基于PLC的十字路口紅綠燈控制論文

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計）十字路口交通燈的plc控制摘 要可編程序控制器在工業(yè)自動化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個行業(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、價格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)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，用法簡單、通用性強(qiáng)等特點，本文用三菱fx2n的可編程控制器控制十字路口信號燈來說明可編程控制器硬件、軟件的設(shè)計。解決好公路交通燈控制問題將是保障交通有序、安全、快捷運行的重要環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞：交通燈；plc；fx2n；控制   abstractthe variable procedure controller

2、is in industry automate the position is extremely important, extensive application in each profession. along with the development of science and technology, the function of the programmable controller is increasingly perfect, plus smallscaled turn, the price is low, the credibility is high, the appl

3、ication that is in modern industry is more out standing. the city transportation light control adopts programmable to make the tool contain high credibility, the maintenance convenience, the method of using is simple, the in general use strong etc. characteristics, this text uses the design that the

4、 programmable controller of the mitsubishi fx2n control intersections conveyance light explains the programmable controller hardware software. resolve the good highway transportation light control problem will is guarantee the transportation contain preface, safety, fast movement of important link.k

5、eywords: the transportation light ; plc ; fx2n ;control目錄1 plc的特點及應(yīng)用11.1 概述11.2 plc的結(jié)構(gòu)及特點21.3 plc的應(yīng)用31.4可編程控制器的發(fā)展42 plc的分類及工作原理72.1 plc的分類72.2 plc的工作原理72.3 plc匯編語言72.4 plc的基本指令82.5 編程器件103 梯形圖的設(shè)計與編程方法103.1控制要求103.2硬件及外圍器件103.3i/o分配表114 程序設(shè)計114.1梯形圖124.2指令表144.3流程圖165 設(shè)計總結(jié)17參考文獻(xiàn)18謝辭191 plc的特點及應(yīng)用1.1 概

6、述可編程控制器（plc）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。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。特別是它的高可靠性和較強(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?？删幊炭刂破魇且环N存儲器控制器，支持控制系統(tǒng)工作的程序存放在存儲器中利用程序來實現(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，要實現(xiàn)一個控制任務(wù)，首先要針對具體的被控對象，分析它對控制系統(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)懭肟删幊炭刂破鞯某?/p>

7、序存儲器中。系統(tǒng)運行時，可編程控制器依次讀取程序存儲器中的程序語句，對它們的內(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，控制被控對象工作?？删幊炭刂破魇抢密浖韺崿F(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)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它的內(nèi)部存儲器可以執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(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

8、斷發(fā)展完善的。目前已從小規(guī)模單機(jī)順序控制，發(fā)展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領(lǐng)域。plc早期主要應(yīng)用于工業(yè)控制，但隨著技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大 . 可編程控制器(programmable logical controller)簡稱pc或plc，是60年代末發(fā)明的工業(yè)控制器件，是美國數(shù)字公司(dec )為美國通用公司(gm)研制開發(fā)并成功應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線上，可編程控制器自此誕生。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，plc軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質(zhì)與量的變化，其控制技術(shù)也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時推動了先進(jìn)制造技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展?，F(xiàn)代plc已經(jīng)成為真正的工業(yè)控制設(shè)備。最初，plc主要是用在

9、生產(chǎn)線控制和大型機(jī)械的控制上。但不久，西德的西門子(siemens)公司、bbc公司就開始研制plc，當(dāng)時主要是用于軋鋼機(jī)、升降設(shè)備等大型設(shè)備上。70年代初，日本的omron也推出了他們的plc。三菱、日立、富土、東芝、橫河、日電等公司也先后加入了plc制造者的行列。70年代中期，美國和西德首先出現(xiàn)了微電腦化的小型plc。由于plc是為工業(yè)控制所生產(chǎn)的通用性很強(qiáng)，適合于大批量生產(chǎn)的裝置，所以成本迅速下降;加上其是專為工業(yè)控制所設(shè)計，所以具有極好的抗干擾性能;并且他的使用和維護(hù)都極為方便，實現(xiàn)了低水平的操作、高性能的控制，所以在機(jī)械制造業(yè)深受歡迎。小型plc開始步入諸如塑料注塑機(jī)、包裝機(jī)械、橡膠

