，F(xiàn)

12、在各個(gè)國(guó)家地方機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，如北京、上海、南京等很多地方都出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，城區(qū)道路交通壓力與日俱增，許多路段已經(jīng)超出道路設(shè)計(jì)負(fù)荷，經(jīng)常發(fā)生堵車、交通事故等現(xiàn)象。雖然這些城市紛紛修建城市高速道路，曾有效地改善了它們的交通狀況。但是，對(duì)著經(jīng)濟(jì)越來(lái)越發(fā)達(dá)，城市的不斷前進(jìn)，機(jī)動(dòng)車輛仍然只增不減，越來(lái)越多的出現(xiàn)，高速道路沒(méi)有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路

13、耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問(wèn)題。</p><p>　　本課題利用PLC本身的特點(diǎn)，來(lái)解決交通燈控制的問(wèn)題。我們根據(jù)控制要求和所學(xué)知識(shí)畫出時(shí)序圖、順序功能圖，應(yīng)用梯形圖進(jìn)行編程，并列出指令表。來(lái)談?wù)揚(yáng)lc在道路交通中控制的應(yīng)用</p>&

14、lt;p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市道路交通壓力與日俱增，許多路段已經(jīng)超出道路設(shè)計(jì)負(fù)荷，經(jīng)常發(fā)生堵車、交通事故等現(xiàn)象。PLC可編程控制器是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的新型工業(yè)控制裝置。它以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、以及應(yīng)用安裝方便的優(yōu)點(diǎn),很快在我國(guó)的工業(yè)控制中占據(jù)了主導(dǎo)地位,并且還在不斷地發(fā)展。根據(jù)這一發(fā)展形勢(shì),全國(guó)各地高校、各類職業(yè)技術(shù)學(xué)校都將PLC教學(xué)

15、納入教學(xué)任務(wù),作為電子、電氣、以及工業(yè)自動(dòng)化類專業(yè)的一門必修課。</p><p>　　基于PLC的以下優(yōu)勢(shì),在十字路口交通系統(tǒng)的應(yīng)用如下</p><p>　　1.PLC具有很高的可靠性,通常的平均無(wú)故障時(shí)間都在30萬(wàn)小時(shí)以上。</p><p>　　2.編程能力強(qiáng),可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.抗

16、干擾能力強(qiáng),目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重,為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定,我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC。</p><p>　　4.近年來(lái)PLC的性能價(jià)格比有較大幅度的提高,使得實(shí)際應(yīng)用成為可能。最終選擇了用可編程的控制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)，完成本次課設(shè)的題目。目前,有多種對(duì)十字路口交通燈的改良設(shè)計(jì),十字路口交通燈控制的設(shè)計(jì)還存在非常廣闊的前景。</p><p>

17、　　1.3 課題研究意義</p><p>　　本課題根據(jù)PLC本身的優(yōu)點(diǎn)及其特點(diǎn)，來(lái)解決交通燈控制的問(wèn)題。我們根據(jù)控制要求和所學(xué)知識(shí)畫出時(shí)序圖、順序功能圖，應(yīng)用梯形圖進(jìn)行編程，并列出指令表。旨在研究PLC在控制中的應(yīng)用，為推PLC技術(shù)研究和應(yīng)用提供一定的技術(shù)支持[1]。</p><p>　　PLC技術(shù)在道路交通燈中的應(yīng)用不僅提高了道路的工作效率，同時(shí)，PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條

18、道路上的信號(hào)燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時(shí)間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理，將來(lái)更現(xiàn)實(shí)一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。</p><p><b>　　1.4論文主要內(nèi)容</b></p><p>　　1.緒論：介紹了交通燈控制的現(xiàn)狀，PLC的特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，提出了本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容。</p><p>　　2.介紹PLC的基

