畢業(yè)論文-基于PLC交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)號：0915026120 陸小凡09自動化 湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院1

1、論文原創(chuàng)性聲明論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)院有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)院保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評選機構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本

2、學(xué)位論文屬于1、保密 ，在 XXXX 年解密后適用于本授權(quán)書。2、不保密 。作者簽名： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 年 月 日Thesis Title:THE TRAFFIC LIGHTS BASED ON PLC CONTROL SYSTEM By Lu Xiaofan June 4th畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系 部電氣信息系指導(dǎo)教師權(quán)軼職 稱講師學(xué)生姓名陸小凡專業(yè)班級09 自動化學(xué) 號設(shè)計題目 基于 PLC 交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計內(nèi)容目標(biāo)和要求 論文設(shè)計目標(biāo)：1.研究交通燈控制系統(tǒng)的工作原理 2.應(yīng)用三菱 FX2N 系列 PLC 實現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計 論文設(shè)計要求：1.PLC

3、 機型的選擇及輸入輸出分析 2.I/O 地址的分配 3.順序功能圖設(shè)計 4.梯形圖設(shè)計 5.程序設(shè)計與分析 6.畢業(yè)論文字?jǐn)?shù)一般為 0.8-1.5 萬字 7.查閱到 15 篇以上與題目相關(guān)文獻 論文設(shè)計進度：2 月 16 日3 月 20 日 搜集關(guān)于交通燈的資料階段, 完成開題報告；3 月 20 日3 月底 完成緒論部分4 月初4 月中旬 完成論文前三章4 月中旬4 月底 寫出論文初稿5 月上旬 根據(jù)老師的指導(dǎo)修改論文寫出二稿5 月中旬 根據(jù)修改后的二稿寫出三稿5 月下旬 編排標(biāo)準(zhǔn)格式，進一步完善，定稿打印。指導(dǎo)教師簽名：權(quán)老師年 月 日系 部審 核 此表由指導(dǎo)教師填寫 由所在系部審核畢業(yè)設(shè)計

4、（論文）學(xué)生開題報告畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生開題報告課題名稱基于十字路口交通燈控制 PLC 系統(tǒng)課題來源自 選課題類型DY指導(dǎo)教師權(quán)軼學(xué)生姓名陸小凡學(xué) 號專業(yè)班級09 自動化 01班 本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的及意義研究現(xiàn)狀：進入 20 世紀(jì) 70 年代，隨著計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，以及交通流理論的不斷完善，控制手段越來越先進。早在 1977 年，Pappis 等人就將模糊控制運用到交通控制上，同過建立規(guī)則庫或者專家系統(tǒng)對各種交通狀況進行模糊控制，并取得了很好的效果。近年來，歐美日本相繼建立了智能交通控制系統(tǒng)。系統(tǒng)大部分都在路口附近安裝了磁性環(huán)路檢測器并且使用了新型檢測器等技術(shù)和設(shè)備。這些

5、現(xiàn)代化設(shè)備加上控制理論和現(xiàn)代化科學(xué)管理技術(shù)，使得交通控制系統(tǒng)日益完善。在交通信號控制領(lǐng)域研究學(xué)者提出了些新方法、新思路。如靜態(tài)多段配時控制、準(zhǔn)動態(tài)多段配時控制、最優(yōu)控制、大系統(tǒng)遞階控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、網(wǎng)絡(luò)路由控制等。模糊交通控制已經(jīng)成為了交通信號控制的主流方向之一。城市交通控制研究起源比較早。1868 年，英國倫敦燃氣信號燈的問世標(biāo)志著城市交通控制的開始。1913 年，在美國的俄亥俄州出現(xiàn)了世界上最早的交通信號控制。1926 年，美國的芝加哥市采用了交通等控制方案，每個交叉口設(shè)有唯一的交通燈，適用于單一的交通流。從此，交通控制技術(shù)和相關(guān)的控制算法得到了發(fā)展和改善，提高了交通控制的安全

6、性、有效性。 雖然模糊控制能有效處理模糊信息，但產(chǎn)生的規(guī)則比較粗糙，利用規(guī)則表查表進行控制，運算速度雖然比較快，但沒有自學(xué)能力。而且這些研究有些以相序固定為前提。不能保證相序與實際交通狀況的一致性，影響了綠燈時間的利用率。有些研究則提出了可變相序的模糊控制方法，提高了綠燈的利用率。但同時也存在一些不足。例如目前應(yīng)用比較好的交通系統(tǒng)（SCOOT） ，他們都主要采用統(tǒng)計模型和經(jīng)典算法。但城市交通是一個復(fù)雜的且隨機性很強的系統(tǒng)，想要建立實用性較強的數(shù)學(xué)模型是十分困難的。利用模糊控制智能控制技術(shù)進行交叉口信號燈控制能取得比定時控制與感應(yīng)控制更好的效果，是今后單交叉路口信號燈控制的主要研究方向。交通系統(tǒng)

