plc控制交通燈(例)

1、第一章緒論.交1通信號燈的作用和意義隨著社會經(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)控指揮中最重要的組成部分。隨著城市機動車量的不斷增加，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，因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速公路，在高速公路建設(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速道路的系統(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

2、特點，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路和普通道路耦合出交通狀況的制約。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城市高速道路，緩解主干道與匝道，城區(qū)與周邊地區(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，根據(jù)交通等工藝控制要求和特點，我們采用了日本三菱公司。三菱有小型化，高速度，高性能等特點，三菱可編程控制器指令豐富，可以接各種輸入，輸出擴充設(shè)備，有豐富的特殊擴展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程控制器（）對十字路口交通控制等實現(xiàn)控制。本系統(tǒng)采用是基于以下四個原因：（）具有很高的可靠性

3、，抗干擾能力。通常的平均無障礙時間都在萬小時以上；（）系統(tǒng)設(shè)計周期短，維護方便，改造容易，功能完善，實用性強；（3）干擾能力強，具有硬件故障的自我檢查功能，目前空中各種電磁干擾日益嚴重，為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定，我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的；（）近年來的性能價格比有較大幅度的提高，是的實際應(yīng)用成為可能。.本2文的研究內(nèi)容是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會（）頒布了對的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子

4、系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。本文分六章，第章介紹了交通燈的作用和意義；第章介紹了的發(fā)明、發(fā)展、的一般結(jié)構(gòu)以及他的應(yīng)用領(lǐng)域；第章交通燈的軟件編程；第章介紹了系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)的分配表和實物圖，系統(tǒng)的梯形圖；第章介紹了系統(tǒng)整體調(diào)試的硬件安裝和軟件調(diào)試；第章總結(jié)本次設(shè)計所學到的知識。第二章可編程控制器概況可編程控制器（，簡稱）。與個人計算機的相

5、區(qū)別,用表示。的發(fā)展在可編程控制器出現(xiàn)前,在工業(yè)電器控制領(lǐng)域中,繼電器控制占主導(dǎo)地位。但是電氣控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點,特別是其接線復(fù)雜、不易更改,對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。196年9美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)美國通用汽車公司的要求研制成功了世界上第一臺，并在通用汽車公司的自動裝配線上使用，取得很好的成果。從此這項技術(shù)迅速發(fā)展起來。早期的僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制，故稱為可編程控制器。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，20世紀70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到中，使不僅具有邏輯運算，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送等功能。20世紀8

6、0年代后，隨著大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，1位和位微處理器應(yīng)用于中，使得到迅速發(fā)展。不僅控制能力增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖像顯示等功能，使真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理，聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名副其實的多功能控制器。自從第一臺出現(xiàn)以后，日本、德國、法國等也相繼開始研制，并得到了迅速的發(fā)展。已成為工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的通用工業(yè)控制裝置。211PLC的發(fā)展趨勢向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高的處理能力，要求具有更好的響應(yīng)速度和更大的儲存容量。向超大型、超小型兩個方向發(fā)展。以

7、適應(yīng)不同類型的自動控制系統(tǒng)的需要。大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信功能。為了擴大適用范圍，廠家還制定了通用的通信彼岸準，已構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。增強外部故障的檢測與處理能力。外部故障的幾率很大，因此，廠家致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一步提高系統(tǒng)的可靠性編程語言多樣化。結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時的編程語言也越來越豐富。多種語言并存、互補與發(fā)展是進步的一種趨勢。的一般結(jié)構(gòu)2.2.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)分類（1按）硬件的結(jié)構(gòu)類型分類：編程控制器是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計的。為了便于在工業(yè)現(xiàn)場安裝，便于擴展，方便接線，其結(jié)構(gòu)與普通計算機有很大區(qū)別，常見的有箱體式，模塊式，及疊裝式三種結(jié)構(gòu)。箱體式

8、一般用于規(guī)模小，輸入輸出點數(shù)固定，不需要擴展的場合。模塊式一般用于規(guī)模較大，輸入輸出點數(shù)多，輸入輸出點數(shù)比例靈活的場合。疊裝式具有二者的優(yōu)點。按應(yīng)用規(guī)模及功能分類：為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過程的應(yīng)用要求，能夠處理的輸入信號數(shù)量是不一樣的。一般將一路信號稱作一個店，將輸入輸出點數(shù)的總和稱為機器的點。按照點數(shù)的多少，可將分為超小，小,中，打，超大等五類型如下表：表按規(guī)模分類超小型小型中型大型超大型點以下占八、占八、占八、點以上222可編程控制器的配置可編程控制器雖然外觀各異，但硬件結(jié)構(gòu)大體相同。主要由中央處理器（），存儲器（），輸入輸出（接口）電源及編程設(shè)備幾大部分組成。的硬件結(jié)構(gòu)框圖如下所示：圖2-