19、本知識(shí)：對(duì)PLC有了大概了解；然后介紹了PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用；并介紹了PLC的工作原理及編程方法。</p><p>　　3.用PLC控制交通燈：梯形圖是各種PLC通用的編程語(yǔ)言，熟悉梯形圖的編程規(guī)則；根據(jù)給定的交通燈控制要求，畫出交通燈控制的時(shí)序圖和順序功能圖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求并安排分配PLC的I/O編號(hào)，選擇合適的PLC主機(jī)和I/O模塊，并引用CAD畫出PLC的外部接線圖；選用合適的編程方法設(shè)計(jì)梯形圖，并寫出指令表。

20、</p><p>　　4.PLC的抗干擾措施：介紹PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境；PLC的電源與抗干擾措施以及PLC的輸入、輸出設(shè)備。 </p><p>　　第2章 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)</p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）是計(jì)算

21、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)稱PLC。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。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（Int

22、ernational Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?

23、lt;/p><p>　　1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出第一臺(tái)PLC，在美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可行性高，通用靈活，體積小，使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。到1971年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國(guó)家的高度重視。1971日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研

24、制出了日本第一臺(tái)PLC。1973年，西歐國(guó)家也研制出它們的第一臺(tái)PLC。我國(guó)從1974年開始研制。于1977年開始工業(yè)應(yīng)用</p><p>　　2.2 PLC的結(jié)構(gòu)及分類</p><p>　　2.2.1PLC的結(jié)構(gòu)</p><p>　　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

25、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[3]。如圖2-1所示:</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)</b></p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 受控元件

26、</p><p>　　圖 2-1 PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖 </p><p>　　2.2.2PLC的分類 </p><p>　　1.PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可將PLC分類：整體式模塊式；混合式。</p><p>　　整體式又叫做單元式或箱體式，它的體積小，價(jià)格低，小型的PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)它包括CPU板、

27、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；大中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，它包括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。 </p><p>　　2.按PLC的I/O點(diǎn)數(shù)分類：小型256點(diǎn)以下；中型256點(diǎn)以上，2048點(diǎn)以下；大型2048點(diǎn)以上。</p><p>　　3.按PLC功能分類：抵擋型，中擋型，高檔型。&

28、lt;/p><p>　　2.3 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)</p><p><b>　　1.PLC的特點(diǎn)</b></p><p>　?。?）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)。</p><p>　?。?）功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高。</p><p>　　（3）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。</p><p&

29、gt;　?。?）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。</p><p>　?。?）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。</p><p>　?。?）維修工作量小，維修方便。</p><p>　　2.PLC的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　?。?）向高速度、大容量方向發(fā)展。</p><p>　　（2）向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展。

30、</p><p>　?。?）P LC大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力。</p><p>　?。?）增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力。</p><p>　?。?）編程語(yǔ)言多樣化。</p><p>　　2.4 PLC的工作原理及編程</p><p>　　2.4.1PLC的工作方式</p><p>&l

31、t;b>　　1.輸入采樣階段</b></p><p>　　在此階段，順序讀入所有輸入端子通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時(shí)，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，內(nèi)存中輸入信息也不變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才能讀入信息。</p><p><b>　　2.程序執(zhí)行階段</b></p><p>　　

32、PLC對(duì)用戶程序掃描。</p><p><b>　　3.輸出刷新階段</b></p><p>　　當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。</p><p>　　2.4.2PLC匯編語(yǔ)言</p><p>　　簡(jiǎn)單直觀的PLC編程語(yǔ)言，常用的有：梯形圖，語(yǔ)句表，功能圖等

33、。</p><p><b>　　1.梯形圖</b></p><p>　　由繼電器控制邏輯演變而來(lái)，但梯形圖編程語(yǔ)言功能更強(qiáng)更方便。</p><p><b>　　主要特點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）自上而下，從左到右的順序排列，兩列垂直線為母線。每一邏輯行，起使左母線。</p>