7、作為一個時變的、具有隨機性的復(fù)雜系統(tǒng)，傳統(tǒng)的人為設(shè)定多種方案或是建立各種預(yù)測模型比較困難。目前交通燈的設(shè)計方案有很多，有應(yīng)用 cpld設(shè)計實現(xiàn)交通信號燈控制器的方法；有應(yīng)用單片機實現(xiàn)對交通信號燈控制的設(shè)計方法；有應(yīng)用 PLC 實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計。隨著科技的發(fā)展，PLC 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)控制中的作用日益突出。由于 PLC 具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的“漸進式”信號燈進行精確方便地控制。與此同時 PLC 通訊聯(lián)網(wǎng)功能可將同一條道路上的信號燈進行統(tǒng)一調(diào)度管理，縮短車輛通行等候時間，實現(xiàn)科學(xué)化管理。所以 PLC

8、越來越多地被應(yīng)用于交通燈控制系統(tǒng)中。研究目的：解決人們?nèi)粘Ｉ钪幸驗榻煌◣淼牟槐?，還有一些貨物運輸?shù)牟患皶r和一些緊急情況。防止堵車給人們帶來的不便。研究意義：解決交通問題，使人們的生活更加便利，各種交通運輸更加通暢，這樣有助于人們有個舒暢的心情，國家的經(jīng)濟也會穩(wěn)步上升，人們生活更加美好，國家更加繁榮昌盛。 課題類型：（1）A工程實踐型；B理論研究型；C科研裝置研制型；D計算機軟件型； E綜合應(yīng)用型（2）X真實課題；Y模擬課題；（1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。 主要內(nèi)容：3.1 課題的控制任務(wù)要求：（1）系統(tǒng)工作控制開關(guān)，起動開關(guān) ON 則系統(tǒng)開始工作；起動開關(guān) OFF 則系 統(tǒng)

9、停止工作。（2）控制對象共有六個： 東西方向紅燈兩個，南北方向紅燈兩個； 東西方向黃燈兩個，南北方向黃燈兩個； 東西方向綠燈兩個，南北方向綠燈兩個。（3）控制規(guī)律：1按下啟動按鈕，南北綠燈開始亮，設(shè)定時間為 30s，同時 東西紅燈亮 30s。 2南北綠燈亮 30s 后熄滅，南北黃燈亮，時間設(shè)定為 3s，且閃爍亮，同時東西紅燈亮，時間為 3s。 3東西紅燈亮 33s 后熄滅，東西綠燈亮，時間設(shè)定為30s，同時南北紅燈亮，時間為 30s。 4東西綠燈熄滅后東西黃燈亮，時間設(shè)定為 3s，且閃爍，同時南北紅燈亮 3s。 5南北紅燈亮 33s 后熄滅。 6南北紅燈亮的同時南北馬路等亮綠燈，時間也為 33

10、s。東西紅燈亮的同時東西馬路等亮綠燈，時間為 33s。 7緊接著南北綠燈亮，時間為 30s，同時東西紅燈亮，這樣循環(huán)運行。 已查閱的主要參考文獻1何衍慶.可編程控制器原理及應(yīng)用技巧J.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20002陳金華.可編程控制器（PC）應(yīng)用技術(shù)J.北京：電子工業(yè)出版社，19953郭和偉.基于 PLC 的交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計J.北京:公路交通技術(shù)4易銘,李秀忠.PLC 控制的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計J.工業(yè)控制計算機，20035吳中俊.可編程序控制器原理及應(yīng)用J.北京：機械工業(yè)出版社，20046劉洪濤.PLC 應(yīng)用開發(fā)從基礎(chǔ)到實踐J.北京：電子工業(yè)出版社，2007 7張萬忠.可編程控制器入門

11、與應(yīng)用實例J.北京：中國電力出版社，2004 8孫振強.可編程序控制器原理及應(yīng)用J.北京.清華大學(xué)出版社,2001 9鄭鳳翼、鄭丹丹.PLC 控制系統(tǒng)J.北京.人名郵電出版社,2006 10王阿根.電氣可編程控制原理與應(yīng)用J.北京.清華大學(xué)出版社,2007 11王偉.可編程序控制器的使用和維護J.北京.化學(xué)工業(yè)出版社,2005 12陳立定.電氣控制與編程控制器J.廣州.華南理工大學(xué)出版社,2001 13吳艦.基于 PLC 技術(shù)的交通信號燈控制與設(shè)計J.商場現(xiàn)代化 2005 14郭健.基于 PLC 交通綠波帶系統(tǒng)設(shè)計J.邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報 15殷興光.基于 PLC 的交通信號燈 PLC 控制J

12、.職業(yè)教育研究，2005指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計（論論文文）學(xué)學(xué)生生申申請請答答辯辯表表課 題 名 稱 基于 PLC 交通燈控制系統(tǒng)指導(dǎo)教師(職稱) 講師申 請 理 由學(xué)生所在系部電氣信息系專業(yè)班級自動化 1 班學(xué)號 學(xué)生簽名： 日期：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評審表畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評審表4序號評分項目（理工科、管理類）評分項目(文科)滿分評分1工作量外文翻譯152文獻閱讀與外文翻譯文獻閱讀與文獻綜述103技術(shù)水平與實際能力創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平254研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識論證能力255文字表達文字表達106學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求15總 分10

