畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于plc的十字路口紅綠燈控制

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　十字路口交通燈的PLC控制</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　可編程序控制器在工業(yè)自動(dòng)化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價(jià)格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)

2、用更加突出。城市交通燈控制采用的可編程制器具有可靠性高、維護(hù)方便，用法簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，本文用三菱FX2N的可編程控制器控制十字路口信號(hào)燈來(lái)說(shuō)明可編程控制器硬件、軟件的設(shè)計(jì)。解決好公路交通燈控制問(wèn)題將是保障交通有序、安全、快捷運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：交通燈；PLC；FX2N；控制   </p><p><b>　　Abstract&l

3、t;/b></p><p>　　The variable procedure controller is in industry automate the position is extremely important, extensive application in each profession. Along with the development of science and technology

4、, the function of the programmable controller is increasingly perfect, plus smallscaled turn, the price is low, the credibility is high, the application that is in modern industry is more out standing. The city transport

5、ation light control adopts programmable to make the tool contain high credibility, the main</p><p>　　Keywords: The transportation light ; PLC ; FX2N ;control</p><p><b>　　目錄</b></p

6、><p>　　1 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1</p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 PLC的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)2</p><p>　　1.3 PLC的應(yīng)用3</p><p>　　1.4可編程控制器的發(fā)展4</p><p>　　2 PLC的分

7、類及工作原理7</p><p>　　2.1 PLC的分類7</p><p>　　2.2 PLC的工作原理7</p><p>　　2.3 PLC匯編語(yǔ)言7</p><p>　　2.4 PLC的基本指令8</p><p>　　2.5 編程器件10</p><p>　　3 梯形圖的設(shè)計(jì)與編

8、程方法10</p><p>　　3.1控制要求10</p><p>　　3.2硬件及外圍器件10</p><p>　　3.3I/O分配表11</p><p><b>　　4 程序設(shè)計(jì)11</b></p><p><b>　　4.1梯形圖12</b></p&g

9、t;<p><b>　　4.2指令表14</b></p><p><b>　　4.3流程圖16</b></p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)總結(jié)17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b

10、>　　謝辭19</b></p><p>　　1 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用</p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　可編程控制器（PLC）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)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它具有體積小、功能強(qiáng)、靈活通用與維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)。特別是它的高

11、可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。因此在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。</p><p>　　可編程控制器是一種存儲(chǔ)器控制器，支持控制系統(tǒng)工作的程序存放在存儲(chǔ)器中利用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)。在可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制任務(wù)，首先要針對(duì)具體的被控對(duì)象，分析它對(duì)控制系統(tǒng)的要求，然后編制出相應(yīng)的控制程序，利用編程器將控制程序?qū)懭?/p>

12、可編程控制器的程序存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可編程控制器依次讀取程序存儲(chǔ)器中的程序語(yǔ)句，對(duì)它們的內(nèi)容加以解釋并執(zhí)行。根據(jù)輸入設(shè)備的狀態(tài)和其他條件，可編程控制器將其程序執(zhí)行結(jié)果輸出給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。可編程控制器是利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏輯的，能夠適應(yīng)不同的控制任務(wù)的需要，通用、靈活、可靠性高。它是一種專為在工業(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。它的內(nèi)部存儲(chǔ)器可以執(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

13、能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是在繼電器控制邏輯基礎(chǔ)上，與3C技(Computer Control Communication)相結(jié)合，不斷發(fā)展完善的。目前已從小規(guī)模單機(jī)順序控制，發(fā)展到包括過(guò)程控制、位置控制等場(chǎng)合的所有控制領(lǐng)域。PLC早期主要應(yīng)用于工業(yè)控制，但隨</p><p>　　可編程序控制器的分類：</p><p>　　PLC的種類很多，其實(shí)現(xiàn)