34、<p>　?。?）梯形圖中采用繼電器名稱，但不是真實(shí)物理繼電器稱為“軟繼電器”</p><p>　　（3）每個(gè)梯級(jí)流過(guò)的是概念電流，從左向右，其兩端母線設(shè)有電源。</p><p>　?。?）輸入繼電器，用于接入信號(hào)，而無(wú)線圈，輸入繼電器，通過(guò)輸入接入的繼電器，晶體及晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　2.語(yǔ)句表</b>&l

35、t;/p><p>　　又叫指令表，用指令的助記符編程。例：圖2-2是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例：</p><p>　　X000 X001 Y000</p><p><b>　　X010</b></p><p><b>　　圖2-2梯形圖例</b></p>

36、;<p>　　它有兩組，第一組用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止控制。第二組僅一個(gè)END指令，用以結(jié)束程序。</p><p>　　梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講，其順序?yàn)椋合容斎?，后輸出（含其他處理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　地址

37、 指令 變量</p><p>　　0000 LD X000</p><p>　　0001 OR X010</p><p>　　0002 ANI X001</p><p>　　0003 OUT Y000</p>

38、<p>　　0004 END </p><p>　　反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖</p><p>　　3．PLC的基本指令</p><p>　?。?）輸入輸出指令（LD/LDI/OUT）</p><p>　　LD：電路開始的常開觸電對(duì)應(yīng)的指令，可以用于X，Y，M，T，C和S操作元件。</p

39、><p>　　LDI：電路開始的常閉觸電對(duì)應(yīng)的指令，可以用于X，Y，M，T，C和S操作元件。</p><p>　　OUT：驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令，可以用于Y，M，T，C和S操作元件。</p><p>　　LD與LDI指令用于與母線相連的接點(diǎn)，此外還可用于分支電路的起點(diǎn)。OUT 指</p><p>　　令是線圈的驅(qū)動(dòng)指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、

40、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。輸出指令用于并行輸出，能連續(xù)使用多次.</p><p>　　(2）觸點(diǎn)串連指令（AND/ANI）、并聯(lián)指令（OR/ORI）</p><p>　　AND、ANI指令用于一個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)，但串聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不限，這兩個(gè)指令可連續(xù)使用。</p><p>　　OR、ORI是用于一個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。如圖2-3所示</

41、p><p>　　X001 X002 Y001</p><p><b>　　X003</b></p><p>　　圖2-3一個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接</p><p>　?。?）電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB）</p><p>　　ORB(塊或)：多觸點(diǎn)電路塊的并聯(lián)連接指令，無(wú)操作元件。<

42、;/p><p>　　ANB(塊與)；多觸點(diǎn)電路塊的串聯(lián)連接指令，無(wú)操作元件。</p><p>　　含有兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路稱為“串聯(lián)連接塊”，串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，支路的起點(diǎn)以LD或LDNOT指令開始，而支路的終點(diǎn)要用ORB指令。ORB指令是一種獨(dú)立指令，其后不帶操作元件號(hào)，因此，ORB指令不表示觸點(diǎn)，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個(gè)電路塊并聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)并聯(lián)電路塊之后使用

43、一個(gè)ORB指令，用這種方法編程時(shí)并聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制；也可將所有要并聯(lián)的電路塊依次寫出，然后在這些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令，但這時(shí)ORB指令最多使用7次[4]。</p><p>　　將分支電路（并聯(lián)電路塊）與前面的電路串聯(lián)連接時(shí)使用ANB指令，各并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)，使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個(gè)電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)串聯(lián)電路塊之后使用一個(gè)ANB指令，

44、用這種方法編程時(shí)串聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，若集中使用ANB指令，最多使用7次。如圖2-4所示</p><p>　　圖2-4多個(gè)電路塊串聯(lián)連接</p><p>　?。?） 程序結(jié)束指令（END）。</p><p>　　表2-1程序結(jié)束指令</p><p>　　在程序結(jié)束處寫上END指令，PLC只執(zhí)行第一步至END之間的程序，并立即輸出處理。若不