13、0評語指導(dǎo)教師簽名：另附畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄冊 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評審表畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評審表學(xué)生姓名陸小凡專業(yè)班級09 自動 02學(xué)號設(shè)計（論文）題目 基于 PLC 交通燈控制系統(tǒng)評閱人評閱人職稱序號評分項目（理工科、管理類）評分項目(文科)滿分評分1工作量外文翻譯152文獻閱讀與外文翻譯文獻閱讀與文獻綜述103技術(shù)水平與實際能力創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平254研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識論證能力255文字表達文字表達106學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求15總 分100評語評閱人簽名：年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯表畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯表學(xué)生姓名陸小凡專業(yè)班級09 自動

14、化01學(xué)號設(shè)計(論文)題目基于 PLC 交通燈控制系統(tǒng)序號評審項目指 標(biāo)滿分評分1報告內(nèi)容思路清晰；語言表達準(zhǔn)確，概念清楚，論點正確；實驗方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論有應(yīng)用價值。402報告過程準(zhǔn)備工作充分,時間符合要求。103創(chuàng) 新對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。104答 辯回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。主要問題回答準(zhǔn)確，深入。40總 分100答辯組評語答辯組組長（簽字）： 年 月 日 答辯委員會意見答辯委員會負責(zé)人（簽字）： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄表畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄表學(xué)生姓名 陸小凡專業(yè)班級09 自動化01學(xué)號設(shè)計(論文)題目 基于 PLC 交通燈控制系統(tǒng)答辯時

15、間2013.6.2答辯地點答辯委員會名單問題：問題 1提問人： 回答（要點）：問題：問題 2提問人： 回答（要點）：問題：問題 3提問人： 回答（要點）：記錄人簽名（不足加附頁）問題：問題 4提問人： 回答（要點）：問題：問題 5提問人： 回答（要點）：問題：問題 6提問人： 回答（要點）：問題：問題 7提問人： 回答（要點）：問題：問題 8提問人： 回答（要點）：記錄人簽名畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定總表畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定總表學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：注：成績評定由指導(dǎo)教師、評閱人和答辯組分別給分(以百分記)，最后按“優(yōu)(90-100)” 、“良(80-89)” 、 “

16、中(70-79)” 、 “及格(60-69)” 、 “不及格(60 以下)”評定等級。其中，指導(dǎo)教師評定成績占 40%，評閱人評定成績占 20%，答辯組評定成績占 40%。成績類別成績評定指導(dǎo)教師評定成績評閱人評定成績答辯組評定成績總評成績40%+20%+40%評定等級 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 基于 PLC 交通燈控制系統(tǒng)學(xué)生姓名： 陸小凡學(xué) 號： 所在系部： 電氣信息系專業(yè)班級： 自動化 1 班指導(dǎo)教師： 權(quán)軼 日 期： 2013 年 6 月 摘摘要要現(xiàn)在社會，交通工具越來越多，從古代的“11 路公交車”到后來的馬、馬車以及近代的人力車、自行車、汽車、摩托車等越來越多的交通工具出現(xiàn)。在近代

17、交通工具有單還不多，但在現(xiàn)在社會車輛越來越多，例如美國被稱為汽車上的國家、印度被稱為三輪車上的國家，中國隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟水平的不斷提高，老百姓水平的不斷提高，汽車這一社會產(chǎn)物已經(jīng)悄然而然的進入了千家萬戶，它不再是富人的消費品，而成為普通老百姓家庭生活的一部分，這個時候在道路上自然而然得擁擠起來，單單靠交警叔叔的指揮已不能完成這一復(fù)雜的變化，更何況在風(fēng)雨、大雪、沙塵等不良天氣下交警叔叔的工作帶來更大的不便，這個時候交通燈便上場了，可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路。近年來隨著科技的飛速發(fā)展。單片機、PLC 的應(yīng)用不斷地走向深入。同時帶動傳統(tǒng)的控制檢測技術(shù)的不斷更新。可以采用早期的

18、模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路。近年來隨著科技的飛速發(fā)展。單片機、PLC 的應(yīng)用不斷地走向深入。同時帶動傳統(tǒng)的控制檢測技術(shù)的不斷更新。關(guān)鍵字關(guān)鍵字: : PLC 交通燈 梯形圖 Abstract Now the society, more and more traffic tools, from the ancient 11 road bus to the horse, carriage and modern human car, bicycle, motorcycle, automobile, more and more vehicles. Single is not in modern

19、traffic tools, but in the modern society more and more vehicles, such as the United States called the car on the country, India is called a tricycle country, China with the development of society, the continuous improvement of economic level, people continue to raise the level of the social product,

20、 the car has been quietly however entered thousands of households, it is no longer the consumer goods, and become a part of the ordinary people of family life, this time to come very naturally on the road crowded, relying solely on the traffic police command has not been able to complete the complex

21、 change, moreover the traffic police in the wind and rain, snow, dust and other adverse weather conditions uncles job to bring greater inconvenience, can be used early analog circuits, digital circuits and analog digital mixing circuit. In recent years, PLC continuously deepening. At the same time,

22、At the same time, promote the traditional control detection technology constantly updated. Keywords: traffic lights PLC ladder diagram 目目 錄錄摘摘要要 .I IABSTRACTABSTRACT .IIII前前言言 .1 11 1 PLCPLC 的概述的概述.2 21.1.PLC 的產(chǎn)生.31.2 PLC 的定義.41.3 PLC 的特點.41.4 PLC 的主要功能.61.5 交通燈控制系統(tǒng)的控制要求和流程圖 .82 2 可編程序控制器的選擇可編程序控制器的

