一個(gè)十字交通燈控制功能的控制裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文題目:一個(gè)十字交通燈控制功能的控制裝置 院 系: 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)電一體化 姓 名: xxxxxxxxxxxxx 學(xué) 號: xxxxxxxxx 指導(dǎo)老師: xxxxxxxxx 完成日期: 2012年3月 30 目錄摘要1前言2第1章 交通燈信號控制系統(tǒng)511 十字路口交通燈控制實(shí)際情況51.1.1 南北向（列）和東西向（行）主干道51.1.2 北向和東西向人行道51.2 結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實(shí)驗(yàn)61.2.1 南北向（列）和東西向（行）主干道61.2.2 南北向和東西向行人道61.2.3 盲人安全通道控制和手動控制車流量61.3流程圖71.3.2車流量流程圖8第2

2、章 可編程控制器程序設(shè)計(jì)102.1 軟件編程102.1.1 編程元件102.1.2 fx2n系列的基本邏輯指令132.2 系統(tǒng)的梯形圖152.2.1梯形圖152.2.2梯形圖的編程規(guī)則162.3 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖182.3 可編程控制器i/o端口分配212.4 plc工作過程222.5 程序設(shè)計(jì)23第3章 總結(jié)263.1 難點(diǎn)分析263.1.1 行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對應(yīng)關(guān)系263.1.2 盲人脈沖按鍵263.1.3 手動車流控制按鍵的控制方式263.1.4 交通燈的閃亮273.2 調(diào)試錯(cuò)誤與修改方法273.2.1 plc智能化控制交通燈的方法273.3 收獲與感悟28結(jié)束語

3、29參考文獻(xiàn)30一個(gè)十字交通燈控制功能的控制裝置 利用plc實(shí)現(xiàn)摘要馬上就要畢業(yè)了，這是我在學(xué)校的最后一份作業(yè)。由于工作我已經(jīng)好久都沒有翻開自己的書本了，工作只是換了學(xué)習(xí)的地點(diǎn)，換了學(xué)習(xí)的書本，這是個(gè)需要身心都付出的學(xué)習(xí)方式。為了更快的適應(yīng)社會，我在大三上學(xué)期就開始步入這個(gè)大家庭了。在群共享里面看到了這學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，選擇了十字交通燈的這個(gè)題目。因?yàn)槭纸煌粑規(guī)缀趺刻於紩吹?，我很欽佩設(shè)計(jì)出這么簡便的交通燈出現(xiàn)的那位“師傅”。而經(jīng)過我想了之后，大學(xué)三年中的單片機(jī)、c語言、plc、變頻器等無疑是這次設(shè)計(jì)中最大的幫助。然而，最簡便的和我最熟悉的我認(rèn)為是plc。而在這次設(shè)計(jì)中也會呈現(xiàn)十字交通燈

4、的顯示全過程，我采用最簡單的延時(shí)指令就可以實(shí)現(xiàn)了。創(chuàng)新的地方我覺得就是讓盲人可以方便通過十字路口和手動控制車流量。在這次設(shè)計(jì)中我運(yùn)用了一篇故事上的“數(shù)學(xué)”3+34+2的十字交通燈設(shè)計(jì)，詳情可以看文中設(shè)計(jì)。在這就留一個(gè)懸念。 關(guān)鍵字：plc;十字交通燈;控制;顯示;程序設(shè)計(jì)前言十字路口交通燈控制程序的研究與設(shè)計(jì)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(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)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)方便用法簡單控制器控制十字路口硬件軟件的設(shè)計(jì)。the variable

5、 procedure controller 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 credibi

6、lity is high, the application 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. 十字行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作指令，并通