45、寫END指令，PLC將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。另外。在調(diào)試程序時(shí)，可以將END指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動(dòng)作，確認(rèn)無(wú)誤后，再依次刪去插入的END指令。</p><p><b>　　4．編程器件</b></p><p>　　一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼

46、電器，T代表定時(shí)器，C代表計(jì)數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)取?lt;/p><p>　　第3章 PLC在交通燈中的應(yīng)用</p><p>　　3.1 確定各元件的編號(hào)，分配I/O地址</p><p>　　利用梯形圖編程，首先必須確定所使用的編程元件編號(hào)，PLC是按編號(hào)來(lái)區(qū)別操作元件的 。我們選用的FX2N型號(hào)的PLC，其內(nèi)部元件的地址編號(hào)如下表所

47、示，使用時(shí)一定要明確，每個(gè)元件在同一時(shí)刻決不能擔(dān)任幾個(gè)角色。一般講，配置好的PLC，其輸入點(diǎn)數(shù)與控制對(duì)象的輸入信號(hào)數(shù)總是相應(yīng)的，輸出點(diǎn)數(shù)與輸出的控制回路數(shù)也是相應(yīng)的（如果有模擬量，則模擬量的路數(shù)與實(shí)際的也要相當(dāng)），故I/O的分配實(shí)際上是把PLC的入、出點(diǎn)號(hào)分給實(shí)際的I/O電路，編程時(shí)按點(diǎn)號(hào)建立邏輯或控制關(guān)系，接線時(shí)按點(diǎn)號(hào)進(jìn)行接線。</p><p>　　3.2 梯形圖的編程</p><p>

48、　　3.2.1梯形圖的編程規(guī)則</p><p>　　梯形圖是各種PLC通用的編程語(yǔ)言，盡管各廠家的PLC所使用的指令符號(hào)等不太一致，但梯形圖的設(shè)計(jì)與編程方法基本上大同小異[5]。</p><p>　　1．每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒(méi)有數(shù)量限制。</p><p>　　2．梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接

49、觸點(diǎn)）。</p><p>　　3．線圈不能直接接在左邊母線上。</p><p>　　4．在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。</p><p>　　5．在梯形圖中沒(méi)有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)——即從左向右流

50、動(dòng)，層次的改變只能從上向下。</p><p><b>　　3.2.2編程實(shí)例</b></p><p>　　1.首先介紹一個(gè)常用的點(diǎn)動(dòng)計(jì)時(shí)器，其功能為每次輸入X000時(shí)，接通時(shí)，Y000輸出一個(gè)脈寬為定長(zhǎng)的脈沖，脈寬由定時(shí)器T000設(shè)定值設(shè)定。它的時(shí)序圖如下圖3-1所示：</p><p><b>　　圖3-1</b><

51、/p><p>　　2.根據(jù)時(shí)序圖我們就可畫出相應(yīng)的梯形圖：</p><p>　　M000 T0 M000</p><p>　　X000 </p><p>　　M000 </p><p>　　T0 </p><p>　

52、　M000 T0 Y000 </p><p><b>　　圖3-2時(shí)序梯形圖</b></p><p>　　3. 定時(shí)器還可構(gòu)成振蕩電路，如根據(jù)下面的時(shí)序圖，我們可用兩個(gè)定時(shí)器T001、T002構(gòu)成振蕩電路，其梯形圖3-3：</p><p>　　圖3-3定時(shí)器振蕩圖</p><p>　　4.根據(jù)時(shí)序圖我們就可畫出

53、相應(yīng)的梯形圖3-4</p><p><b>　　圖3-4時(shí)序圖</b></p><p>　　3.3PLC 交通燈設(shè)計(jì)的步驟及原理</p><p>　　3.3.1PLC 交通燈設(shè)計(jì)目的及要求</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　PLC模擬路口

54、交通燈控制。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　信號(hào)燈受啟動(dòng)開關(guān)控制。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，先南北紅燈亮，再東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。</p><p>　　(1) 南北方向綠燈和東西向方綠燈不能同時(shí)亮。</p><p>　　(2) 南北方向紅燈亮1