23、選擇 .10102.1 機型的選擇 .102.2 輸入輸出的選擇 .112.3 內(nèi)存估計 .143.1 設(shè)計步驟 .164 4 PLCPLC 與觸摸屏的在線模擬與觸摸屏的在線模擬.21214.1 PLC 與組態(tài)件組成的畫面監(jiān)控.214.1.1 三菱 PLC 和觸摸屏通訊 .224.1.2 檢查 PLC 狀態(tài) .235 5 總裝統(tǒng)調(diào)總裝統(tǒng)調(diào) .2424總結(jié)總結(jié) .2525謝辭謝辭 .2626參考文獻參考文獻 .2727附件：程序和監(jiān)控畫面（改進版）附件：程序和監(jiān)控畫面（改進版） .2828前前言言隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需

24、要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。不同的城市有不同城市的問題，但共性就是混合交通流問題。在交叉口如何解決混合交通流中的相互影響或彼此的相互影響，就是解決問題的關(guān)鍵！隨著建設(shè)的發(fā)展，越來越多的新興城市的出現(xiàn)，使得城市的交通成為了一個絕對主要的問題。同時隨著我國經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，隨著城市機動車量的不斷增加，人民的生活水平日漸提高，越來越多的汽車進入尋常老百姓的家庭。許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負荷運行的情況，再加上政府大力發(fā)展的道交、出租車，使得車輛越來越多，這不僅

25、要求道路要越來越寬闊，而且要求有新的交通管理模式和交通規(guī)則的出臺。因此，自 80 年代后期，很多城市紛紛擴建建城市道路，在道路建設(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道路的系統(tǒng)研究和控制，加寬道路并沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市道路多十字路口、多交叉的特點，也決定了城市道路的交通狀況必然受這種路況的制約。于是，舊的交通控制系統(tǒng)的弊病和人們越來越高的要求激化了矛盾，使原來不太突出的交通問題被提上了日程。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的多車道城市道路，緩解城區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。

26、 自動化、智能化技術(shù)，比如“電子警察” 、自適應(yīng)交通信號燈以及耗資巨大的交通指揮控制系統(tǒng)等。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，道路交通已愈來愈成為社會活動的重要組成部分。對交通的管控能力，也就從一個側(cè)面體現(xiàn)了這個國家對整個社會的管理控制能力，因此各國都很重視用各種高科技手段來強化對交通的管控能力。簡單介紹分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合城鄉(xiāng)交通的實際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，本設(shè)計介紹了應(yīng)用 PLC 實現(xiàn)十字路口交通信號燈的自動控制。通過對交通信號燈的控制要求分析，對 PLC 控制系統(tǒng)進行了軟、硬件設(shè)計，并通過實驗證明該系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、運行可靠，具有很高的實用價值。 1 1 P

27、LCPLC 的概述的概述 自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，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

28、化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達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，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(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。

29、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)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

30、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，所以維護成本比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點（最多可達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大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進行控制，PLC在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟的高速發(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

31、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PLC取代嵌入式控制器。在可以預(yù)見的將來，PLC產(chǎn)業(yè)一定會有一個美好的未來1.1.PLC 的產(chǎn)生 20 世紀(jì) 20 年代起，人們把各種繼電器。定時器。接觸器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng).由于它結(jié)構(gòu)簡單。容易掌握。價格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位.但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點：設(shè)備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能少，難與實現(xiàn)較復(fù)雜的控

32、制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差。20 世紀(jì) 60 年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對整個開展系統(tǒng)重新配置.為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)白熱化的市場競爭要求，1968 年美國通用汽車公司公開向社會招標(biāo)，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是：（1） 編程方便，可現(xiàn)場修改程序（2） 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)（3） 可靠性高于繼電器控制裝置（4） 體積小于繼電器控制盤（5） 數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機（6） 成本

33、可與繼電器控制盤競爭（7） 輸入可以是交流 150V 以上（8） 輸出為交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驅(qū)動接觸器，電磁閥等（9） 擴展時原系統(tǒng)改變最?。?0） 用戶存儲器至少能擴張到 4KB（適應(yīng)當(dāng)時汽車裝配過程的需要）十項指標(biāo)的核心要求是采用軟布線（編程）方式代替繼電控制的硬接線方式，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。1.2 PLC 的定義 美國國際電工委員會（IEC）在 1987 年對可編程序控制器做出如下定義：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部進行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等功能的面向用

34、戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？杀槌绦蚩刂破鳂O其相關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。定義強調(diào)了 PLC 應(yīng)直接應(yīng)用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別與一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。定義還強調(diào)了 PLC 是“數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)” ，他也是一種計算機，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的”工業(yè)計算機。這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令” ，因此編程方便。它能完成邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常容易

35、與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體” ，易于“擴充” 。1.3 PLC 的特點（1）抗干擾能力強，可靠性好PLC 在電子線路、機械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)廠家長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路。I/O 系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。具體措施主要有以下幾個方面：1）隔離：這是抗干擾的主要措施之一。PLC 的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來傳遞信號。這種光電隔離措施，使外部電路與內(nèi)部電路之間避免了電的聯(lián)系，可有效的抑制外部干擾源對于 PLC 的影響，同時防止外部高電壓串入，從而減少故障和誤操作。 2）濾波：這