14、的功能、內(nèi)存容量、控制規(guī)模、外型等方面均存在較大的差異。因此，PLC的分類沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而是按照結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模、實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行大致的分類。</p><p>　　1.2 PLC的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)</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)相同。 </p><p>　　圖1就比較直觀的表示出了PLC各組成部分的關(guān)系。

15、</p><p><b>　　圖1 PLC的組成</b></p><p>　　1、中央處理單元(CPU) </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

16、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。 </p><p>　　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)，

17、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。</p><p><b>　　2、輸出寄存器</b></p><p>　　輸入寄存器可按位進(jìn)行尋址，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)開(kāi)關(guān)量，其值反映了開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)，其值的改變由輸入開(kāi)關(guān)量驅(qū)動(dòng)，并保持一個(gè)掃描周期。CPU可以讀其值，但不可以寫(xiě)或進(jìn)行修改。</p><p><b&g

18、t;　　3、輸出寄存器</b></p><p>　　輸出寄存器的每一位都表明了PLC在下一個(gè)時(shí)間段的輸出值,而程序循環(huán)執(zhí)行開(kāi)始時(shí)的輸出寄存器的值,表明的是上一時(shí)間段的真實(shí)輸出值。在程序執(zhí)行過(guò)程中,CPU可以讀其值,并作為條件參加控制,還可以修改其值,而中間的變換僅僅影響寄存器的值。只有程序執(zhí)行到一個(gè)循環(huán)的尾部時(shí)的值才影響下一時(shí)間段的輸出，即只有最后的修改才對(duì)輸出接點(diǎn)的真實(shí)值產(chǎn)生影響。</p>

19、;<p><b>　　4、存儲(chǔ)器 </b></p><p>　　存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 </p><p>　　存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 </p><p><b>　　5、電源 </b></p><p>　　PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如

20、果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(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)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。</p><p>　　PLC的結(jié)構(gòu)決定了它有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；</p><p>　　2、通用性高，使用方便；</p>

21、<p>　　3、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易學(xué)，易懂；</p><p>　　4、采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便；</p><p>　　5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短；</p><p>　　6、安裝簡(jiǎn)便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量小；</p><p>　　7、對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)。</p><p>　　1.3 P

22、LC的應(yīng)用</p><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>　　1、開(kāi)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

23、機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)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>　　2、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。P

24、LC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。 </p><p><b>　　3、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(kāi)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

25、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。</p><p><b>　　4、過(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

26、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。 5、數(shù)據(jù)處理 </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傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理

27、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>　　6、通信及聯(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的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)

28、的PLC都具有通信接口，通信非常方便。</p><p>　　1.4可編程控制器的發(fā)展</p><p>　　20世紀(jì)80年代至90年代中期是PLC發(fā)展最快的時(shí)期。PLC發(fā)展至今，已有30多年的歷史。伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域已有了翻天覆地的變化，PLC亦再不斷發(fā)展變化中，PLC正朝著新的技術(shù)發(fā)展。</p><p>　　近年來(lái)隨著科技的飛

29、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)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的PLC應(yīng)用系統(tǒng)中，PLC往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅PLC方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)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。</p><p>　　交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，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。隨著中國(guó)加入WTO，我們不但要在經(jīng)濟(jì)、文化、科技等各

30、方面與國(guó)際接軌，在交通控制方面也應(yīng)與國(guó)際接軌。</p><p>　　PLC在世界各地得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開(kāi)關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。 作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九

31、十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長(zhǎng)率保持為20%～30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來(lái)PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的增長(zhǎng)速度放緩。但是，在中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家PLC的增長(zhǎng)十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。 PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開(kāi)關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。

32、它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的</p><p>　　在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，可編程控制器(PLC)作為自動(dòng)控制的三大技術(shù)支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一，成為大多數(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)。由于綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)，使它發(fā)展日新月

33、異，大大超過(guò)其出現(xiàn)時(shí)的技術(shù)水平。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過(guò)輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。特別是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，擴(kuò)展了PLC的功能，使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。</p><p>　　1、 向高性能、高速度、大容量發(fā)展</p><