7、過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，plc的平均無故障運(yùn)行時(shí)間（又稱平均故障間隔時(shí)間mtb路口的紅綠燈指揮著行人和車輛的安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)紅綠燈的自動指揮能使交通管理工作得到改善,也是城市交通管理工作自動化的重要標(biāo)志之一。 可編程序控制器(plc)是一種新型的通用的自動控制裝置,它將傳統(tǒng)的繼電器控 制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體,是專能加強(qiáng)、編程簡單、使用方便以 及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)。plc是一種數(shù)字式運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)f）已經(jīng)高達(dá)幾十萬小時(shí)。其

8、次，plc具有通用性強(qiáng)，使用方便的特點(diǎn)。由于plc產(chǎn)品的系列化和模塊化，plc配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，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。用戶在硬件方面的設(shè)計(jì)工作只是確定plc的硬件配置和i/o的外部接線。一個(gè)控制對象的硬件配置確定以后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。plc還具有功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣的特點(diǎn)，現(xiàn)代plc不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順控等功能，數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理等功能。因此，它既可對開關(guān)量進(jìn)行控制，也可以對模擬量進(jìn)行控制，既可控制一臺生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，也可控制一個(gè)生產(chǎn)過程。plc還具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，可與上

9、位計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。用戶只需根據(jù)控制的規(guī)模和要求，適當(dāng)選擇plc的型號和硬件配置，就可以組成所需的控制系統(tǒng)。隨著交通的不斷發(fā)展和汽車化進(jìn)程的加快，交通擁擠加劇，交通事故頻發(fā)，交通環(huán)境惡化，已經(jīng)成為引人注目的城市問題之一。交通問題不僅的發(fā)展中國家，就在發(fā)達(dá)國家也是一個(gè)令人困擾的嚴(yán)重問題。眾所周知，緩解交通擁擠的最直接和最有效辦法是提高路網(wǎng)的通信能力，限制地修建道路，不論是資金因素還是土地因素，都限制了道路的無節(jié)制增長。因此，不可能通過無限制地修建道路難滿足日益增長的交通需求。與此同時(shí)，通過限制車輛增加削減交通需求也因受到客觀因素的制約而無法取得滿意的結(jié)果。事實(shí)上，由于交通系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)

10、雜的大系統(tǒng)，無論單獨(dú)從車輛方面考慮還是從道路方面考慮，都很難從根本上解決問題。早在19世紀(jì)，人們就開始研究交通信號，用信號指揮車通行，控制車輛進(jìn)出交叉口的次序。據(jù)文獻(xiàn)記述，早在1868年，英國倫敦的威斯特明斯特(westminster)街就安裝了紅、綠色兩色的交通信號燈。到1917年，美國的鹽湖城開始使用由人工控制的紅、黃、綠3色的信號燈。1925年，這種由人工控制的3色信號燈也首次出現(xiàn)在英國倫敦的皮克的時(shí)路口。次年，英國人研制出了自己的自動控制信號機(jī)。道路通交通系統(tǒng)是一個(gè)地區(qū)、一個(gè)城市的主要組成部份，這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況如何，直接反映了一個(gè)地區(qū)、一個(gè)城市的現(xiàn)代化管理水平。在這一系統(tǒng)中，道路不僅

11、僅是易變化的部分，而其它組成部分則存在著較大的可變性和隨機(jī)性。只有對這一系統(tǒng)的組成及其運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行科學(xué)客觀的分析研究，對能制定出科學(xué)有效的管理和控制對策，從而保障系統(tǒng)的有效運(yùn)行?，F(xiàn)在城市路口交通燈控制技術(shù)現(xiàn)狀隨著城市機(jī)動車量的不斷增加，許多大城市出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，因此，自80 年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高澎路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(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藕合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適

12、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，緩解主干道車流量繁忙的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門待解決的主要問題。本課題主要研究內(nèi)容按照城市交通控制的需要，本文討論了用plc 實(shí)現(xiàn)正常時(shí)序、急車強(qiáng)通2種控制方式，通過傳感器與plc 完成對交通異常狀況（滯留或堵車）的判別及處理。這就是在摘要中我所說3+34+2的問題所在。 第1章 交通燈信號控制系統(tǒng)11 十字路口交通燈控制實(shí)際情況a南北主干道：直行綠 27s、直行綠閃3s、左轉(zhuǎn)綠 10s 、左轉(zhuǎn)綠閃 3s、 黃2s 、紅 45s； b東西人行道：紅 45s、綠 27s、綠閃3s 、紅 60s； c東西主干道：紅 4

