plc交通燈畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p><b>　　二〇一二年五月</b></p><p>　畢業(yè)生姓名：</p><p>　專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)</p><p>　學(xué)號(hào)：</p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p>　

2、所屬系（部）：機(jī) 電 系</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的。還應(yīng)該根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合加以完善。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)使交

3、通得以有效管制，對(duì)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。俗話說(shuō)“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路還是無(wú)法保障暢通安全。以山西省陽(yáng)泉市為例，由于陽(yáng)泉市地形所致，市內(nèi)道路路面窄，每到上下班時(shí)間交通顯得擁擠不堪。因此交通燈顯得尤為重要，合理控制交通燈更是陽(yáng)泉市交通的重要部分。由于筆者在實(shí)習(xí)期間接觸到不少M(fèi)ITSUBISHI系列的PLC,MITSUBISHI FX1N-60MR等器材，所以我選擇做交通燈

4、的設(shè)計(jì)來(lái)作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：交通燈; 自動(dòng)控制; PLC；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development at full speed of science and technology in recent years, the applicatio

5、n of the one-chip computer is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chi

6、p computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hard</p><p>　　The appea

7、rance of the traffic signal lamp , make the traffic be controlled effectively, for dredging the flow of traffic, improving the traffic capacity of the road, there are obvious results to reduce the traffic accident. As th

8、e saying goes " want rich , repair the roads first ", but way build up if control do road well to be unable to ensure the unblocked security in traffic. The traffic signal lamp of the important composition comp

9、onent controlled as the traffic should be suitable for the so</p><p>　　Key word: Traffic light; automatic allies control; PLC</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1&

10、lt;/p><p>　　第一節(jié)  概述4</p><p>　　第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)4</p><p>　　第三節(jié) 現(xiàn)狀及特點(diǎn)4</p><p>　　第二章 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的方案設(shè)計(jì)6</p><p>　　第一節(jié) 設(shè)計(jì)思路6</p><p>　　第二節(jié) 煙霧傳感器的選型

11、6</p><p>　　第三節(jié) 煙霧傳感器的介紹7</p><p>　　第四節(jié) 煙霧傳感器的選定9</p><p>　　第五節(jié)　煙霧檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案10</p><p>　　第六節(jié) 煙霧檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)11</p><p>　　第七節(jié) 煙霧檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的功能12</p><

12、;p>　　第三章 煙霧檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)13</p><p>　　第一節(jié) 單片機(jī)的選擇14</p><p>　　第二節(jié) 聲音報(bào)警電路14</p><p>　　第三節(jié) 數(shù)碼管顯示電路15</p><p>　　第四章 煙霧檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)16</p><p>　　第一節(jié) 主程序設(shè)計(jì)和流

13、程圖16</p><p>　　第二節(jié) 主程序初始化流程圖18</p><p>　　第三節(jié) 報(bào)警子程序設(shè)計(jì)流程圖19</p><p>　　第五章 實(shí)驗(yàn)檢定及誤差分析21</p><p>　　第一節(jié) 煙霧檢測(cè)報(bào)警器的檢定21</p><p>　　第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)誤差分析22</p><

14、p>　　結(jié) 語(yǔ)24</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p>　　致 謝26</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　第一節(jié)  PLC實(shí)現(xiàn)十字路口紅綠燈自動(dòng)控制的背景</p><p&

15、gt;　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市街道車輛大幅度增長(zhǎng)，給城市交通帶來(lái)巨大壓力，交通擁堵已經(jīng)成為影響城市可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)全局性問(wèn)題。而街道各十字路口，又是車輛通行的瓶頸所在。已有的許多建立在精確模型基礎(chǔ)上的交通系統(tǒng)控制方案都存在著一定的局限性。地面道路是一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)，交通狀況十分復(fù)雜，使目前交通燈控制器的單一時(shí)段控制已不能滿足現(xiàn)代交通流量的多變性，特別是在交通流量高峰時(shí)，往往會(huì)造成交通路口的通過(guò)率下降，甚至出現(xiàn)交通混亂現(xiàn)象，城市

16、的交通擁擠問(wèn)題正逐漸引起人們的注意。道路平面交叉口(簡(jiǎn)稱交叉口)是交通網(wǎng)中通行能力的“隘口”和交通事故的“多發(fā)源” ，國(guó)內(nèi)外城市的交通事故約有一半發(fā)生在交叉口。因此，交叉口這個(gè)事故多發(fā)源不能不引起人們的高度關(guān)注。隨著交通技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展及微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，人們?cè)O(shè)計(jì)出了適應(yīng)各種需要的交通檢測(cè)器、信號(hào)控制機(jī)和交通信號(hào)燈。</p><p>　　交通燈是交管部分管理城市交通的重要工具?，F(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目