34、;p>　　大型PLC大多采用CPU結(jié)構(gòu)，不斷向高性能、高速度、大容量發(fā)展。ANA系列PLC使用了世界上第一個(gè)在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)PLC全部功能的32位微處理器、即順序控制芯片，其掃描時(shí)間為每條基本指令0.15us。</p><p>　　2、 增強(qiáng)小型PLC的功能</p><p>　　小型PLC一般指I/O點(diǎn)數(shù)小于256的PLC，大多數(shù)采用整體結(jié)構(gòu)，小型PLC價(jià)格便宜，性價(jià)比不斷提高，很使

35、用單機(jī)自動(dòng)化，或組成分布式系統(tǒng)。近年來(lái)，PLC廠商不斷推出功能更強(qiáng)的小型PLC，更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短。除了開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能以外，現(xiàn)代小型PLC還具有中斷功能、脈沖捕獲功能、內(nèi)置的實(shí)時(shí)鐘、用EEPROM代替RAM和鋰電池，使PLC成為完成完全免維護(hù)的設(shè)備，將過(guò)去許多需要特殊功能模塊完成的功能軟件化，如用PID指令實(shí)現(xiàn)PID控制，用定位控制實(shí)現(xiàn)位置控制。各PLC廠家近年來(lái)推出一些價(jià)格便宜的專用人機(jī)接口裝置，用來(lái)監(jiān)視PLC的內(nèi)部變量和修改

36、參數(shù)。與西門(mén)子S7-200配套的TD200文本顯器可顯示兩行中文，每行10或20個(gè)字符，可用S7-200編程軟件設(shè)置TD200的顯示內(nèi)容。</p><p>　　3、 不斷提高編程軟件的功能</p><p>　?。?）編程軟件日益普及；</p><p>　?。?）編程軟件功能不斷完善；</p><p>　　（3）編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化；</p&

37、gt;<p>　?。?） 編程軟件配備仿真功能，如西門(mén)子S7-200與STEP7編程軟件配套使用的S7-PLCSIM仿真軟件；</p><p>　?。?） 通訊功能的增強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　2 PLC的分類及工作原理</p><p>　　2.1 PLC的分類</p><p>　　1、按plc的結(jié)構(gòu)形式分類：1）整體式

38、；2）模塊式。</p><p>　　2、按plc的I/O點(diǎn)數(shù)分類：1）小型256點(diǎn)以下；2）中型256點(diǎn)以上，2048點(diǎn)以下；3）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。</p><p>　　2.2 PLC的工作原理</p><p>　　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

39、、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>　　(1) 輸入采樣階段 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

40、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>　　(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

41、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>　　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

42、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>　　(3) 輸出刷新階段 </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(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。</

43、p><p>　　2.3 PLC匯編語(yǔ)言</p><p>　　采用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題，簡(jiǎn)單直觀的plc編寫(xiě)橫語(yǔ)言，常用的有：梯形圖，語(yǔ)句表，功能圖等。</p><p>　　1、梯形圖：由繼電器控制邏輯演變而來(lái)，兩者具有一定的相似性，但梯形圖更強(qiáng)更方便。</p><p><b>　　主要特點(diǎn)：</b></p>

44、<p>　　(1)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><p>　　(2)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>　　(4)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

45、，晶體及晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2、語(yǔ)句表：又叫指令表，類似計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言形式，用指令的記助符編程。例：下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例：</p><p><b>　　圖2梯形圖圖例</b></p><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。梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)

46、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><b>　　圖3指令表舉例</b></p><p>　　2.4 PLC的基本指令</p><p>　　1、輸入輸

47、出指令（LD/LDI/OUT）</p><p>　　下面把LD/LDI/OUT三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件</p><p>　　以列表的形式加以說(shuō)明： </p><p>　　符號(hào) 功 能 操作元件</p><p>　　LD（取） 常開(kāi)觸點(diǎn)與母線相連