36、是抗干擾的另一個主要措施。在 PLC 的電源電路和輸入/輸出電路中設(shè)置了多種濾波電路，用以對高頻干擾信號進行有效的抑制。3）對內(nèi)部電源還采用了屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施，以減少外界干擾，保護供電質(zhì)量。另外使輸入輸出接口電路電源彼此獨立，以避免電源之間的干擾。4）內(nèi)部設(shè)置了連鎖、環(huán)境檢測與診斷、watchdog（“看門狗” ）等電路，一旦發(fā)現(xiàn)故障或程序循環(huán)執(zhí)行時間超過了警戒時鐘（WDT）規(guī)定時間（預(yù)示程序進入了死循 環(huán)） ，立即報警，以保證 CPU 可靠運行。5）利用系統(tǒng)軟件定期進行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障檢測，并采用信息保護和恢復(fù)措施。6）對用戶程序及動態(tài)工作數(shù)據(jù)進行電池備份，以保障停電

37、后有關(guān)狀態(tài)或信息不丟失。7）采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)工作現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。8）以集成電路為基本元件，內(nèi)部處理過程不依賴于機械觸點，以保障高可靠性。而采用循環(huán)掃描的工作循環(huán)方式，也提高了抗干擾能力。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強PLC 及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。（3）編程方便，易于使用PLC 是面向用戶的設(shè)備，PLC 的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，PLC 程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言現(xiàn)象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，只要具有一定的電工和工

38、藝的知識的人員都可在短時間內(nèi)學(xué)會。（4）功能完善PLC 的輸出/輸入功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)與任何形式和性質(zhì)的開關(guān)量和模擬量的輸入/輸出。在 PLC 內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時序、計算機、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實現(xiàn)延時、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)、和強制 I/O 等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術(shù)運算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運算、顯示、監(jiān)控、打印、及報表生成等功能。（5）設(shè)計、施工、調(diào)試、的周期短用繼電接觸器控制完成一項控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進行安裝調(diào)試，以后修改起來十分

39、不便。而采用 PLC 控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在 PLC 到貨前進行，因而縮短了設(shè)計周期，使設(shè)計和施工可同時進行。（6）體積小，維護操作方便PLC 體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。PLC 的輸入/輸出系統(tǒng)能夠直觀的反映現(xiàn)場總線信號的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀的反映控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。（7）易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化PLC 可連成功能很強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（8）可實現(xiàn)三電一體化PLC 將電控（邏輯控制） 、電儀（過程控制）和電結(jié)（運動控制）這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的

40、需要。 1.4 PLC 的主要功能條件控制功能： 條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用 PLC 的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián)極其他各種邏輯連接，進行開關(guān)控制。（1）定時/記數(shù)控制功能定時/記數(shù)控制功能指用 PLC 提供的定時器、記數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時或記數(shù)控制，以取代時間繼電器和記數(shù)繼電器。（2）數(shù)據(jù)處理功能 數(shù)據(jù)處理功能是指 PLC 能進行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算、邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。（3）步進控制功能步進控制功能是指用步進指令來實現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進控

41、制器。（4）A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換功能A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換功能是指通過 A/D、D/A 模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。（5）運動控制功能運動控制功能是指通過高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等進行單軸或多軸運動控制。（6）過程控制功能 過程控制功能是指通過 PLC 的 PID 控制指令或模塊實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。（7）擴展功能擴展功能是指通過連接輸入輸出擴展單元（即 I/O 擴展單元）模塊來增加輸入輸出點數(shù)，也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高 PLC 的控制功能。（8）遠程 I/O 功能遠程 I/O 功能是指通過 I/O 單元將分散在遠距離的各種輸入、輸

42、出設(shè)備與PLC 主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。（9）通信聯(lián)網(wǎng)功能通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過 PLC 之間的聯(lián)網(wǎng)、PLC 與上位機的鏈接等，實現(xiàn)遠程I/O 控制或數(shù)據(jù)交換，以完成較大規(guī)模系統(tǒng)的復(fù)雜控制。（10） 監(jiān)控功能監(jiān)控功能是指 PLC 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進行狀態(tài)和進程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進行報警和記錄，甚至自動終止運行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、記數(shù)器等設(shè)定值或強制 I/O 狀態(tài)。1.5 交通燈控制系統(tǒng)的控制要求和流程圖 圖 1-1 路口交通燈示意圖1.5.1 控制要求信號燈手啟動開關(guān)控制，當(dāng)啟動開關(guān)接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，先南北紅燈亮，東西紅燈亮。當(dāng)

43、啟動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。（1） 南北紅燈不能同時亮：如果同時亮應(yīng)關(guān)閉信號燈系統(tǒng)，并立刻報警;（2） 南北紅燈亮維持 33s。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持30s。到 30s 時，東西黃燈亮，在東西紅燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持 3s，到3s 時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時南北紅燈熄滅，綠燈亮。（3） 東西紅燈亮維持 33s。南北紅燈亮維持 30s 然后東西黃燈閃亮 3s，同時南北紅燈亮維持 3s 熄滅。這是南北紅燈亮，東西綠燈亮。 (4) 上述動作循環(huán)進行。 圖圖 1-2 交通燈控制系統(tǒng)流程圖交通燈控制系統(tǒng)流程圖 2 2 可編程序控制器的選擇可編程序控制器的選擇隨著 PL