17、位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來(lái)控制行車，對(duì)于一般情況下的安全行車、車輛分流發(fā)揮著作用。目前絕大部分交通燈其時(shí)間都是設(shè)定好的，采用的是單段式定時(shí)控制或多段式定時(shí)控制，其最大的缺點(diǎn)是綠燈時(shí)間和綠信比是固定的或是分時(shí)段固定的，且最佳綠燈時(shí)間和最佳綠信比的整定較為困難，需要大量的實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),且很多情況下整定所得值并不是最優(yōu)的,甚至是不合理的。控制起來(lái)都不是很靈活，這使得城市車流的調(diào)節(jié)不能達(dá)到最優(yōu)。</p&

18、gt;<p>　　第二節(jié) PLC控制交通燈設(shè)計(jì)目的</p><p>　　誠(chéng)然隨著社會(huì)的向前飛速發(fā)展，交通燈已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可分割的一部分。給予電氣專業(yè)的基礎(chǔ)和筆者本人對(duì)三菱FX1N—60MR PLC的了解，我選擇用FX1N—60MR PLC來(lái)控制交通燈，結(jié)合山西省陽(yáng)泉市交通紅綠燈的控制來(lái)做我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，一方面是對(duì)這三年來(lái)所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和運(yùn)用，另一方面也是鍛煉自己獨(dú)立完成某項(xiàng)工作的能力，也是培養(yǎng)

19、自己把所學(xué)知識(shí)用到實(shí)際的能力。</p><p>　　通過(guò)這次做PLC控制交通燈的畢業(yè)設(shè)計(jì)，來(lái)進(jìn)一步掌握我對(duì)三菱PLC的熟知編程及應(yīng)用，進(jìn)一步熟練運(yùn)用GXVP8,0編程軟件。</p><p>　　當(dāng)今世界“PLC,CAD\CAM,工業(yè)機(jī)器人”已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系的三大支柱，掌握PLC技術(shù)無(wú)疑于掌握了一種現(xiàn)代科技。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，PLC在交通，通信，冶金，石油等工業(yè)方面的應(yīng)用會(huì)更加重要，據(jù)數(shù)據(jù)顯示

20、，PLC已在美國(guó)工業(yè)中占有三分之二的地位。目前市場(chǎng)上PLC的品牌有西門子，歐姆龍，三菱，松下等，其中又以三菱PLC的市場(chǎng)占有率為最高，在我國(guó)南方的幾乎四分之三的企業(yè)在生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化中用的都是三菱PLC。因此學(xué)好三菱PLC技術(shù)，也會(huì)讓自己在電氣行業(yè)中有更好的飯碗，沒(méi)有技術(shù)是很難在社會(huì)上立足的，尤其在象廣州這樣的國(guó)際性城市立足更難。我在實(shí)習(xí)期間接觸到不少PLC，越來(lái)越認(rèn)識(shí)到PLC在工業(yè)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的地位。</p><p&

21、gt;　　我以PLC應(yīng)用于控制交通燈為挈機(jī)，系統(tǒng)掌握三菱PLC的指令，編程，通信及接線。</p><p>　　第三節(jié) 陽(yáng)泉市交通現(xiàn)狀</p><p>　　陽(yáng)泉地形狹長(zhǎng)，屬于山區(qū)丘陵結(jié)合的地區(qū)。因此決定了陽(yáng)泉的建筑、交通等等。隨著近年來(lái)陽(yáng)泉經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，一個(gè)不可避免的問(wèn)題日益突出——道路和交通的問(wèn)題。說(shuō)它不可避免，是因?yàn)槿珖?guó)很多城市在發(fā)展過(guò)程中都遇到了同樣的問(wèn)題，例如北

22、京、太原市等等。即使在全國(guó)來(lái)說(shuō)，交通也成為一個(gè)日趨嚴(yán)重的問(wèn)題。陽(yáng)泉地處溝地,兩邊是山,人住尚且緊,擴(kuò)路談不上,加之單位、商場(chǎng)、居住區(qū)相對(duì)集中，人員活動(dòng)以泉中路為中心擴(kuò)散，造成桃河橋、華盛橋車輛多，雖然新泉橋、桃源大橋建成但車輛不走。</p><p>　　陽(yáng)泉市市區(qū)主要是南大街，北大街，泉中路，桃南路，桃北路。值得注意的是這幾條路在近些年一直都沒(méi)有擴(kuò)建。桃北東路由于濱河世紀(jì)城的建設(shè)而新建拓寬，其他的路基本是以前的樣