55、5s，在南北方向紅燈亮的同時(shí)東西方向綠燈也亮，并維持10s,到10s時(shí)，東西方向綠燈閃亮，閃亮3s 后熄滅。在東西方向綠燈熄滅時(shí)，東西方向黃燈亮，并維持2s。到2s時(shí)，東西方向黃燈熄滅 ，東西方向紅燈亮。同時(shí)，南北方向紅燈熄滅，綠燈亮。</p><p>　　(3) 東西方向紅燈亮20s，南北方向綠燈亮15s，然后閃亮3s后熄滅，同時(shí)南北方向黃燈亮，維持2s后熄滅，這時(shí)南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮。</p&

56、gt;<p>　　(4) 上述動(dòng)作循環(huán)進(jìn)行。</p><p><b>　　3.3.2設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　1. 根據(jù)控制要求，畫出交通燈的狀態(tài)圖。如圖3-5 所示：</p><p>　　圖3-5 交通燈控制系統(tǒng)時(shí)序圖</p><p>　　2.交通燈的閃動(dòng)是用周期為1S的時(shí)鐘脈沖M8013的觸

57、點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)要求車道交通燈可以用并行序列來(lái)表示它們的工作情況。順序功能如圖3-6：</p><p>　　圖3-6 交通燈控制系統(tǒng)順序功能圖</p><p>　　3.3.3交通信號(hào)燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)的分配表</p><p>　　1.根據(jù)任務(wù)要求，可以算出I/O點(diǎn)數(shù)，根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)及功能要求，選擇FX2-48MR型PC機(jī)[6]。</p><p&

58、gt;<b>　　I/O輸出如下：</b></p><p>　　輸入地址： 啟動(dòng) X000</p><p>　　輸出地址： 南北 綠燈 Y000</p><p>　　南北 黃燈 Y001</p><p>　　南北 紅燈 Y002</p><p>　　東西 綠燈 Y004<

59、/p><p>　　東西 黃燈 Y005</p><p>　　東西 紅燈 Y006</p><p>　　I/O地址分配采用自動(dòng)分配的方式，輸入地址分配和輸出地址分配如下表3-1所示：</p><p>　　表3-1輸入地址分配</p><p>　　輸出模塊地址分配如下圖表3-2所示：</p><p>

60、;　　表3-2輸出模塊地址分配</p><p>　　2. 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入共有2個(gè)輸入點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)按鈕、停止按鈕。具體的輸入地址分配如下表3-3所示：</p><p>　　表3-3控制系統(tǒng)的輸入</p><p>　　3. 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸出有東西方向“紅黃綠”交通燈、南北方向“紅黃綠”交通燈，共有6個(gè)輸出點(diǎn)。具體的輸出地址分配如下表3-4所示：</p>

61、<p><b>　　表3-4輸出地址</b></p><p>　　3.3.4交通信號(hào)燈PLC控制的原理</p><p>　　1.交通燈的面板示意如圖3-7：</p><p>　　圖3-7 交通燈的面板示意圖</p><p>　　2.該模擬交通信號(hào)燈分為南北和東西兩個(gè)方向，分別由綠、黃、紅三種顏色，其標(biāo)號(hào)分別

62、為MG、MY、MR和SG 、SY、SR。其中，其中，交通燈選用220V交流電，COM端為交通燈的公共端。PLC的外部接線圖如下[7]：</p><p>　　圖3-8 交通燈控制系統(tǒng)外部接線圖</p><p>　　3.從上圖可看出，程控器的公共端H和燈的公共端接220V電源，燈的另一端接到程控器的輸出端，如Y0，Y1 …… 等。</p><p>　　梯形圖如圖3-

63、9所示：</p><p>　　圖3-9 交通燈控制系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　4. 通過(guò)以下指令表可以實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)交通燈的控制。</p><p>　　表3-5 實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)交通燈的控制</p><p><b>　　第4章 注意事項(xiàng)</b></p><p>　　PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制