44、C 的推廣普及，PLC 產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也目趨完善。PIC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)起著重要的作用。2.1 機型的選擇 我選擇的 PLC 是三菱 FX2N-128MR 機型選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿足要求的情況下，保證可靠、維護使用方便以及最佳的性能價格比。具體應(yīng)考慮以下幾方面： 1結(jié)構(gòu)合理 : 對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好(維修量較小)的場合，選用整體式結(jié)構(gòu) PLC 其他情況則選用模塊式結(jié)構(gòu) PLC。 2功能合理 : 對于開關(guān)量控制的工程項目，對

45、其控制速度無須考慮，一般的低檔機就能滿足要求。 對于以開關(guān)量為主、帶少量模擬量控制的工程項目，可選用帶 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機。 對于控制比較復(fù)雜、控制功能要求高的工程項目，例如要求實現(xiàn) PID 運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可視控制規(guī)模及復(fù)雜的程度，選用中檔或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全 PLC 的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。 3機型統(tǒng)一 : 因為同一機型的 PLC，其模塊可互為備用便于備品備件的采購和管理；其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；其外圍設(shè)備通用，資源可共享，配以上位計算機后可把控制各獨立系

46、統(tǒng)的多臺 PLC 連成一個多級分布式控制系統(tǒng)，相互通信、集中管理。 4是否在線編程 : PIC 的特點之一是使用靈活。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。 PLC 的編程分為離線編程和在線編程兩種:離線編程的 PLC，其特點是主機和編程器共用一個 CPU，在編程器上有一個“編程運行”選擇開關(guān)或按鍵，選擇編程狀態(tài)時，CPU 將失去對現(xiàn)場的控制，只為編程器服務(wù)，這就是所謂的“離線”編程；程序編好后，如選擇運行狀態(tài)，CPU 則去執(zhí)行程序而對現(xiàn)場進行控制，這時，CPU 編程指令按步作出響應(yīng)。此類 PLC，由于編程器和主機共用一個 CPU,因此

47、節(jié)省了大量的硬件和軟件，編程器的價格也比較便宜。中、小型 PLC：多采用離線編程。 在線編程的 PLC，其特點是主機和編程器各有一個 CPU，編程器的 CPU 可以隨時處理由鍵盤輸入的各種編程指令。主機的 CPU 則是完成對現(xiàn)場的控制，并在一個掃描周期的末尾和編程器通信，編程器把編好或改好的程序發(fā)送給主機，在下一個掃描周期主機將按照新送人的程序控制現(xiàn)場，這就是所謂的“在線”編程：此類 PLC，由于增加了硬件和軟件，所以價格貴，但應(yīng)用領(lǐng)域較寬。大型 PLC 多采用在線編程。是否在線編程，應(yīng)根據(jù)被控設(shè)備工藝要求的不同來選擇。對于產(chǎn)品定型的設(shè)備和工藝不常變動的設(shè)備，應(yīng)用離線編程的 PLC；反之，可考

48、慮選用在線編程的PLC。2.2 輸入輸出的選擇 可編程序控制器控制系統(tǒng) I/O 點數(shù)估算 1)控制電磁閥等所需的 I/O 點數(shù)。由電磁閥的動作原理可知，一個單線圈電磁閥用可編程序控制器控制時需兩個輸入及一個輸出；一個雙線圈電磁閥需三個輸入及兩個輸出；一個按鈕需一個輸入；一個光電開關(guān)需一個或兩個輸入；一個信號燈需一個輸出；波段開關(guān)，有幾個波段就需幾個輸入；一般情況，各種位置開關(guān)都需占用兩個輸人點。 2)控制交流電動機所需的 I/O 點數(shù)。用可編程序控制器控制交流電動機時，是以主令信號和反饋信號作為可編程序控制器的輸入信號；以可編程序控制器作為控制器，用它的輸出信號驅(qū)動執(zhí)行元件來完成對交流電動機的

49、控制。例如，用可編程序控制器控制一臺 Y起動的交流電動機，一般需占用可編程序控制器的 4 個輸入點及 3 個輸出點。用可編程序控制器控制一臺尊向運行的籠型電動機，需占用 4 個輸入點及一個輸出點?？刂埔慌_可逆運行的籠型電動機需 5 個輸入點及 2 個輸出點?？刂埔慌_單向運行的變極調(diào)速電動機，需 5 個輸入點及 2 個輸出點。控制一臺單向運行的繞線轉(zhuǎn)子交流電動機，需 3 個輸入點及 4 個輸出點?？刂埔慌_可逆運行的繞線轉(zhuǎn)子交流電動機需 4 個輸入點及 5 個輸出點。 3)控制直流電動機所需的 I/O 點數(shù)：晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)足直流調(diào)速的主要形式，它采用晶閘管整流裝置對直流電動機供電。用可編