23、子。而陽(yáng)泉市的汽車保有量在逐年增加。在市政府新建了新泉橋，桃源橋之后，將桃河兩岸的交通堵塞問(wèn)題基本上解決了，但這只是部分的解決，因?yàn)樵谔液訕蛞晕?，一直到四礦橋，中間很長(zhǎng)的距離沒(méi)有橋，這就成為影響礦區(qū)，桃河橋西地區(qū)的交通瓶頸。 </p><p>　　陽(yáng)泉市城市道路太窄，交通問(wèn)題尤其嚴(yán)重，每到上下班時(shí)道路擁擠不堪，人車混在一起甚是危險(xiǎn)。因此設(shè)計(jì)一套切實(shí)可行的交通燈控制方案必然會(huì)對(duì)陽(yáng)泉市交通問(wèn)題的緩解起到重要作用。在

24、天橋，步行街那仍舊沒(méi)有紅綠燈，步行街每到下午是陽(yáng)泉市人最多的地方，而車輛也很多“車穿行在人之間，人穿行在車之間”，這樣既給行人，車主都帶來(lái)極大不便，浪費(fèi)了很多時(shí)間，而后面又有很多車輛造成道路擁堵，過(guò)者怨聲載道。這樣下去勢(shì)必成為制約陽(yáng)泉經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，也給市民出行帶來(lái)很大不便?！?lt;/p><p>　　第四節(jié) 陽(yáng)泉市未來(lái)交通控制</p><p>　　陽(yáng)泉市區(qū)日益復(fù)雜的道路交通秩序,急需要好的

25、治理，陽(yáng)泉市每年新增機(jī)動(dòng)車的上萬(wàn)輛，但報(bào)廢數(shù)量卻極少，而且報(bào)廢車中有一部分流入郊區(qū)一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)里充當(dāng)黑出租或個(gè)人用車?yán)^續(xù)上路行駛，市區(qū)道路數(shù)量極少而且路面極窄，最寬路面為雙向四車道，而最窄的路面只夠單相通行，而且道路損壞嚴(yán)重。這些問(wèn)題都導(dǎo)致市區(qū)一到高峰期就全面擁堵，嚴(yán)重的路段幾乎癱瘓。面對(duì)這樣的交通環(huán)境，我認(rèn)為治理的措施主要有三種； </p><p>　　第一種是治理道路；首先應(yīng)當(dāng)拓寬路面，新增道路，立交橋，修地下停

26、車場(chǎng)。四車道一下的道路應(yīng)該取消，全部升級(jí)為八車道，俗話說(shuō)，要想富，先修路，好的道路對(duì)城市的發(fā)展起著相當(dāng)重要的作用。還有在道路劃線規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)注意，比如河下義平路的道路規(guī)劃就有問(wèn)題，明明已經(jīng)設(shè)立非機(jī)隔離帶了又劃出了非機(jī)動(dòng)車道，市區(qū)內(nèi)有些道路也存在類似的問(wèn)題。 </p><p>　　第二種是規(guī)劃好交通秩序，創(chuàng)造良好的交通環(huán)境，深圳的道路有些也是很窄的，但是那里的交通秩序十分好，大家各行其道，道路的中間隔離帶，人行道的護(hù)

27、欄，人行橫道的紅綠燈。防護(hù)措施做的好，管理力度也相當(dāng)強(qiáng)，行人過(guò)馬路不走人行橫道會(huì)被警察抓，這使得那里的交通秩序相當(dāng)好，雖也有堵車，但相對(duì)與陽(yáng)泉而言卻強(qiáng)百倍。 </p><p>　　第三種是加大交通附屬設(shè)施的建設(shè)，尤其是交通燈的建設(shè)。這就于我的設(shè)計(jì)有關(guān)了，合理控制交通燈必然會(huì)起到重要作用。目前，要從桃南東路，新建路一線到南大街一線，一是從桃河橋，泉中路經(jīng)過(guò)。二是上天橋，過(guò)沙江小市到達(dá)南大街，三就是從一公司，經(jīng)過(guò)火車

28、站，到達(dá)南大街。因此就造成了現(xiàn)在上下班高峰期，天橋人與車爭(zhēng)道，泉中路和桃河橋車輛行進(jìn)緩慢，一公司經(jīng)常堵車?；疖囌靖浇?jīng)常性堵車。而這其中幾個(gè)關(guān)鍵的路口：一公司，天橋（包括南、北兩個(gè)口），火車站（包括物資大廈的路口），市政府門前的丁字路口，泉美轉(zhuǎn)盤。我想若在凱旋廣場(chǎng)，陽(yáng)泉市圖書館那修建立交橋，下層南北方向車輛通行，上層?xùn)|西方向車輛通行，可以緩解那塊的擁擠情況。在沙家小市那安裝紅綠燈，步行街進(jìn)口處可建設(shè)天橋，上層行人，下層過(guò)車，可以使那暢通