13、5s、直行綠 27s、 直行綠閃3s、左轉(zhuǎn)綠 10s 、左轉(zhuǎn)綠閃 3s、黃2s； d南北人行道：綠27s 、綠閃3s、紅 60s； e循環(huán)控制方式；f交通燈變化順序表（單循環(huán)周期90秒）。1.1.1 南北向（列）和東西向（行）主干道南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有直行綠燈27s，直行綠燈閃亮3s，左行綠燈10s，左轉(zhuǎn)綠閃3s，黃燈2s和紅燈45s。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉(zhuǎn)綠燈，左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈；反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉(zhuǎn)綠燈，左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈。1.1.2 北向和東西向人行道南北向和東西向人行

14、道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道直行綠燈閃亮?xí)r南北行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道直行綠燈閃亮是東西行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。1.2 結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實(shí)驗(yàn) 在plc交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有3個(gè)控制燈，分別為： 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色） 準(zhǔn)備禁止通行燈 （亮?xí)r為黃色） 直通燈 （亮?xí)r為綠色）另外行人道東西南北每面都有2個(gè)控制燈,分別為： 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色） 直通燈 （亮?xí)r為綠色） 結(jié)合十字路口交通燈實(shí)際情況設(shè)計(jì)交

15、通燈模擬控制系統(tǒng)如下：當(dāng)交通燈系統(tǒng)啟動開關(guān)接通時(shí)。1.2.1 南北向（列）和東西向（行）主干道 南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有綠燈 10s，綠燈閃亮2s（亮0.1 滅0.1）,黃燈2s和紅燈14s。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西住干道應(yīng)依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃，黃燈。1.2.2 南北向和東西向行人道 南北向和東西向行人道均設(shè)為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r南北行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西行人道通行綠燈于東西主干道綠燈點(diǎn)亮是點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干

16、道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r東西行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。1.2.3 盲人安全通道控制和手動控制車流量除此之外另設(shè)兩個(gè)功能，使用10個(gè)脈沖開關(guān)。實(shí)現(xiàn)讓盲人可以方便通過十字路口和手動控制車流量。其中8個(gè)安裝在人行道的兩邊當(dāng)東西方向行走的盲人要過馬路的時(shí)候，按下脈沖開關(guān)東西向行人道綠燈亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲10秒恢復(fù)原來的控制系統(tǒng)。南北向脈沖開關(guān)對應(yīng)東西向功能相同，另外兩個(gè)脈沖開可以控制車流量，當(dāng)東西向主干道等待車量較多的時(shí)候，按下東西向控制脈沖開關(guān)，東西向主干道延長綠燈點(diǎn)亮?xí)r間到15秒。東西向行人道綠燈也要對應(yīng)延長。南北向脈沖開關(guān)對應(yīng)東西向功能相同。1.3流程圖1.3.1控制系

17、統(tǒng)流程圖啟動開關(guān)東西綠燈亮東西綠燈閃東西黃燈亮東西紅燈亮東西主干道10s2s2s14s南北紅燈亮南北綠燈亮南北綠燈閃南北黃燈亮南北主干道14s10s2s2s啟動開關(guān)南北紅燈亮南北綠燈南北綠燈閃14s10s4s東西綠燈亮東西綠燈閃東西紅燈亮10s4s14s東西行人道南北行人道結(jié)束結(jié)束交通燈模擬控制系統(tǒng)流程圖圖1.11.3.2車流量流程圖啟動開關(guān)按下脈沖開關(guān)原來控制循環(huán)系統(tǒng)行人道綠燈點(diǎn)亮，主干道紅燈閃亮結(jié)束yn啟動開關(guān)按下脈沖開關(guān)對應(yīng)方向綠燈點(diǎn)亮?xí)r間延長到15秒，另一方向紅燈點(diǎn)亮延長到15秒再次按下啟動開關(guān)按此次控制方式進(jìn)行循環(huán)原來方式控制系統(tǒng)結(jié)束ynyn手動控制車流量流程圖圖1.2第2章 可編程