9、1基本構(gòu)成（）的構(gòu)成：中的是的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺至少有一個，它按的系統(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)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，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，去指揮有關(guān)的控制電路。與通用計算機一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是不可缺少的組成單元。的控制器控制工作

10、，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。的運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。雖然劃分為以上幾個部分，但中的芯片實際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對內(nèi)部的詳細分析已無必要，我們只要弄清它在中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，C，模，塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運行顯示、故障顯示等。箱體式的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通

11、訊口，用于進行通訊。模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。（）模塊：的對外功能，主要是通過各種接口模塊與外界聯(lián)系的，按點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，模塊可多可少，但其最大數(shù)受所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。模塊集成了的電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。()電源模塊：有些中的電源，是與模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流或，直流電源，加的為直流電壓，常用的為。()底板或機架：大多數(shù)模塊式使用底板或機架，其作

12、用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。()的外部設(shè)備：外部設(shè)備是系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控及所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如、寫入器等。輸入輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機

13、等。()的通信聯(lián)網(wǎng)：具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使與之間、與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制?，F(xiàn)在幾乎所有的新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計算機一樣具有接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。當然，之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標準總線，并向標準通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的之間、與計算機之間可以方便地進行通訊與聯(lián)網(wǎng)。了解了的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮所提供的最佳功能。的應(yīng)用領(lǐng)域目前，在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電

14、力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為以下幾類：()開關(guān)量的邏輯控制這是最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，可用它取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，又可用于多機群控制及自動化流水線。如電梯控制、高爐上料、注塑機、印刷機、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。()模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中，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。為了使能處理模擬信號，廠家生產(chǎn)有配套的/轉(zhuǎn)換模塊，使可用于模擬量控制。()運動控制可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說,早期直接用開關(guān)量模塊連接位置

15、傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在可使用專門的運動控制模塊。廣泛的運用于各種機床、機械、機器人、電器等場合。在()過程控制這是對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。能編制各種控制算法程序，完成閉環(huán)控制?？刂茣r一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中常用的控制方法。處理一般是運行專用的子程序。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)用在()數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代具有數(shù)學運算、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)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。一般用于大型系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造業(yè)。()通信及聯(lián)網(wǎng)通信包含之間的通信以及與其他智能設(shè)備間的通信。在工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展加快前提下

16、，廠家都十分重視的通訊功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通訊十分方便。第三章監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1MCGS組態(tài)軟件簡介圖3.1組態(tài)環(huán)境圖組態(tài)軟件（以下簡稱）由“組態(tài)環(huán)境”和“運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立，又緊密相關(guān)，如圖所示。圖3.2組態(tài)運行圖組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，由可執(zhí)行程序支持,其存放于目錄的子目錄中。用戶在組態(tài)環(huán)境中完成動畫設(shè)計、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，生成擴展名為的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，其與運行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程”。運行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運行環(huán)境，由可執(zhí)行程序支持，其存放于目錄的子目錄中。在運行

17、環(huán)境中完成對工程的控制工作。組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個設(shè)備窗口和多個用戶窗口，負責調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設(shè)定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊設(shè)備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機交互的

18、界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。實時數(shù)據(jù)庫：是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將工程的各個部分連接成有機的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設(shè)備驅(qū)動的對象。運行策略：本窗口主要完成工程運行流程的控制。包括編寫控制程序（腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、歷史曲線、定時器、配方操作、多媒體輸出等。圖工控組態(tài)軟件圖3.2基于MCGS的交通燈監(jiān)控界面設(shè)計控制面板主要包括了：東西和南北方向的12盞燈以及數(shù)碼管計時器等器件組成。其原理為：當起動開關(guān)接通時信號燈系統(tǒng)開始工作，數(shù)碼管從開始倒計時，且南北紅燈亮，東西綠燈

19、亮。當起動開關(guān)停止時，所有的燈信號全部熄滅。工作時東西綠燈亮0并閃爍次（即），黃燈亮，且南北紅燈。此時數(shù)碼管顯示數(shù)字為5這時南北綠燈開始亮并閃爍次（即S，黃燈亮，且東西紅燈亮。此時數(shù)碼管顯示數(shù)字為。然后數(shù)碼管按照此時間進行循環(huán)。3.3MCGS組態(tài)的過程項工程項目系統(tǒng)分析：分析工程目的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄清系統(tǒng)的控制流程和監(jiān)控對象的特征，明確監(jiān)控要求和動畫顯示方式，分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實時數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及動畫顯示的。工程立項搭建框架：MCGS稱為建立新工程。主要內(nèi)容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱

20、和啟動窗口（封面窗口退出后接著顯示的窗口）名稱，指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫，設(shè)定動畫刷新的周期。經(jīng)過此步操作，即在MCGS組態(tài)環(huán)境中，建立了由五部分組成的工程結(jié)構(gòu)框架。封面窗口和啟動窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。設(shè)計菜單基本體系：為了對系統(tǒng)運行的狀態(tài)及工作流程進行有效地調(diào)度和控制，通常要在主控窗口內(nèi)編制菜單。編制菜單分兩步進行，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對各級菜單命令進行功能組態(tài)。在組態(tài)過程中，可根據(jù)實際需要，隨時對菜單的內(nèi)容進行增加或刪除，不斷完善工程的菜單。制作動畫顯示畫面：動畫制作分為靜態(tài)圖形設(shè)計和動態(tài)屬性設(shè)置兩個過程。前一部分類似于“畫畫”，用戶通過MCG

21、S組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素及動畫構(gòu)件庫，在用戶窗口內(nèi)“組合”成各種復(fù)雜的畫面。后一部分則設(shè)置圖形的動畫屬性，與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動畫圖形的驅(qū)動源。編寫控制流程程序：在運行策略窗口內(nèi)，從策略構(gòu)件箱中，選擇所需功能策略構(gòu)件，構(gòu)成各種功能模塊（稱為策略塊），由這些模塊實現(xiàn)各種人機交互操作。MCGS還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件（稱之為“腳本程序”功能構(gòu)件），使用簡單的編程語言，編寫工程控制程序。完善菜單按鈕功能：包括對菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報表、報警信息輸出等功能；建立工程安全機制等。編寫程序調(diào)試工程：利用調(diào)試

22、程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動畫顯示和控制流程是否正確。連接設(shè)備驅(qū)動程序：選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件，連接設(shè)備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設(shè)備屬性的設(shè)置。此項操作在設(shè)備窗口內(nèi)進行。工程完工綜合測試：最后測試工程各部分的工作情況，完成整個工程的組態(tài)工作，實施工程交接。MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。使用MCGS，用戶無須具備計算機編程的知識，就可以在短時間內(nèi)輕而易舉地完成一個運行穩(wěn)定，功能成熟，維護量小并且具備專業(yè)水準的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。

23、MCGS具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械制造、交通運輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。第四章交通燈控制系統(tǒng)整體設(shè)計4.1系統(tǒng)的控制要求（1）用綠、黃、紅三色發(fā)光二極管作信號燈。（2）循環(huán)一次要70秒。循環(huán)期間東西方向放行時間可分為3個時間段：東西方向的綠燈和南北方向的紅燈亮，換行前東西方向的綠燈閃爍，然后東西方向的黃燈亮；南北方向放行時間也分為3個時間段：南北方向的綠燈與東西方向的紅燈亮，換行前南北方向的綠燈閃爍3；，最后南北方向黃燈亮2；。一個循

24、環(huán)共需要70，；它分為6個時間段，這6個時間段對應(yīng)著個分界點：。在這個分界點處信號燈的狀態(tài)將發(fā)生變化，在程序設(shè)計中這個時間段必須使用個定時器來控制。（見附錄圖）4.2系統(tǒng)分配表421交通燈的分配表如下：輸入信號輸出信號名稱輔助繼電器輸出繼電器輸出元件作用啟動綠燈東西綠燈指示停止黃燈東西黃燈指示紅燈東西紅燈指示紅燈南北紅燈指示綠燈南北綠燈指示黃燈南北黃燈指示表交通燈的分配表4.3硬件安裝4.3.1安裝前的準備鑒于控制要求，安裝前必須準備好所需要的器件，如下表所示：表器件清單器件數(shù)量（單位/個）器件數(shù)量（單位/個）直徑為毫米綠燈電烙鐵直徑為毫米黃燈焊錫若干直徑為毫米紅燈多功能電路板直徑為毫米綠燈多