29、。 </p><p>　　陽(yáng)泉交通目前最大的問(wèn)題就是人流和車流無(wú)法有效地隔開。因此就造成了現(xiàn)在這種現(xiàn)象：人多了擠占車道，車多了擠占人行道（自行車道）。人不讓車，車不讓人，人們走在路上沒(méi)有安全感，開車的也提心吊膽。像濱河世紀(jì)城前邊，黑橋北口等五條道路的交匯點(diǎn)，如果修建一個(gè)轉(zhuǎn)盤的話，會(huì)安全很多。火車站（包括物資大廈的路口），市政府門前的丁字路口，泉美轉(zhuǎn)盤。這三個(gè)點(diǎn)都是我市車流輛非常大的路口。如果現(xiàn)在這三個(gè)路口修建行

30、人過(guò)街天橋，將會(huì)極大緩解目前的狀況。天橋地區(qū)是陽(yáng)泉市繁華的商業(yè)區(qū)，每天的人流非常多，車輛經(jīng)過(guò)也非常繁忙。但是中巴車在那里設(shè)站，長(zhǎng)時(shí)間地占著本來(lái)就狹小的道路，而且經(jīng)常是五六輛車一起停車占道（天橋北口），或者十幾二十多輛車占道（天橋南口），造成與之相連的德盛街，新建路的道路不暢。在火車站，很多去平定，昔陽(yáng)等地的中巴車經(jīng)常停車?yán)?，造成車輛行駛緩慢，甚至堵車。因此我建議，撤銷中巴車在天橋南北口的停車站點(diǎn)，轉(zhuǎn)移到其他合適地點(diǎn)，嚴(yán)查火車站附近亂停

31、拉客的中巴車。</p><p>　　所以，陽(yáng)泉的道路交通只要下大力度改革，必然會(huì)奏效，而且陽(yáng)泉的道路改革勢(shì)必會(huì)帶動(dòng)陽(yáng)泉的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使得陽(yáng)泉有一個(gè)更好的明天。 </p><p>　　第二章 可編程控制器</p><p>　　第一節(jié) 可編程控制器的定義</p><p>　　PLC即可編程控制器（Programmable logic Contr

32、oller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：</p><p>　　PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用

33、于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。</p><p>　　PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有PLC。</p><p>　　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，

34、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)。</p><p>　　國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在其標(biāo)準(zhǔn)中將PLC定義為:</p><p>　　可程式邏輯控制器是一種數(shù)位運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而

35、設(shè)計(jì)的。</p><p>　　它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？沙淌竭壿嬁刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p>　　第二節(jié) PLC的構(gòu)成</p><p>　　從結(jié)構(gòu)上分

36、，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。</p><p><b>　　CPU的構(gòu)成</b></p><p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一

37、個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。</p><p>　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，

38、CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。</p><p>　　在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。&

39、lt;/p><p>　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。</p><p><b>　　I/O模塊</b></p><p>　　PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器

40、狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。</p><p>　　常用的I/O分類如下：</p><p>　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。</p><p>　　模擬量：按信號(hào)

41、類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。</p><p>　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。</p><p>　　按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。<

42、;/p><p><b>　　電源模塊</b></p><p>　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。</p><p><b>　　底板或機(jī)架</b></p><

43、;p>　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。</p><p>　　第三節(jié) PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備</p><p>　　編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直

44、接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。</p><p>　　人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。</p><p><b>　　PLC的通信聯(lián)網(wǎng)</b></p>&

45、lt;p>　　依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說(shuō)法。</p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通

46、信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過(guò)多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 </p><p>　　PLC提供的編程語(yǔ)言：</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言也是我們最常用的一種語(yǔ)言，它有以下特點(diǎn)：</p><p>　　它是一種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。

47、</p><p>　　梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。</p><p>　　梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。</p><p>　　內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。</p><p&

48、gt;　　PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。</p><p>　　語(yǔ)句表語(yǔ)言，類似于匯編語(yǔ)言。</p><p>　　邏輯功能圖語(yǔ)言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來(lái)表達(dá)，一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。</p><p>　　第四節(jié) PLC的工作原理</p

49、><p>　　PLC開關(guān)量輸出控制原理圖：</p><p>　　圖2.1 PLC開關(guān)量輸出控制原理圖</p><p>　　PLC開關(guān)量輸出控制示意圖：</p><p>　　圖2.2 PLC開關(guān)量控制示意圖</p><p>　　PLC利用1.6M到30M頻帶范圍傳輸信號(hào)。在發(fā)送時(shí)，利用GMSK或OFDM調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)

50、進(jìn)行調(diào)制，然后在電力線上進(jìn)行傳輸，在接收端，先經(jīng)過(guò)濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出，再經(jīng)過(guò)解調(diào)，就可得到原通信信號(hào)。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5M-45M之間。 PLC設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時(shí)，來(lái)自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過(guò)用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號(hào)解調(diào)出來(lái)，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。</p><p>　　當(dāng)PLC投入運(yùn)