18、控制器程序設(shè)計(jì)2.1 軟件編程2.1.1 編程元件下面我們著重介紹三菱公司的fx2n系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能。fx系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。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)

19、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?（1）輸入繼電器（x） plc的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口，plc 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器x是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致（按八進(jìn)制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于plc外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為x000 x007，x010 x017，x020 x027 。它們一般位于機(jī)器的上端。（2）輸出繼電器（y） plc的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制

20、，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到plc的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的 。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為y000 y007，y010y017，y020y027 。它們一般位于機(jī)器的下端。（3）輔助繼電器（m）plc內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由plc內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。如下圖中的m300，它只起

21、到一個(gè)自鎖的功能。在fx2n中普遍途采用m0m499，共500點(diǎn)輔助繼電器，其地址號按十進(jìn)制編號。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。 圖5-1 繼電器的自鎖功能（4）定時(shí)器（t）在plc內(nèi)的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動作，時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時(shí)器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù)k作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（d）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。定時(shí)器通道范圍如下：100 ms定時(shí)器

22、t0t199， 共200點(diǎn)，設(shè)定值：0.1 3276.7秒；10 ms定時(shí)器t200tt245，共46點(diǎn)，設(shè)定值：0.01327.67秒；1 ms積算定時(shí)器 t245t249，共4點(diǎn)，設(shè)定值：0.00132.767秒；100 ms積算定時(shí)器t250t255，共6點(diǎn)，設(shè)定值：0.13276.7秒； 定時(shí)器指令符號及應(yīng)用如下圖所示： 圖5-2 繼電器的應(yīng)用當(dāng)定時(shí)器線圈t200的驅(qū)動輸入x000接通時(shí)，t200的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對10 ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值k123相等時(shí)，定時(shí)器的輸出接點(diǎn)動作，即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動線圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）時(shí)才動作，當(dāng)t

23、200觸點(diǎn)吸合后，y000就有輸出。當(dāng)驅(qū)動輸入x000斷開或發(fā)生停電時(shí)，定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。每個(gè)定時(shí)器只有一個(gè)輸入，它與常規(guī)定時(shí)器一樣，線圈通電時(shí)，開始計(jì)時(shí)；斷電時(shí)，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)，由用戶設(shè)定累積值。(5)計(jì)數(shù)器（c） fx2n中的16位增計(jì)數(shù)器，是16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，一個(gè)用于計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當(dāng)現(xiàn)時(shí)值減到零時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。 其

24、設(shè)定值在k1k32767范圍內(nèi)有效。設(shè)定值k0與k1含義相同，即在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動作。通用計(jì)數(shù)器的通道號：c0 c99，共100點(diǎn)。保持用計(jì)數(shù)器的通道號：c100c199，共100點(diǎn)。通用與掉電保持用的計(jì)數(shù)器點(diǎn)數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。舉個(gè)例子：圖5-3 計(jì)數(shù)器的應(yīng)用由計(jì)數(shù)輸入x011每次驅(qū)動c0線圈時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1。當(dāng)?shù)?0次執(zhí)行線圈指令時(shí)，計(jì)數(shù)器c0的輸出觸點(diǎn)即動作。之后即使計(jì)數(shù)器輸入x011再動作，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。當(dāng)復(fù)位輸入x010接通（on）時(shí)，執(zhí)行rst指令，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為0，輸出接點(diǎn)也復(fù)位。應(yīng)注意的是，計(jì)數(shù)器c100c199，即使發(fā)生停電，當(dāng)前值與