48、 X，Y，M，T，C,S</p><p>　　LDI（取反） 常閉觸點(diǎn)與母線相連 X，Y，M，T，C,S</p><p>　　OUT（輸出） 線圈驅(qū)動(dòng) Y，M，T，C，S,F </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)。</p

49、><p>　　OUT 指令是線圈的驅(qū)動(dòng)指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、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/ANDI）、并聯(lián)指令（OR/ORI）</p><p>　　符號(hào)（名稱） 功 能 操作元件</p&

50、gt;<p>　　AND（與） 常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)連接 X，Y，M，T，C,S </p><p>　　ANDI（與非） 常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接 X，Y，M，T，C,S</p><p>　　OR（或） 常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)連接 X，Y，M，T，C，S </p><p>　　ORI（

51、或非） 常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接 X，Y，M，T，C，S </p><p>　　AND、ANDI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。</p><p>　　3、電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB）</p><p>　　符號(hào)（名

52、稱） 功 能 操作元件</p><p>　　ORB（塊或） 電路塊并聯(lián)連接 無(wú)</p><p>　　ANB（塊與） 電路塊串聯(lián)連接 無(wú) </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(kāi)始，而支

53、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(xiě)出，然后在這些電路塊的末尾集中寫(xiě)出ORB的指令，但這時(shí)ORB指令最多使用7次。</p><p>　　將分支電路（并聯(lián)電路塊）與前面的電路串聯(lián)連接

54、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，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。</p><p>　　4、程序結(jié)束指令（END）</p><p>　　表1 END結(jié)束指令表示</p><p>

55、　　在程序結(jié)束處寫(xiě)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。若不寫(xiě)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>　　其他的一些指令，如置位復(fù)位、脈沖輸出、清除、移位、主控觸點(diǎn)、空操作、跳轉(zhuǎn)指令等，可以參考一些

56、課外書(shū)，在這里我們不詳細(xì)介紹了。</p><p><b>　　2.5 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>　　3 梯形圖的設(shè)計(jì)與編程方法</p&g

57、t;<p><b>　　3.1控制要求</b></p><p>　　用PLC設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，要求如下：按下啟動(dòng)按鈕SB1后，依下面順序運(yùn)行：南北向綠燈亮20s，東西向紅燈亮；20s后，南北綠燈閃爍5次，每隔0.5s一次，在此期間東西向紅燈亮；南北綠燈閃5次后熄滅，兩個(gè)方向黃燈同時(shí)亮5s，東西向紅燈仍然亮；黃燈亮5s后熄滅，南北向換紅燈，東西向換綠燈亮30s；東西向綠燈30s

58、后閃5次，南北向紅燈亮；東西向綠燈閃5次后熄滅，兩個(gè)方向黃燈亮5s，南北向紅仍然亮；黃燈亮5s后南北向換綠燈，東西向換紅燈。依次循環(huán)，按下停止按鈕SB2后，本循環(huán)結(jié)束后停止。</p><p>　　圖4 交通信號(hào)燈的位置</p><p>　　3.2硬件及外圍器件</p><p>　　根據(jù)信號(hào)燈的控制要求，所有的器件有：三菱FX系列PLC、起動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2

59、、紅黃綠色信號(hào)燈各4只，輸入／輸出端口接線如圖4所示。</p><p>　　圖5 PLC外部接線圖</p><p>　　起動(dòng)按鈕SB1接輸入繼電器X0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器Xl端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y5端，東西方向的黃燈接于輸出繼電器Y4端，東西方向德紅燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向的綠燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y1，南北方向紅燈接于輸出繼電

60、器Y0。將輸出端的COM1及COM2用導(dǎo)線相連，輸出端的電源為交流220V。如果信號(hào)燈的功率較大，一個(gè)輸出繼電器不能帶動(dòng)兩只信號(hào)燈，可以采用一個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)一只信號(hào)燈，也可以采用輸出繼電器先帶動(dòng)中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈。</p><p><b>　　3.3I/O分配表</b></p><p>　　表2 交通燈I/O分配表</p><p&g