51、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。</p><p>　　(一) 輸入采樣階段</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

52、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。</p><p>　　(二)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

53、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(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。</p><p>　　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)

54、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。</p><p><b>　　(三)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)

55、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。</p><p>　　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。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，PLC的掃描周期包括自診

56、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。</p><p>　　第五節(jié)　PLC的特點(diǎn)</p><p>　　(一)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例

57、如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，

58、整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　(二)配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PL

59、C通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　(三)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子

60、電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　(四)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造</p><p>　　PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。</p>

61、;<p>　　(五)體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p>　　第六節(jié) PLC的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　?。ㄒ唬?shí)現(xiàn)成本低 由于可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，所以不用進(jìn)行

62、額外布線，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本。 </p><p>　　（二）范圍廣 電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模是其他任何網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的。PLC可以輕松地滲透到每個(gè)家庭，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造極大的空間。 </p><p>　?。ㄈ└咚俾?PLC能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而4.5M-45Mbps之間。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于撥號(hào)上網(wǎng)和ISDN，比ADSL更快！足以支持現(xiàn)有

63、網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。更高速率的PLC產(chǎn)品正在研制之中。 </p><p>　?。ㄋ模┯肋h(yuǎn)在線 PLC屬于"即插即用"，不用煩瑣的撥號(hào)過(guò)程，接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)！</p><p>　?。ㄎ澹┍憬莶还茉诩依锏哪膫€(gè)角落，只要連接到房間內(nèi)的任何電源插座上，就可立即擁有PLC帶來(lái)的高速網(wǎng)絡(luò)享受。</p><p>　　第七節(jié) PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p

64、><p>　　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：</p><p>　　（一）開關(guān)量的邏輯控制</p><p>　　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，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如

65、注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p><b>　　模擬量控制</b></p><p>　　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。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D

66、/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。</p><p><b>　　（三）運(yùn)動(dòng)控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，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(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。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

67、用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。</p><p><b>　?。ㄋ模┻^(guò)程控制</b></p><p>　　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

68、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。</p><p><b>　?。ㄎ澹?shù)據(jù)處理</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)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(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

69、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(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)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)。</p><p><b>　?。┩ㄐ偶奥?lián)網(wǎng)</b></p><p>　　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

70、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。</p><p>　　第八節(jié)　PLC的國(guó)內(nèi)外狀況</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要

71、求，第二年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable ,是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。</p><p>　　限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，

72、使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Con

73、troller（PLC）。</p><p>　　20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段

74、的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。</p><p>　　上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30%-40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。</p><

75、p>　　20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。</p>

76、;<p>　　我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無(wú)錫華光公

77、司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。</p><p>　　21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完

78、美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

79、，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。</p><p>　　第三章 三菱PLC的基本指令</p><p>　　第一節(jié) 基本輸入指令</p><p>　?。ㄒ唬╆P(guān)電源，將手持編程器FX－10P—E或FX－20P—E連接電纜，電纜另一頭接至PLC主機(jī)的編程器插座中，并將主機(jī)工作方式選擇（STOP

80、/RUN）撥至“STOP”位置。</p><p>　　(二)按下PLC的電源開關(guān)，PLC主機(jī)通電，“POWER”燈亮，手持編程器在液晶窗口顯示自檢內(nèi)容。</p><p>　　(三)寫入程序前，需對(duì)PLC“RAM”全部清零，當(dāng)液晶顯示屏上顯示全是“NOP”時(shí)，即可輸入程序。清零方法如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 PLC清零方法</p>

81、<p>　　(四)程序的輸入，需要先按功能編輯鍵，鍵盤上分別有RD/WR、INS/DEL、MNT/TEST等字符分別代表讀/寫、插入/刪除和監(jiān)控/測(cè)試功能。其功能為后按者有優(yōu)先權(quán)。例如第一次按RD/WR鍵讀出為R，再按一次即為寫入W，再按一次又變成R。W、R、I、D、M和T功能字符分別顯示在液晶顯示窗的左上角。</p><p>　　(五)輸入程序如圖3.2所示，進(jìn)行編程訓(xùn)練操作。</p>

82、<p><b>　　圖3.2 編程實(shí)例</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)編程操作如圖3.3所示。</p><p>　　(a) 鍵盤操作 (b) 顯示</p><p>　　圖3.3 編程操作</p><p>　　(六)輸入完程序后，可按圖3.4操作鍵進(jìn)行程序

83、檢查。</p><p>　　圖3.4 程序檢查</p><p>　　圖3.5 基本指令程序</p><p>　　(七)組合電路的PLC編程</p><p>　　如圖3.6、3.7所示，根據(jù)梯形圖編寫指令表，分別接通PLC輸入端開關(guān)為ON或OFF，觀察PLC輸出結(jié)果。</p><p>　　圖3.6 組合電路指令程序（