25、輸出觸點(diǎn)的動作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。(6)數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)寄存器是計(jì)算機(jī)必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。fx2n中每一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是16bit（最高位為正、負(fù)符號位），也可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲32 bit數(shù)據(jù)（最高位為正、負(fù)符號位）。通用數(shù)據(jù)寄存器d 通道分配 d 0d199，共200點(diǎn)。只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會變化。但是，由runstop時(shí)，全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器m8033已被驅(qū)動，則數(shù)據(jù)不被清零）。停電保持用寄存器 通道分配 d200d511，共312點(diǎn)，或d200d999，共800點(diǎn)（由機(jī)器的具體型號定）?；旧贤ㄓ脭?shù)據(jù)寄存器。除非改寫，否則原有數(shù)

26、據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，plc運(yùn)行與否，其內(nèi)容也不變化。然而在二臺plc作點(diǎn)對的通信時(shí)， d490d509被用作通信操作。 文件寄存器 通道分配 d1000d2999，共2000點(diǎn)。文件寄存器是在用戶程序存儲器（ram、eeprom、eprom）內(nèi)的一個(gè)存儲區(qū)，以500點(diǎn)為一個(gè)單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時(shí)到2000點(diǎn)。用外部設(shè)備口進(jìn)行寫入操作。在plc運(yùn)行時(shí)，可用bmov指令讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中，但是不能用指令將數(shù)據(jù)寫入文件寄存器。用bmov將 數(shù)據(jù)寫入ram后，再從ram中讀出。將數(shù)據(jù)寫入eeprom盒時(shí)，需要花費(fèi)一定的時(shí)間，務(wù)必請注意。ram文件寄存器 通道分配 d6000d7999，共

27、2000點(diǎn)。驅(qū)動特殊輔助繼電器m8074，由于采用掃描被禁止，上述的數(shù)據(jù)寄存器可作為文件寄存器處理，用bmov指令傳送數(shù)據(jù)（寫入或讀出）。特殊用寄存器 通道分配 d8000d8255，共256點(diǎn)。是寫入特定目的的數(shù)據(jù)或已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)寄存器，其內(nèi)容在電源接通時(shí)，寫入初始化值（一般先清零，然后由系統(tǒng)rom來寫入）。2.1.2 fx2n系列的基本邏輯指令基本邏輯指令是plc中最基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了plc的使用方法，各種型號的plc的基本邏輯指令都大臺大同小異，現(xiàn)在我們針對fx2n系列，逐條學(xué)習(xí)其指令的功能和使用方法，。每條指令及其應(yīng)用實(shí)例都以梯形圖和語句表兩種編程語言對照說明。（1）

28、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： 表5-1 ld/ldi/out指令的應(yīng)用 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(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。（2）觸點(diǎn)串連指令（and/andi）、并聯(lián)指令（or/ori）表5-2 串聯(lián)、并聯(lián)指令的應(yīng)用 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。or、ori是用于一個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接

29、指令。 表5-3 相應(yīng)指令語句圖5-4 指令應(yīng)用 （3）電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（orb、anb）表5-4 orb、anb指令的應(yīng)用含有兩個(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，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。將分支

30、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，用這種方法編程時(shí)串聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒有限制，若集中使用anb指令，最多使用7次。圖5-5 orb、anb實(shí)例（4）程序結(jié)束指令（end）表5-5 end指令的應(yīng)用在程序結(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

31、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(diǎn)、空操作、跳轉(zhuǎn)指令等。2.2 系統(tǒng)的梯形圖2.2.1梯形圖梯形圖是通過連線把plc指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所使用的plc指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號指令連成一個(gè)指令組，這個(gè)指令組一般總是從裝載（ld）指令開始，必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令（含ld指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實(shí)現(xiàn)輸出控制，或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工