61、t;<b>　　4 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　梯形圖編程是目前使用最為廣泛、最受電氣技術(shù)人員的歡迎的一種編程語(yǔ)言，具有簡(jiǎn)單、直觀、易學(xué)易懂的特點(diǎn)。采用常開(kāi)接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)構(gòu)成組合邏輯電路驅(qū)動(dòng)各類軟器件線圈或者功能指令塊實(shí)現(xiàn)一定的邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算或數(shù)據(jù)的傳送、變換與外部輸出等功能</p><p>　　圖5是PLC的外部接線圖，圖中SB1、SB2分別為硬件啟動(dòng)

62、按鈕與停止按鈕。分別接X(jué)1、X2輸入繼電器。輸出繼電器Y0~Y5分別接路口各路燈的控制線圈。根據(jù)控制要求編寫(xiě)出梯形圖，并寫(xiě)出指令表。</p><p><b>　　4.1梯形圖</b></p><p><b>　　圖6 梯形圖（一）</b></p><p><b>　　圖7 梯形圖（二）</b><

63、/p><p><b>　　4.2指令表</b></p><p><b>　　圖8 指令表（一）</b></p><p><b>　　圖9 指令表（二）</b></p><p><b>　　4.3流程圖</b></p><p><b

64、>　　圖10 流程圖</b></p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　三菱系列FX2N PLC具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以組成能滿足各種控制要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。PLC還具有功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣的特點(diǎn)。今天的PLC已經(jīng)開(kāi)始用于閉環(huán)控制，不僅如此，隨著其擴(kuò)展能力和通信能力的發(fā)展，不僅在交通

65、燈中控制自如，它也越來(lái)越多地應(yīng)用到了復(fù)雜的分布式控制系統(tǒng)中。由PLC控制十字路口的指示燈,維護(hù)方便,可按需要隨意修改指示燈亮的時(shí)間,更是體現(xiàn)了城市管理工作的現(xiàn)代化。</p><p>　　PLC用于對(duì)交通信號(hào)燈的控制，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可對(duì)目前普遍使用的“漸進(jìn)式“信號(hào)燈進(jìn)行精確控制，特別對(duì)于多岔路口的控制可方便地實(shí)現(xiàn)。目前大多數(shù)品牌的PLC內(nèi)部均配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，通

66、過(guò)編程控制可對(duì)信號(hào)燈實(shí)施全天候無(wú)人化管理。由于PLC本身具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，所以將同一條路上的信號(hào)燈組成一局域網(wǎng)功進(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。城市交通燈控制采用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

67、提高城市道路交通管理能力。用PLC控制十字路口的指示燈，維護(hù)方便，可按需要隨意修改指示燈亮的時(shí)間，更體現(xiàn)了城市管理工作的現(xiàn)代話。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里老想著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。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

68、考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，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>　　在兩個(gè)月的設(shè)計(jì)里，過(guò)程曲折可謂一語(yǔ)難盡。在此期間我也失落過(guò)，也曾一度熱情高漲。從開(kāi)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)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

69、知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(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>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]廖常初.PL

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75、定我將在這里度過(guò)人生中最美麗的青春年華。提筆寫(xiě)下“謝辭”，我才驚覺(jué)自己即將真正離開(kāi)，人生亦從此展開(kāi)新的畫(huà)卷。盡管不舍，卻更珍惜，因?yàn)槲业纳杏心敲炊嗫蓯?ài)的人值得感激。他們使我的大學(xué)生活充滿了色彩，無(wú)論收獲、遺憾，對(duì)我來(lái)說(shuō)都是一筆寶貴的財(cái)富。</p><p>　　感謝我的指導(dǎo)教師，您從一開(kāi)始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題，