84、1）</p><p>　　圖3.7 組合電路指令程序（2）</p><p>　　(八)置位、復(fù)位和脈沖指令的編程</p><p>　　如圖3.8所示，根據(jù)梯形圖編寫指令表，分別接通PLC輸入端開關(guān)為ON或OFF，觀察PLC輸出結(jié)果。當(dāng)X0閉合時(shí)，Y0有輸出，即使X0斷開，Y0仍然保持有輸出；當(dāng)X1閉合時(shí)，Y0無(wú)輸出。當(dāng)X2閉合時(shí)，Y1有輸出，當(dāng)X3閉合時(shí)，Y1仍然有

85、輸出，只有當(dāng)X3再斷開時(shí)，Y1無(wú)輸出。</p><p>　　圖3.8 置位、復(fù)位和脈沖電路指令程序</p><p>　　第二節(jié) 棧及主控指令</p><p><b>　　一、棧指令</b></p><p>　　棧指令編程梯形圖實(shí)例如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 棧指令編程實(shí)例&

86、lt;/p><p>　?。ㄒ唬┌磮D3.9輸入程序。</p><p>　?。ǘ┻\(yùn)行該程序，當(dāng)X0=1(ON)時(shí)，觀察輸出狀態(tài)。</p><p>　　1、 Y0的狀態(tài)取決于X1或X2的狀態(tài)。</p><p>　　2、 Y1的狀態(tài)取決于X3、X4相與或X5、X6相與的狀態(tài)。</p><p>　　3、 Y2狀態(tài)取決于X7的狀態(tài)。

87、</p><p>　　4、 Y3狀態(tài)取決于X7及X10或X11的狀態(tài)。</p><p>　　（三）置X0＝0時(shí)，觀察Y0-Y3的狀態(tài)。</p><p><b>　　二、主控指令</b></p><p>　　主控指令編程梯形圖實(shí)例如圖3.10所示</p><p>　　圖3.10 主控指令編程實(shí)例&

88、lt;/p><p>　　（一）按圖3.10輸入程序。</p><p>　　（二）執(zhí)行程序，依次分別使X0、X1、X2、X3、X4及X5為ON，輸</p><p>　　出應(yīng)依次為Y0、Y1及Y2為ON。</p><p>　　第三節(jié) 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　一、定時(shí)器指令</b>&l

89、t;/p><p>　　定時(shí)器指令的梯形圖和語(yǔ)句表如圖3.11所示：</p><p>　　圖3.11 定時(shí)器梯形圖語(yǔ)句表</p><p>　?。ㄒ唬┌磮D3.11輸入程序。</p><p>　?。ǘ┻\(yùn)行程序，觀察輸出結(jié)果。當(dāng)X1，X2閉合時(shí)，定時(shí)器T0和T33開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)10s，Y0和Y1有輸出。說(shuō)明T0和T33的計(jì)時(shí)脈沖為100ms，計(jì)100

90、次為10s。當(dāng)閉合X0，再閉合X1和X2時(shí)，經(jīng)過(guò)10s，Y0有輸出；經(jīng)過(guò)1s，Y1有輸出。說(shuō)明M8028控制T32-T55的定時(shí)脈沖：當(dāng)M8028閉合時(shí)，T32-T55定時(shí)脈沖為0.01s，當(dāng)M8028斷開時(shí)，T32-T55定時(shí)脈沖為0.1s。</p><p><b>　　二、計(jì)數(shù)器指令</b></p><p>　　計(jì)數(shù)器指令的梯形圖和語(yǔ)句表如圖3.12所示。<

91、/p><p>　　圖3.12 計(jì)數(shù)器梯形圖語(yǔ)句表</p><p>　　（一）按圖3.12輸入程序。</p><p>　?。ǘ﹫?zhí)行程序，觀察輸出結(jié)果。當(dāng)X0斷開時(shí)，X1閉合10次，Y0有輸出；當(dāng)X0閉合時(shí)，再把X1閉合10次，Y0無(wú)輸出。</p><p>　　第四節(jié) 步進(jìn)順控指令</p><p>　　一、用步進(jìn)順控指令

92、實(shí)現(xiàn)</p><p>　　如圖3.13所示的波形，使Y0、Y1和Y2每隔1s順序輸出，并循環(huán)。其順序功能圖和指令語(yǔ)句表如圖3.13所示。</p><p>　　圖3.13 輸出波形圖</p><p>　　圖3.14 順序功能圖及語(yǔ)句表</p><p>　?。ㄒ唬┌磮D3.14輸入程序。</p><p>　?。ǘ┻\(yùn)行程序