10、機(jī)械、紡織機(jī)械等輕工機(jī)械的控制領(lǐng)域，其成本的低廉和性能的優(yōu)良對直接使用微機(jī)作為控制單元的做法構(gòu)成了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)，更有全面取代傳統(tǒng)繼電器控制屏的趨勢。據(jù)國外資料介紹:1982年美國plc用戶中，有48%來自自動程序操作部門(如汽車、拖拉機(jī)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等)、13%來自石油化工業(yè)、9%來自食品飲料業(yè)、7%來自冶金工業(yè)、其余部分來自造紙、采礦、污水處理等部門“。近年來，隨著我國對外開放，日、美、西德等國生產(chǎn)的plc己通過多種途徑進(jìn)入了我國，引起了各方面的重視并得到應(yīng)用。如寶鋼工程應(yīng)用了數(shù)百臺plc，首鋼、武鋼、開灤煤礦也分別應(yīng)用了美國和西德的plc?？删幊绦蚩刂破鞯姆诸悾簆lc的種類很多，其實現(xiàn)的功

11、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的分類沒有一個嚴(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、實現(xiàn)的功能進(jìn)行大致的分類。1.2 plc的結(jié)構(gòu)及特點plc實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同。 圖1就比較直觀的表示出了plc各組成部分的關(guān)系。圖1 plc的組成1、中央處理單元(cpu) 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以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)plc投入運行時，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)

12、，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)運行，直到停止運行。 為了進(jìn)一步提高plc的可靠性，近年來對大型plc還采用雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個cpu出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。2、輸出寄存器輸入寄存器可按位進(jìn)行尋址，每一位對應(yīng)一個開關(guān)量，其值反映了開關(guān)量的狀態(tài)，其值的改變由輸入開關(guān)量驅(qū)動，并保持一個掃描周期。cpu可以讀其值，但不可以寫或

13、進(jìn)行修改。3、輸出寄存器輸出寄存器的每一位都表明了plc在下一個時間段的輸出值,而程序循環(huán)執(zhí)行開始時的輸出寄存器的值,表明的是上一時間段的真實輸出值。在程序執(zhí)行過程中,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)行到一個循環(huán)的尾部時的值才影響下一時間段的輸出，即只有最后的修改才對輸出接點的真實值產(chǎn)生影響。4、存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 5、電源 plc的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此plc的制造商對電源的設(shè)計和制造也十

14、分重視。一般交流電壓波動在+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。plc的結(jié)構(gòu)決定了它有如下特點：1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；2、通用性高，使用方便；3、程序設(shè)計簡單，易學(xué)，易懂；4、采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便；5、系統(tǒng)設(shè)計周期短；6、安裝簡便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量??；7、對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)。1.3 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(jī)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

15、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(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(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。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(jī)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(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般

16、使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進(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)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)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(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

17、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。隨著計算機(jī)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。1.4可編程控制器的發(fā)展20世紀(jì)80年代至90年代中期

18、是plc發(fā)展最快的時期。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。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，plc的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的plc應(yīng)用系統(tǒng)中，plc往往是作為一個核心部件來使用，僅plc方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。交通信號燈的出現(xiàn)，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。隨著中國加入wto，我們不但要在經(jīng)濟(jì)、文化、科技

19、等各方面與國際接軌，在交通控制方面也應(yīng)與國際接軌。plc在世界各地得到了廣泛應(yīng)用，同時，plc的功能也不斷完善。隨著計算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(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在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的plc不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(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)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的plc年增長率保持為20%30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和plc市場容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來plc在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家plc的增長十分迅

20、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)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的plc只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入plc的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。plc的cpu內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1， 程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)

21、行到最終步（通常為end指令），然后再返回起始步循環(huán)運算。plc每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的plc，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。plc用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1k邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型plc使用另外一個cpu來完成模擬量的運算。把計算結(jié)果送給plc的控制器。 相同i/o點數(shù)的系統(tǒng)，用plc比用dcs，其成本要低一些（大約能省40%左右）。plc沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比dcs要低很多。一個plc的控制器，可以接收幾千

22、個i/o點（最多可達(dá)8000多個i/o）。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用plc較為合適。plc由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 近10年來，隨著plc價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采用plc進(jìn)行控制，plc在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動化水平的不斷提高，今后一段時期內(nèi)plc在我國仍將保持高速增長勢頭。 通用plc應(yīng)用于專用設(shè)備時可以認(rèn)為它就是一個嵌入式控制器，但plc相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用plc或定制

23、plc取代嵌入式控制器在工業(yè)自動化領(lǐng)域，可編程控制器(plc)作為自動控制的三大技術(shù)支柱（plc、機(jī)器人、cad/cam）之一，成為大多數(shù)自動化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)。由于綜合了計算機(jī)和自動化技術(shù)，使它發(fā)展日新月異，大大超過其出現(xiàn)時的技術(shù)水平。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時、計數(shù)、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過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，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。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)時代的到來，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)。1、 向高性能、高速度、大容量發(fā)展大型plc大多采用cpu結(jié)構(gòu)，不