32、作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司的fx2n系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖例：圖5-6 fx2n系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖它有兩組，第一組用以實(shí)現(xiàn)啟動、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?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)椋旱刂?指令 變量0000 ld x0000001 or x0100002 and not x0010003 out y0000004 end反之根據(jù)助記符，也可畫

33、出與其對應(yīng)的梯形圖。梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（out）指令，對應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如ld，and，or）對應(yīng)于接點(diǎn)，互鎖指令（il、ilc）可看成總開關(guān)，等等。這樣，原有的繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，即可變成語句表程序。有了這個(gè)對應(yīng)關(guān)系，用plc程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是plc技術(shù)對傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)繼承。2.2.2梯形圖的編程規(guī)則（1）每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。（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

34、接觸點(diǎn)），如圖(a)錯(cuò)，圖(b)正確。 （a） (b)圖5-7（3）線圈不能直接接在左邊母線上。（4）在一個(gè)程序中，同一編號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。（5）在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動，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，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。 下圖是一個(gè)錯(cuò)誤的橋式電路梯形圖。 圖5-8 本次交通燈設(shè)計(jì)用的是來自omron的cpm1a-30cdr-a可編程控制器。 產(chǎn)品規(guī)格：cpm1a cpu單元cpm1a在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型plc所

35、具有的功能，盡可能使安裝空間最小化，并實(shí)現(xiàn)了具有10點(diǎn)-100點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成。而且還可 連接可編程控制終端，創(chuàng)造了尚無前例的靈活運(yùn)用。它不僅可以替代繼電器控制柜，就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中，亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場不同的需求ac電源輸入，繼電器輸出，能加擴(kuò)展單元。2.3 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖啟動行人道綠燈2s10s盲人脈沖按鍵控制時(shí)序圖圖2.1啟動南北紅東西綠東西黃東西紅南北綠南北黃10s2s2s10s2s2s14s10s2s2sonoff十字路口主干道交通燈模擬控制時(shí)序圖南北紅東西綠東西黃東西紅南北綠南北黃152s2s10s2s2s14s152s2s東西向綠燈延時(shí)時(shí)序圖啟動

36、offon2.3 可編程控制器i/o端口分配啟動開關(guān)0000停止開關(guān)0001東西主干道綠燈1000東西主干道黃燈1001東西主干道紅燈1002南北主干道綠燈1003南北主干道黃燈1004南北主干道紅燈1005東西行人道綠燈1100東西行人道紅燈1101南北行人道綠燈1102南北行人道紅燈1103東西向綠燈延遲控制按鈕0004南北向綠燈延遲控制按鈕0005東西盲人脈沖按鈕0003南北盲人脈沖按鈕0002 plc000000011000100110021003100410051100110111021103交通燈控制plc i/o端口0002000300040005圖2.42.4 plc工作過程p

37、lc上電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下周而復(fù)始地按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行等，見圖4-9所示。圖4-9 plc順序循環(huán)過程1）上電初始化plc上電后，首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括硬件初始化，i/o模塊配置檢查、停電保持范圍設(shè)定及清除內(nèi)部繼電器、復(fù)位定時(shí)器等。2）cpu自診斷在每個(gè)掃描周期須進(jìn)行自診斷，通過自診斷對電源、plc內(nèi)部電路、用戶程序的語法等進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常，cpu使異常繼電器接通，plc面板上的異常指示燈led亮，內(nèi)部特殊寄存器中存入出錯(cuò)代碼并給出故障顯示標(biāo)志。如果不是致命錯(cuò)誤則進(jìn)入plc的停止（stop）狀態(tài)；如果是現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)，則cpu被強(qiáng)制停止，等待錯(cuò)誤排