50、程序控制器控制的直流傳動系統(tǒng)中，可編程序控制器的輸入除考慮主令信號外，還需考慮合閘信號、傳動裝置綜合故障信號、抱閘信號、風(fēng)機故障信號等?？删幊绦蚩刂破鞯妮敵鲋饕紤]速度指令信號正向 l3 級、反向 13 級、允許合閘信號、抱閘打開信號等。一般地一個用可編程序控制器控制的可逆直流傳動系統(tǒng)大約需 12 個輸入點和 8 個輸出點 一個不可逆的直流傳動系統(tǒng)需 9 個輸入點和 6 個輸出點。表11-1 是典型傳動設(shè)備及電氣元件所需可編程序控制器 I/O 點數(shù)表。此表在實際確定控制對象的 I/O 點數(shù)時有一定的參考價值。軟元件序號軟元件的控制功能M0M1M100M101M102M103M104M105M1

51、06Y000整個控制系統(tǒng)的運行啟動按鈕整個控制系統(tǒng)的停止按鈕控制系統(tǒng)自動和手動切換按鈕南北綠燈手動按鈕東西紅燈、南北馬路燈手動按鈕南北黃燈手動按鈕南北紅燈、東西馬路燈手等按鈕東西綠燈手動按鈕東西黃燈手動按鈕作為啟動置位輸出Y001Y002Y003Y021Y022Y023Y031Y032Y033Y041Y042 Y043 Y51 Y52北方綠燈 輸出 北方黃燈輸出 北方紅燈輸出 東方綠燈輸出 東方黃燈輸出 東方紅燈輸出 南方綠燈輸出南方黃燈輸出 南方紅燈輸出西方綠燈輸出西方黃燈輸出西方紅燈輸出東西馬路燈輸出南北馬路燈輸出表 2-1 十字路口交通燈 PLC 控制系統(tǒng)的 PLC IO 點分配確定 I

52、O 點數(shù)一般是必須說明的首要問題。估算出被控對象的 IO 點數(shù)后，就可選擇點數(shù)相當(dāng)?shù)目删幊绦蚩刂破?。I0 點數(shù)是衡量可編程序控制器規(guī)模大小的重要指標(biāo)。選擇應(yīng)規(guī)模的可編程序控制器并留有 1015的 IO 余量。 2輸入輸出模塊的選擇 可編程序控制器輸入模塊是檢測并轉(zhuǎn)換來自現(xiàn)場設(shè)備(按鈕、限位開關(guān)、接近開關(guān)等)的高電平信號為機器內(nèi)部電平信號，模塊類型分直流 5、12、24、68、60V 幾種；交流 115V 和 220V 兩種。由現(xiàn)場設(shè)備與模塊之間的遠近程度選擇電壓的大小。一般 5、12、24V 屬低電平，傳輸距離不宜太遠，例如 5V 的輸入模塊最遠不能超過 lOm，也就是說，距離較遠的設(shè)備選用較

53、高電壓的模塊比較可靠。另外，高密度的輸入模塊如 32 點、64 點，同時接通點數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般來講，同時接通點數(shù)不得超過 60：為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定 l 哇，必須考慮門檻(接通電平與關(guān)斷電平之差)電平的大小。門檻電平值越大，抗干擾能力越強，傳輸距離也就越遠。輸出模塊的任務(wù)是將機器內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號。對于開關(guān)頻率高、電感性、低功率因數(shù)的負載，推薦使用晶閘管輸出模塊，缺點是模塊價格高，過載能力稍差。繼電器輸出模塊優(yōu)點是適用電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降損失小，價格便宜，缺點是壽命較短，響應(yīng)速度較慢。輸出模塊同時接通點數(shù)的電流累計值必須小于公共端所允許通過的電流值。輸出模塊的電

54、流值必須大于負載電流的額定值。2.3 內(nèi)存估計 用戶程序所需內(nèi)存容量受到下面幾個因素的影響：內(nèi)存利用率，開關(guān)量輸入輸出點數(shù)，模擬量輸入輸出點數(shù)，用戶的編程水平。 1.內(nèi)存利用率 用戶程序通過編程器鍵入主機內(nèi)，最后是以機器語言的形式存放在內(nèi)存中。同樣的程序，不同廠家的產(chǎn)品，在把用戶程序變成機器語言存放時所需的內(nèi)存數(shù)是不同的。我們把一個程序段中的接點數(shù)與存放該程序段所代表的機器語言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為內(nèi)存利用率。高的利用率給用戶帶來好處。同樣的程序可以減少內(nèi)存量，從而降低內(nèi)存投資。另外，同樣的程序可縮短掃描周期時間，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)。 2.開關(guān)量輸入輸出總點數(shù) 可編程序控制器開關(guān)量輸入輸出總

55、點數(shù)是計算所需內(nèi)存存儲器容量的重要根據(jù)。一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為64。這方面的經(jīng)驗公式是根據(jù)開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出的總點數(shù)給出的。 所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量(輸入+輸出)總點數(shù)10 3.模擬量輸入輸出總點數(shù) 具有模擬量控制的系統(tǒng)就要用到數(shù)字傳送和運算的功能指令，這些功能指令的內(nèi)存利用率較低，岡此所占的內(nèi)存數(shù)較多。 在只有模擬量輸入的系統(tǒng)中，一般要對模擬量進行讀入、數(shù)字濾波編成子程序使用，這樣會使所占內(nèi)存大大減少，特別是在模擬量路數(shù)比較多時，每一路模擬量所需的內(nèi)存數(shù)會明顯減少。下面給出一般情況下的經(jīng)驗公式： 只有模擬量輸入時：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點數(shù)100 模擬量輸人輸出同時存在：所