25、路接口直徑為毫米紅燈歐姆電阻導(dǎo)線若干432安裝時的注意事項（1）每個控制燈都要用萬用表檢測它的好壞并判斷它的正負極，每個電阻也要用萬用表確定它的阻值。（2）如果一次性不能焊接成功要把多功能電路板用密封袋裝好，防止氧化。（3）在焊接時，要注意焊接的技巧，防止虛焊，使得電路板不能達到預(yù)期的效果。在電路板反面焊接時腦中要先想好每條線路的分布，防止交叉無序。把每個燈的負極用導(dǎo)線連接在一起，可以簡化電路的焊接。（）焊接好后，要用萬用表檢測每一條電路是否正常。再用電壓給每條電路通電，確保每條電路上的燈都能亮。4.4軟件調(diào)試4.4.1調(diào)試的預(yù)期效果在實驗臺上向軟件輸入本設(shè)計的程序，按控制要求把輸入輸出導(dǎo)線連

26、接好,在整個裝置中接上電壓，通過硬件和軟件的結(jié)合，得到控制要求的預(yù)期效果。4.4.2調(diào)試過程中遇到的問題為什么不循環(huán)？當給了信號后系統(tǒng)正常運行，但只運行了就不循環(huán)了，查看系統(tǒng)沒什么不對的,最后在同學的指導(dǎo)下才知道，原來在梯形圖第四步時多加了計數(shù)器閉合，這使得在程序進行到作用時整個系統(tǒng)失去了信號，從而使系統(tǒng)只執(zhí)行一次。把刪除就可以實現(xiàn)循環(huán)了為什么只進行部分循環(huán)？當系統(tǒng)能夠循環(huán)時，在仔細一看發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)只進行部分循環(huán)，每次循環(huán)程序逗從秒后開始工作，為何不從秒循環(huán)，我仔細分析了一下，發(fā)現(xiàn)程序中的計時器沒有在出發(fā)后復(fù)位。使得程序只在秒后循環(huán)。解決方案：在程序中加一步，在計數(shù)器出發(fā)時讓計時器復(fù)位即可實現(xiàn)程序

27、按只要求有序的循環(huán)。圖5-1繼電器的自鎖功能第五章軟件編程5.1編程元件下面我們著重介紹三菱公司的系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能。系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時器、計數(shù)器等，但它們與真實元件有很大的差別，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；觸點沒有數(shù)量限制、沒有機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，代表輸入繼電器，代表輸出繼電器，代表輔助繼電器，代表專用輔助繼電器，代表定時器，代表計數(shù)器，

28、代表狀態(tài)繼電器，代表數(shù)據(jù)寄存器，代表傳輸?shù)取＃ǎ┹斎肜^電器（）的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口，內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器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（按八進制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于外部觸點的狀態(tài)。內(nèi)部有常開常閉兩種觸點供編程時隨時使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時間常數(shù)一般小于。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為，。它們一般位于機器的上端。（）輸出繼電器（）的輸出端子是向外部負載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點接到的輸出端子上供外部負載使用，其余常開常閉觸點供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點使用

29、次數(shù)不限。輸出電路的時間常數(shù)是固定的。各基本單元都是八進制輸出，輸出為，。它們一般位于機器的下端。（）輔助繼電器（）內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由內(nèi)各軟元件的觸點驅(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/常閉觸點使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點不能直接驅(qū)動外部負載，外部負載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實現(xiàn)。如下圖中的，它只起到一個自鎖的功能。在中普遍途采用，共點輔助繼電器，其地址號按十進制編號。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。（）定時器（）在內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當

30、所計時間達到設(shè)定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有、0定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù)作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（）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功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。定時器通道范圍如下：TOC o 1-5 h z定時器，共點，設(shè)定值：秒；定時器，共點，設(shè)定值：秒；積算定時器，共點，設(shè)定值：秒;積算定時器，共點，設(shè)定值：秒;定時器指令符號及應(yīng)用如下圖所示：T200Y00ENDT2Q0X000K123設(shè)定值累積）圖共-，繼電器的應(yīng)用當定時器線圈的驅(qū)動輸入接通時，的當前值計數(shù)器對的時鐘脈沖進行累積計數(shù)，當前值與設(shè)

31、定值相等時，定時器的輸出接點動作，即輸出觸點是在驅(qū)動線圈后的秒（）時才動作，當觸點吸合后，就有輸出。當驅(qū)動輸入斷開或發(fā)生停電時，定時器就復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。每個定時器只有一個輸入，它與常規(guī)定時器一樣，線圈通電時，開始計時；斷電時，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個為設(shè)定值寄存器，另一個是現(xiàn)時值寄存器，編程時，由用戶設(shè)定累積值。動計數(shù)器（）中的位增計數(shù)器，是位二進制加法計數(shù)器，它是在計數(shù)信號的上升沿進行計數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復(fù)位，一個用于計數(shù)。每一個計數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當現(xiàn)時值減到零時停止計數(shù)，同時觸點閉合。直到復(fù)位控制信號的上升沿輸入時，觸點才斷開，設(shè)定