38、除后才轉(zhuǎn)入stop狀態(tài)。3）與外部設(shè)備通信與外部設(shè)備通信階段，plc與其他智能裝置、編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、其他plc等進(jìn)行信息交換，然后進(jìn)行plc工作狀態(tài)的判斷。plc有stop和run兩種工作狀態(tài)，如果plc處于stop狀態(tài)，則不執(zhí)行用戶程序，將通過與編程器等設(shè)備交換信息，完成用戶程序的編輯、修改及調(diào)試任務(wù)；如果plc處于run狀態(tài)，則將進(jìn)入掃描過程，執(zhí)行用戶程序。4）掃描過程以掃描方式把外部輸入信號的狀態(tài)存入輸入映像區(qū)，再執(zhí)行用戶程序，并將執(zhí)行結(jié)果輸出存入輸出映像區(qū)，直到傳送到外部設(shè)備。plc上電后周而復(fù)始地執(zhí)行上述工作過程，直至斷電停機(jī)。2.5 程序設(shè)計(jì)0ld 00001or

39、 203002and-not 00013and-not 200004out 203005ld 203006and-not 200017and-not 202038out 203019ld 2030110or tim 00511or tim 02712or 2000013and-not tim 00214and-not 2010315and-not 000116out 2000017tim 000 #10018tim 001 #12019tim 002 #14020ld tim 00221or 2000122or tim 01823and-not tim 00524and-not 000125a

40、nd-not 2020326out 200127tim 003 #10028tim 004 #12029tim 005 #14030ld 000431or 2010032and-not 000033and-not 000534and-not 000135out 2010036ld 2010037and 2010538out 2010239ld tim 00540or tim 02741out 2010542ld 2010243or 2010344and-not 000145and-not tim 01846out 2010347tim 016 #15048tim 017 #17049tim 0

41、18 #19050ld 000551or 2020052and-not 000153and-not 000054and-not 000455out 2020056ld tim 00257ld tim 01858out 2020559ld tim 2020060and 2020561out 2020262ld 2020263or 2020364and-not 000165and-not 02766out 2020367tim 025 #150 68tim 026 #17069tim 027 #19070ld 2000071and-not tim 00072ld 2010373and-not ti

42、m 01674or ld75and-not 000176out 2000277ld tim 00078and-not tim 00179ld tim 01680and-not tim 01781or ld 82and-not 2000483and-not 000184out 2000385tim 006 #00286ld tim 00687or tim 00888or tim 01089or tim 00990or 2000491and-not tim 00792and-not 000193out 2000494tim 007 #00295ld 2000296or 2000397and-not

43、 000198and-not 2000999out 1000100ld tim 001101and-not tim 002102ld tim 017103and-not tim 018104or ld105and-not 20009106and-not 0001107out 1001108ld 20000109and-not tim 002110ld 20103111and-not tim 018112or ld113and-not 20009114and-not 0001115out 1103116ld20000117and-not tim 002118ld 20103119and-not

44、tim 018120or ld121and-not 20103122and-not 0001123out 20015124ld 20015125or 20014126and-not 0001127out 1005128ld 20001129and-not tim 003130ld 20203131and-not tim 025132or ld133and-not 0001134out 20005135ld tim 003136and-not tim 004137ld tim025138and-not tim 026139or ld140and-not 20004141and-not 00011

45、42out 20006143tim 008 #002144ld 20005145or 20006146and-not 20013147and-not 0001148out 1003149ld tim 004150and-not tim 005151ld tim 026152and-not tim 027153or ld154and-not 0001155and-not 20013156out 1101157ld 20001158and-not tim 005159ld 20203160and-not tim 027161or ld162and-not 20013163and-not 00011

46、64out 1101165ld 20001166and-not tim 005167ld 20203168and-not tim 027169or ld170and-not 0001171and-not 20009172out21000173ld 21000174or 20011175and-not 0001176out 1002177ld tim 001178and-not tim 002179ld tim 017180and-not tim 018181or ld 182and-not 20004183and-not 0001184out 20007185tim 009 #002186ld

47、 tim 004187and-not tim 005188ld tim 026189and-not tim 027190or ld191and-not 20004192and-not 0001193out 20008194tim 010 #2195ld 20007196or 20003197or 20002198or 20013199and-not 0001200out 1100201ld 20008202or 20005203or 20006204or 20009205and-not 0001206out 1102207ld 0002208or 20009209and-not tim 011