64、的設(shè)備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強(qiáng)，但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證PLC的正常運(yùn)行，要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面要求設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問(wèn)題，有效地增

65、強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中就其工作環(huán)境應(yīng)注意以下問(wèn)題：</p><p><b>　　第一，溫度</b></p><p>　　PLC要求環(huán)境溫度在0~55oC，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。</p><p><b>　　第二，濕度</b></p><p>　　為了

66、保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%（無(wú)凝露）。</p><p><b>　　第三，震動(dòng)</b></p><p>　　應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。</p><p><b>　　第四，空氣</b></p

67、><p>　　避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。</p><p><b>　　第五，電源</b></p><p>　　PLC對(duì)于電源線帶來(lái)的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備

68、與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端，當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。</p><p><b>　　第六，絕緣 </b></p><p>　　S7-200 AC的交流電線路電源界限和I/O界限為1500VAC。這些絕緣界限經(jīng)過(guò)檢查和核準(zhǔn)，可在交流電線路和低壓線路之間

69、提供雙倍安全絕緣保障。</p><p>　　所有與S7-200連接的低壓線路（例如24V電源）均需由經(jīng)核準(zhǔn)提供安全絕緣的交流電線路和其他高壓線路供電。此類來(lái)源包括在國(guó)際電氣安全標(biāo)準(zhǔn)中定義的雙重絕緣，并配有根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)為SELV、PELV、二類或有限電壓的輸出。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　城市交通燈控制采用

70、PLC比傳統(tǒng)的采用電子線路和繼電器具有可靠性高、維護(hù)方便、使用簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，PLC還可以聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實(shí)測(cè)各十字路口之間的距離、車流量和車速等，合理確定各路口信號(hào)燈之間的時(shí)差，把N臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)到一臺(tái)控制電腦上，以方便操作、管理和監(jiān)控，從而極大地提高城市道路交通管理能力。我趁著做課程設(shè)計(jì)的同時(shí)也對(duì)課本知識(shí)有了鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程過(guò)程中

71、，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)里，過(guò)程曲折可謂一語(yǔ)難盡。在此期間我們也失落過(guò)，也曾一度熱情高漲。從開始時(shí)的滿富激情到后來(lái)汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無(wú)不令我回味無(wú)長(zhǎng)。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中

72、得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們的精心培養(yǎng)，給我一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，

73、感謝指導(dǎo)老師的悉心關(guān)注和耐心指導(dǎo)。通過(guò)撰寫論文，我學(xué)到了很多東西，受益匪淺。本次課程設(shè)計(jì)主要涉及PLC可編程控制及電路等專業(yè)課程，在此期間不僅鞏固了我的專業(yè)課知識(shí)，拓寬了我的知識(shí)面，使我初步掌握了可編程控制技的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，了解了可編程控制的核心內(nèi)容，更讓我們有機(jī)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際得以學(xué)以致用。這次設(shè)計(jì)我感觸很多，更加體會(huì)到老師這個(gè)職業(yè)的不平凡，是他們?cè)谶@平凡的崗位上奉獻(xiàn)著自己的青春，奉獻(xiàn)著自己辛勤勞動(dòng)與心血。</p><p

74、>　　我就要離開校園走進(jìn)社會(huì)了，我要以一顆感恩和奉獻(xiàn)的心走上新的工作崗位，努力學(xué)習(xí)回報(bào)他們、回報(bào)社會(huì)，實(shí)現(xiàn)人生的社會(huì)價(jià)值。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2008</p><p>　　[2] 孫振強(qiáng).可編程控制器原理及應(yīng)用教程[M].北京：

75、清華大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[3] 張進(jìn)秋.可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[4] 余孟常.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程（第二版）[M].北京: 高等教育出版社， 2007</p><p>　　[5] 邱關(guān)源.電路(第四版)[M].北京：高等教育出版出版社,2009</p><

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