93、，觀察Y0、Y1和Y2的輸出是否和波形一致。</p><p>　　（三）改變定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間常數(shù)，再次運(yùn)行程序，觀察輸出情況。</p><p><b>　　二、分支及匯合指令</b></p><p>　　選擇性分支及匯合指令的順序功能圖和語(yǔ)句表如圖3.15所示。</p><p>　　選擇性分支與匯合步驟：</p&g

94、t;<p>　　（一）按圖3.15輸入程序。</p><p>　?。ǘ┻\(yùn)行程序，先閉合X1，然后閉合X2，觀察Y2和Y3有無(wú)輸出。</p><p>　　（三）改變X1和X2的閉合順序，觀察Y2和Y3的輸出情況。</p><p>　　圖3.15 選擇性分支與匯合</p><p>　　并性分支及匯合指令的順序功能圖和語(yǔ)句表如圖3.

95、16所示。</p><p>　　圖3.16 并行分支與匯合</p><p>　　并行分支與匯合步驟：</p><p>　　（一）按圖3.16輸入程序。</p><p>　?。ǘ┻\(yùn)行程序，閉合X1，觀察Y2和Y4有無(wú)輸出。然后閉合X2、 X3和X4，觀察Y3、Y5和Y6的輸出情況。</p><p><b>　

96、　第五節(jié) 功能指令</b></p><p>　　用左移移位指令實(shí)現(xiàn)表3.1循環(huán)左移真值表的輸出。</p><p>　　表3.1 循環(huán)左移真值表</p><p>　　其梯形圖和指令表如圖3.17所示。</p><p>　　圖3.17 循環(huán)左移位控制程序</p><p>　　(一)按圖3.17輸入程序。

97、</p><p>　　(二)運(yùn)行程序，觀察Y0、Y1、Y2和Y3的輸出是否和真值表一致。</p><p>　　表3.2 循環(huán)左移真值表</p><p>　　其梯形圖和指令表如圖3.18所示。</p><p>　　圖3.18 循環(huán)左移位控制程序</p><p>　　(一)按圖3.18輸入程序。</p>

98、<p>　　(二)運(yùn)行程序，觀察Y0、Y1、Y2和Y3的輸出是否和真值表一致。</p><p>　　只有對(duì)三菱PLC的指令熟知，才有可能獨(dú)立編程，才有可能編出好的交通燈控制程序。為此我花了將近一個(gè)多月的時(shí)間進(jìn)一步學(xué)習(xí)以上指令，結(jié)合我手中的PLC，實(shí)際進(jìn)行了操作。給予此基礎(chǔ)，才進(jìn)行了下面的交通燈程序設(shè)計(jì)。 </p><p><b>　　第四章 設(shè)計(jì)過(guò)程</b

99、></p><p><b>　　第一節(jié) 任務(wù)分析</b></p><p>　　隨著城市和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通信號(hào)燈發(fā)揮的作用越來(lái)越大，正因?yàn)橛辛私煌ㄐ盘?hào)燈，才使車流、人流有了規(guī)范，同時(shí)，減少了交通事故發(fā)生的概率。然而，交通信號(hào)燈不合理使用或設(shè)置，也會(huì)影響交通的順暢。</p><p>　　一、信號(hào)交通燈控制系統(tǒng)的控制要求：</p>

100、<p>　　圖 4.1 交通燈現(xiàn)場(chǎng)示意圖</p><p>　　開關(guān)合上后，東西綠燈亮4s后閃2s滅；黃燈亮2s滅；紅燈亮8s；綠燈亮……循環(huán)，對(duì)應(yīng)東西綠黃燈亮?xí)r南北紅燈亮8s,接著綠燈亮4s后閃2s滅；黃燈亮2s后，紅燈又亮……循環(huán)。 </p><p><b>　　控制要求分析</b></p><p>　　十字路口兩個(gè)方向交通燈自

101、動(dòng)控制時(shí)序工作波形圖如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 交通燈時(shí)序工作波形圖</p><p>　　第二節(jié) 難點(diǎn)分析</p><p>　　本程序在設(shè)計(jì)過(guò)程遇到了一些難點(diǎn)我把它整理了一下發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)問(wèn)題：</p><p>　　（一）行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p>　　因?yàn)閷?shí)際的紅綠

102、燈控制中行人道的紅綠燈和主干道的紅綠燈是有這一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系的，所以在編程前一定要理清它們，這樣有利于在編程時(shí)簡(jiǎn)化程序、減少PLC不必要的運(yùn)算 。</p><p><b>　?。ǘ┙煌舻拈W亮</b></p><p>　　交通燈綠燈在實(shí)際運(yùn)行中是要經(jīng)過(guò)閃爍的，所以在設(shè)計(jì)程序中也要加入這個(gè)功能，參考了一些PLC的交通燈程序介紹時(shí)發(fā)現(xiàn)PLC中有一些繼電器可以實(shí)現(xiàn)閃爍這些