56、需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點數(shù)200 這些經(jīng)驗公式的算法是在 lO 點模擬量左右當(dāng)點數(shù)小于 10 時，內(nèi)存字?jǐn)?shù)要適當(dāng)加大，點數(shù)多時，可適當(dāng)減少。 4 程序編寫質(zhì)量 用戶程序優(yōu)劣對程序長短和運行時間都有較大影響。對于同樣的系統(tǒng)，不同用戶編寫的程序可能會使程序長短和執(zhí)行時間差距很大。一般來說，對仞學(xué)者應(yīng)為內(nèi)存多留一些余量，而對有經(jīng)驗的編程者可少留一些余量。 綜上所述，推薦下面的經(jīng)驗計算公式： 總存儲器字?jǐn)?shù)=(開關(guān)量輸人點數(shù)+開關(guān)量輸出點數(shù))10。模擬量點數(shù)l 50。然后按計算存儲器字?jǐn)?shù)的 1525考慮余量。 3 3 交通燈信號燈控制系統(tǒng)交通燈信號燈控制系統(tǒng)3.1 設(shè)計步驟 更具控制任務(wù)要求，可以算出 I/

57、O 點數(shù)。更具輸入輸出點數(shù)及功能要求，選FX248MR 型 PC 機完全滿足控制系統(tǒng)要求?？刂撇襟E：1按下啟動按鈕，南北綠燈開始亮，設(shè)定時間為 30s，同時東西紅燈亮 30s。 2南北綠燈亮 30s 后熄滅，南北黃燈亮，時間設(shè)定為 3s，且閃爍亮，同時東西紅燈亮，時間為 3s。 3東西紅燈亮 33s 后熄滅，東西綠燈亮，時間設(shè)定為 30s，同時南北紅燈亮，時間為 30s。 4東西綠燈熄滅后東西黃燈亮，時間設(shè)定為 3s，且閃爍，同時南北紅燈亮 3s。 5南北紅燈亮 33s 后熄滅。 6南北紅燈亮的同時南北馬路等亮綠燈，時間也為 33s。東西紅燈亮的同時東西馬路等亮綠燈，時間為 33s。 7緊接著

58、南北綠燈亮，時間為 30s，同時東西紅燈亮，這樣循環(huán)運行。 4 4 PLCPLC 與與觸摸屏的在線模擬觸摸屏的在線模擬PLC 是專門為工業(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，它使用了可以編程的記憶單元來存儲指令，執(zhí)行數(shù)學(xué)的和邏輯的運算，并通過數(shù)字輸入輸出實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的控制，它以高可靠性，易操作性，靈活性廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動化領(lǐng)域。但是作為一個控制設(shè)備，單獨用它構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)有其局限性，主要表現(xiàn)為，無法顯示各種實時圖形，無法顯示漢字和打印漢字報表，無法大量存儲數(shù)據(jù)，沒有良好的用戶界面。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，組態(tài)軟件的出現(xiàn)彌補了 PLC 控制系統(tǒng)的不足，在工業(yè)現(xiàn)場大量使用以組態(tài)軟件為開

59、發(fā)平臺的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在計算機作為監(jiān)控系統(tǒng)中的上位機，下位機通常都是使用工業(yè)級的設(shè)備，如各種 PLC 作為下位機，下位機用來如完成如數(shù)據(jù)采集，警報邏輯判斷，控制輸出等任務(wù)。上位機通過組態(tài)軟件用來實現(xiàn)采集信息的存儲、處理、顯示報表等功能，同時還要分析診斷出現(xiàn)的異常信息如故障和警報，利用屏幕畫面及圖表，對整個系統(tǒng)的所有設(shè)備進行實時監(jiān)視，畫面中的各類參數(shù)具有實時性，還可以對運行過程進行干預(yù)控制等。上位機與下位機之間的數(shù)據(jù)通訊一般使用 RS232C 或 RS485 接口。下面我們以三菱 PLC 為例作一介紹。首先介紹一下 PLC 與 PC 的通訊。4.1 PLC 與組態(tài)件組成的畫面監(jiān)控

60、用三菱 PLC 構(gòu)成的系統(tǒng)我們知道，通訊分為無協(xié)議和有協(xié)議兩大類，其中又有查詢和中斷兩種實現(xiàn)方式。無協(xié)議通訊不適合上、下位機的通訊，而且一般PLC 廠家都提有協(xié)議的通訊模塊，以三菱為例，它與上位機通訊是利用 PS432 口，使用 HOSTLINK 通訊協(xié)議，用三菱 PLC 構(gòu)成上，下位機結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)分為兩類：一類使系統(tǒng)僅由一臺 PLC 和一臺微機組成，及點對點通訊。另一類是系統(tǒng)中有很多臺 PLC，每臺 PLC 中的 RS232 或通過適配器與上位相連，具體實現(xiàn)方法各異。 圖 4-1 十字路口交通燈狀態(tài)圖 4.1.1 三菱 PLC 和觸摸屏通訊 圖 4-2 PLC 和觸摸屏的通訊圖 通訊時首先