24、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在一塊芯片上實現(xiàn)plc全部功能的32位微處理器、即順序控制芯片，其掃描時間為每條基本指令0.15us。2、 增強(qiáng)小型plc的功能小型plc一般指i/o點數(shù)小于256的plc，大多數(shù)采用整體結(jié)構(gòu)，小型plc價格便宜，性價比不斷提高，很使用單機(jī)自動化，或組成分布式系統(tǒng)。近年來，plc廠商不斷推出功能更強(qiáng)的小型plc，更新?lián)Q代的周期越來越短。除了開關(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)置的實時鐘、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，將過去許多需要特殊功能模塊完成的功能軟件化

25、，如用pid指令實現(xiàn)pid控制，用定位控制實現(xiàn)位置控制。各plc廠家近年來推出一些價格便宜的專用人機(jī)接口裝置，用來監(jiān)視plc的內(nèi)部變量和修改參數(shù)。與西門子s7-200配套的td200文本顯器可顯示兩行中文，每行10或20個字符，可用s7-200編程軟件設(shè)置td200的顯示內(nèi)容。3、 不斷提高編程軟件的功能（1）編程軟件日益普及；（2）編程軟件功能不斷完善；（3）編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化；（4） 編程軟件配備仿真功能，如西門子s7-200與step7編程軟件配套使用的s7-plcsim仿真軟件；（5） 通訊功能的增強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)化。2 plc的分類及工作原理2.1 plc的分類1、按plc的結(jié)構(gòu)形式分類：1）

26、整體式；2）模塊式。2、按plc的i/o點數(shù)分類：1）小型256點以下；2）中型256點以上，2048點以下；3）大型2048點以上。3、按plc功能分類：抵擋型，中擋型，高檔型。2.2 plc的工作原理當(dāng)plc投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，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，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 (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。在這兩個階段中，即使輸入狀

27、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。 (2) 用戶程序執(zhí)行階段 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，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(jìn)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

28、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。 (3) 輸出刷新階段 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)。這時，才是plc的真正輸出。2.3 plc匯編語言采用面向控制過程，面向問題，簡單直觀的pl

29、c編寫橫語言，常用的有：梯形圖，語句表，功能圖等。1、梯形圖：由繼電器控制邏輯演變而來，兩者具有一定的相似性，但梯形圖更強(qiáng)更方便。主要特點：(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。 (2)梯形圖中采用繼電器名稱，但不是真實物理繼電器稱為“軟繼電器”(3)每個梯級流過的是概念電流，從左向右，其兩端母線設(shè)有電源。(4)輸入繼電器，用于接入信號，而無線圈，輸入繼電器，通過輸入接入的繼電器，晶體及晶閘管才能實現(xiàn)。 2、語句表：又叫指令表，類似計算機(jī)匯編語言形式，用指令的記助符編程。例：下圖是三菱公司的fx2n系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖例：圖2梯形圖圖例它有兩組，第一

30、組用以實現(xiàn)啟動、停止控制。第二組僅一個end指令，用以 結(jié)束程序。梯形圖與助記符的對應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對應(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，其順序為：先輸入，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。上圖的助記符程序為：圖3指令表舉例2.4 plc的基本指令1、輸入輸出指令（ld/ldi/out）下面把ld/ldi/out三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件以列表的形式加以說明： 符號 功 能 操作元件 ld（取） 常開觸點與母線相連 x，y，m，t，c,s ldi（取反） 常閉觸點與母線相連 x，y，m，t

31、，c,sout（輸出） 線圈驅(qū)動 y，m，t，c，s,f ld與ldi指令用于與母線相連的接點，此外還可用于分支電路的起點。out 指令是線圈的驅(qū)動指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(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。2、觸點串連指令（and/andi）、并聯(lián)指令（or/ori）符號（名稱） 功 能 操作元件 and（與） 常開觸點串聯(lián)連接 x，y，m，t，c,s andi（與非） 常閉觸點串聯(lián)連接 x，y，m，t，c,s or（或） 常開觸點并聯(lián)連接 x，y，m，t，c，s ori（ 或非） 常閉觸點并聯(lián)連接 x，y，m，t，c，s a

32、nd、andi指令用于一個觸點的串聯(lián)，但串聯(lián)觸點的數(shù)量不限，這兩個指令可連續(xù)使用。or、ori是用于一個觸點的并聯(lián)連接指令。3、電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（orb、anb） 符號（名稱） 功 能 操作元件 orb（塊或） 電路塊并聯(lián)連接 無 anb（塊與） 電路塊串聯(lián)連接 無 含有兩個以上觸點串聯(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，支路的起點以ld或ldnot指令開始，而支路的終點要用orb指令。orb指令是一種獨立指令，其后不帶操作元件號，因此，orb指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個電路塊并聯(lián)連接，應(yīng)在每個并聯(lián)電路塊之后使用一個orb指令，用這種方法編