103、繼電器也就是PLC內(nèi)部的功能繼電器，這是一種硬件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序可以減少但比較死板閃爍頻率不能控制。由于對(duì)PLC內(nèi)部的功能繼電器不太熟悉（不同型號(hào)的PLC內(nèi)部功能繼電器編號(hào)也不一樣）我想了一個(gè)用程序?qū)崿F(xiàn)的方法，此方法可以說(shuō)是軟件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序加長(zhǎng)了但閃爍頻率可以控制比較靈活。</p><p><b>　　流程圖</b></p><p><b&g

104、t;　　第四節(jié) 方案一</b></p><p>　　從圖中可以看出，東西方向和南北方向綠、黃和紅燈相互亮燈時(shí)間是相等的。如果取單位時(shí)間t＝2s，則整個(gè)一次循環(huán)時(shí)間需要40s。</p><p>　　采用PLC控制時(shí)，其I/O分配表如表4.1所示。</p><p>　　表4.1 交通燈控制I/O接口地址分配表</p><p>　　圖

105、4.3 交通燈控制順序功能圖</p><p><b>　　輸入/輸出接線圖</b></p><p>　　用三菱FXIN—60MR型可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的輸入/輸出接線，如4.4所示。</p><p>　　圖4.4 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的輸入/輸出接線圖</p><p><b>　　第五節(jié) 方案二

106、</b></p><p><b>　　方案二大概過(guò)程</b></p><p>　　程序的組成·及·初始程序</p><p><b>　　切換程序</b></p><p><b>　　定時(shí)及動(dòng)作程序</b></p><p>

107、<b>　　第六節(jié) 控制過(guò)程</b></p><p>　　把程序通過(guò)電腦輸入到三菱ＦＸＩＮ－６０ＭＲ?。校蹋弥?，其執(zhí)行是可分為： 輸入刷新--再運(yùn)行用戶程序--再輸出刷新--再輸入刷新--再運(yùn)行用戶程序--再輸出刷新……永不停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著。 </p><p>　　因?yàn)椋河辛溯斎胨⑿?，可把輸入電路監(jiān)控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū)；經(jīng)運(yùn)行用戶程序，輸出映

108、射區(qū)將得到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)，并通過(guò)輸出電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。又由于這個(gè)過(guò)程是永不停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著，所以，輸出總是反映輸入的變化的。只是響應(yīng)的時(shí)間上，略有滯后。當(dāng)然，這個(gè)滯后不宜太大，否則，所實(shí)現(xiàn)的控制不那么及時(shí)，也就失去控制的意義。</p><p>　　為此，PLC的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時(shí)間短，是PLC實(shí)現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。事實(shí)上，它的速度是很快的，執(zhí)行一條指令

109、，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點(diǎn)幾，或零點(diǎn)零幾微秒。而且這個(gè)速度還在不斷提高中。</p><p>　　除了I/O刷新及運(yùn)行用戶程序，還要做些公共處理工作。</p><p>　　公共處理工作有：循環(huán)時(shí)間監(jiān)控、外設(shè)服務(wù)及通訊處理等。</p><p>　　監(jiān)控循環(huán)時(shí)間的目的是避免"死循環(huán)"，避免程序不能反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行。辦法是用"看門狗&

110、quot;（Watchingdog）。只要循環(huán)超時(shí)，它可報(bào)警，或作相應(yīng)處理。 </p><p>　　外設(shè)服務(wù)是讓PLC可接受編程器對(duì)它的操作，或通過(guò)接口向輸出設(shè)備如打印機(jī)輸出數(shù)據(jù)。 </p><p>　　通訊處理是實(shí)現(xiàn)PLC與PLC，或PLC與計(jì)算機(jī)，或PLC與其它工業(yè)控制裝置或智能部件間信息交換的。這也是增強(qiáng)PLC控制能力的需要。 </p><p>　　也就是說(shuō)，

111、實(shí)際的PLC工作過(guò)程總是：公共處理--I/O刷新--運(yùn)行用戶程序--再公共處理--反復(fù)不停地重復(fù)著。</p><p>　　用這種不斷地重復(fù)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制稱掃描方式。是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的一種方式。此外，計(jì)算機(jī)用于控制還有中斷方式。在中斷方式下，需處理的控制先申請(qǐng)中斷，被響應(yīng)后正運(yùn)行的程序停止運(yùn)行，轉(zhuǎn)而去處理中斷工作（運(yùn)行有關(guān)中斷服務(wù)程序）。待處理完中斷，又返回運(yùn)行原來(lái)程序。哪個(gè)控制需要處理，哪個(gè)就去申請(qǐng)中斷。