48、210out 20009211tim 011 #100212ld 20009213and-not 20010214out 20011215tim 012 #010216ld tim 012217or tim 015218or 20010219and-not tim 013220out 20010221tim 013 #010222ld 0003223or 20013224and-not tim 014225out 20013226tim 014 #100227ld 20013228and-not 20010229out 20014230tim 015 #010231end215216表1第3章

49、 總結(jié)3.1 難點(diǎn)分析 本程序在設(shè)計(jì)過程遇到了一些難點(diǎn)我把它整理了一下發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)問題。3.1.1 行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對應(yīng)關(guān)系 因?yàn)閷?shí)際的紅綠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)簡化程序、減少plc不必要的運(yùn)算。3.1.2 盲人脈沖按鍵 盲人在東西南北的行人道同時(shí)通過十字路口的情況不會經(jīng)常出現(xiàn)，可以說是非少的，如果我們要把盲人脈沖分開東西控制和南北控制使他不影響和它沒關(guān)系的主干道就可以使車輛行走更加通順減少車輛堵塞的情況。要實(shí)現(xiàn)這樣的功能就要在脈沖按鍵按下時(shí)不影響他們的計(jì)時(shí)程序只在對應(yīng)的主干道紅綠燈輸出程序上進(jìn)

50、行插入常閉繼電器以此把輸出程序斷開。3.1.3 手動車流控制按鍵的控制方式 手動車流控制按鍵是對相應(yīng)的主干道綠燈延長的進(jìn)行控制，但不能使它在按下時(shí)使改變當(dāng)時(shí)的紅綠燈顯示情況，如現(xiàn)在是南北紅燈東西綠燈時(shí)按下南北綠燈延長按鍵就不能使它變成南北綠燈東西紅燈。這就涉及到了一個(gè)請求和響應(yīng)的關(guān)系。3.1.4 交通燈的閃亮 交通燈綠燈在實(shí)際運(yùn)行中是要經(jīng)過閃爍的，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plc內(nèi)部的功能繼電器不太熟

51、悉（不同型號的plc內(nèi)部功能繼電器編號也不一樣）我想了一個(gè)用程序?qū)崿F(xiàn)的方法（程序段在第86條第94條指令之間），此方法可以說是軟件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序加長了但閃爍頻率可以控制比較靈活。3.2 調(diào)試錯(cuò)誤與修改方法 經(jīng)過設(shè)計(jì)，想一次性把程序完成是非常難的，在調(diào)試中就出現(xiàn)了不少的錯(cuò)誤。剛開始的時(shí)候把程序?qū)戇M(jìn)去然后運(yùn)行卻發(fā)現(xiàn)有些燈亮不起來而且在完成了一個(gè)周期后就循環(huán)不起來了。那時(shí)真的不知道從哪里入手，只好一條一條地檢查才發(fā)現(xiàn)了一條指令把常閉寫成了輸出真正的輸出口就沒有收到信號了。燈雖然是亮了但仍然循環(huán)不起來。從梯形圖又仔細(xì)的看了一次卻看不出什么問題出來。突然想起來編程器還可以進(jìn)行監(jiān)控于是再在運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，于是發(fā)現(xiàn)了在程序的第一周期一切都運(yùn)行正常但再運(yùn)行下去的時(shí)候第二周期就再沒有反應(yīng)了，包括里面的輔助繼電器，最后發(fā)現(xiàn)原來是程序前面沒有并上完成這個(gè)循環(huán)的繼電器號。后來就這樣把加上其他功能出現(xiàn)的錯(cuò)誤也找出來了。雖然找錯(cuò)誤是一個(gè)枯燥無味的工作，但只要你耐心的去做的話，你肯定能學(xué)到有用的動西。3.2.1 plc智能化控制交通燈的方法 傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查，運(yùn)用