33、程時并聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制；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orb指令最多使用7次。將分支電路（并聯(lián)電路塊）與前面的電路串聯(lián)連接時使用anb指令，各并聯(lián)電路塊的起點，使用ld或ldnot指令；與orb指令一樣，anb指令也不帶操作元件，如需要將多個電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個串聯(lián)電路塊之后使用一個anb指令，用這種方法編程時串聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制，若集中使用anb指令，最多使用7次。4、程序結(jié)束指令（end）表1 end結(jié)束指令表示符號功能梯形圖表示操作元件end程序結(jié)束end無在程序結(jié)束處寫上end指令，plc只執(zhí)行第一步至end之間的程序

34、，并立即輸出處理。若不寫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，可以將end指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動作，確認(rèn)無誤后，再依次刪去插入的end指令。 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、空操作、跳轉(zhuǎn)指令等，可以參考一些課外書，在這里我們不詳細(xì)介紹了。2.5 編程器件一般情況下，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代表定時器，c代表計數(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? 梯形圖的設(shè)計與編程方法3.1控制要求用plc設(shè)

35、計交通燈控制系統(tǒng)，要求如下：按下啟動按鈕sb1后，依下面順序運行：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，兩個方向黃燈同時亮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后閃5次，南北向紅燈亮；東西向綠燈閃5次后熄滅，兩個方向黃燈亮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。圖4 交通信號燈的位置3.2硬件及外圍器件根據(jù)信號燈的控制要求，所有的器件有：三菱fx系列plc、起動按鈕sb1、停止按鈕s

36、b2、紅黃綠色信號燈各4只，輸入輸出端口接線如圖4所示。圖5 plc外部接線圖起動按鈕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。如果信號燈的功率較大，一個輸出繼電器不能帶動兩只信號燈，可以采用一個輸出點驅(qū)動一只信號燈，也可以采用輸出繼電器先帶動中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動信號燈。3.3i/o分配表表

37、2 交通燈i/o分配表啟動按鈕sb1x0南北綠燈y2停止按鈕sb2x1東西紅燈y3南北紅燈y0東西黃燈y4南北黃燈y1東西綠燈y54 程序設(shè)計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言，具有簡單、直觀、易學(xué)易懂的特點。采用常開接點、常閉接點構(gòu)成組合邏輯電路驅(qū)動各類軟器件線圈或者功能指令塊實現(xiàn)一定的邏輯運算、算術(shù)運算或數(shù)據(jù)的傳送、變換與外部輸出等功能圖5是plc的外部接線圖，圖中sb1、sb2分別為硬件啟動按鈕與停止按鈕。分別接x1、x2輸入繼電器。輸出繼電器y0y5分別接路口各路燈的控制線圈。根據(jù)控制要求編寫出梯形圖，并寫出指令表。4.1梯形圖圖6 梯形圖（一）圖7 梯

38、形圖（二）4.2指令表圖8 指令表（一）圖9 指令表（二）4.3流程圖啟 動南北向綠燈亮20s，東西向紅燈亮南北向綠燈閃爍5次，東西紅燈保持點亮南北綠燈熄滅，兩個方向黃燈同時亮5s，東西向紅燈亮南北向紅燈亮，東西向紅燈熄滅，綠燈亮30s東西綠燈閃爍5次，南北紅燈保持點亮東西綠燈熄滅，兩個方向黃燈亮5s南北綠燈亮20s，東西紅燈亮sb2無動作停止圖10 流程圖5 設(shè)計總結(jié)三菱系列fx2n plc具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，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)計和制作硬件裝置。plc還具有功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣的特點。今天的plc已經(jīng)開始用于閉環(huán)控制，不僅如此，隨著其擴(kuò)展能力和通

39、信能力的發(fā)展，不僅在交通燈中控制自如，它也越來越多地應(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間,更是體現(xiàn)了城市管理工作的現(xiàn)代化。plc用于對交通信號燈的控制，主要是考慮其具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的“漸進(jìn)式“信號燈進(jìn)行精確控制，特別對于多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。目前大多數(shù)品牌的plc內(nèi)部均配有實時時鐘，通過編程控制可對信號燈實施全天候無人化管理。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間，實現(xiàn)科學(xué)化管理。城市交通燈控

40、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、使用簡單、通用性強(qiáng)等特點，plc還可以聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實測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燈之間的時差，把n臺plc聯(lián)網(wǎng)到一臺控制電腦上，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。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間，更體現(xiàn)了城市管理工作的現(xiàn)代話。在設(shè)計過程中，經(jīng)常會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，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。我趁著做課程設(shè)計的同時也對課本知識有了鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能