32、值又寫入，再又進入計數(shù)狀態(tài)。動動其設(shè)定值在范圍內(nèi)有效。設(shè)定值與含義相同，即在第一次計數(shù)時，其輸出觸點就動作。通用計數(shù)器的通道號：，共點。保持用計數(shù)器的通道號：，共點。通用與掉電保持用的計數(shù)器點數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。舉個例子：圖5-1繼電器的自鎖功能圖5-3計數(shù)器的應(yīng)用由計數(shù)輸入每次驅(qū)動線圈時，計數(shù)器的當前值加1當?shù)诖螆?zhí)行線圈指令時，計數(shù)器的輸出觸點即動作。之后即使計數(shù)器輸入再動作，計數(shù)器的當前值保持不變。當復(fù)位輸入接通（N時，執(zhí)行指令，計數(shù)器的當前值為，輸出接點也復(fù)位。應(yīng)注意的是，計數(shù)器，即使發(fā)生停電，當前值與輸出觸點的動作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。（6數(shù)）據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器是計算機必

33、不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。中每一個數(shù)據(jù)寄存器都是（最高位為正、負符號位），也可用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲數(shù)據(jù)（最高位為正、負符號位）。通用數(shù)據(jù)寄存器通道分配，共點。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-時，全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器已被驅(qū)動，則數(shù)據(jù)不被清零）。停電保持用寄存器通道分配，共點，或，共點（由機器的具體型號定）?；旧贤ㄓ脭?shù)據(jù)寄存器。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，運行與否，其內(nèi)容也不變化。然而在二臺作點對的通信時，被用作通信操作。文件寄存器通道分配，共點。文件寄存器是在用戶程序存儲器（、）內(nèi)的一個存儲區(qū)，以點為一個單位，最多可在參數(shù)

34、設(shè)置時到點。用外部設(shè)備口進行寫入操作。在運行時，可用指令讀到通用數(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。用將數(shù)據(jù)寫入后，再從中讀出。將數(shù)據(jù)寫入盒時，需要花費一定的時間，務(wù)必請注意。文件寄存器通道分配，共點。驅(qū)動特殊輔助繼電器，8。，7由4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，用指令傳送數(shù)據(jù)（寫入或讀出）。特殊用寄存器通道分配，共點。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，寫入初始化值（一般先清零，然后由系統(tǒng)來寫入）。5.2系列的基本邏輯指令基本邏輯指令是中最基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了的使用方法，各種型號的的基本邏輯指令都大臺大同小異

35、，現(xiàn)在我們針對系列，逐條學習其指令的功能和使用方法，。每條指令及其應(yīng)用實例都以梯形圖和語句表兩種編程語言對照說明。（）輸入輸出指令（）下面把三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件以列表的形式加以說明：表指令的應(yīng)用與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。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（）、并聯(lián)指令（）、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。、是用于一個觸點的并聯(lián)連接指令。表相應(yīng)指令語句地址指令數(shù)據(jù)0002LDX001000

36、3K00200040RKOO30005OUTY001圖5-指4令應(yīng)用（）電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（、）表、指令的應(yīng)用符號（容和斑能悌極表示操信元件電路塊芥庭淫接無電路塊串聯(lián)隹播JU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，支路的起點以或指令開始，而支路的終點要用指令。指令是一種獨立指令，其后不帶操作元件號，因此，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指令，用這種方法編程時并聯(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的指令，但這時指令最多使用次。將分支電

37、路（并聯(lián)電路塊）與前面的電路串聯(lián)連接時使用指令，各并聯(lián)電路塊的起點，使用或指令；與指令一樣，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，若集中使用指令，最多使用7次。XOOOX002X003圖5-1繼電器的自鎖功能圖5-1繼電器的自鎖功能ORBX001X004X005HIX006X003圖、實例（）程序結(jié)束指令（）表指令的應(yīng)用力ft嫗標扌曲:i濁r無在程序結(jié)束處寫上指令，只執(zhí)行第一步至之間的程序，并立即輸出處理。若不寫指令，將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用指令可縮短掃描周期。另外。在調(diào)試程序時，可

38、以將指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動作，確認無誤后，再依次刪去插入的指令。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。5.3系統(tǒng)的梯形圖5.3.1梯形圖梯形圖是通過連線把指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的指令及其前后順序，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)部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（）指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令（含指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實現(xiàn)輸出控制，或為數(shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進行相應(yīng)的工作。母線是用

39、來連接指令組的。下圖是三菱公司的系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖例：圖系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖它有兩組，第一組用以實現(xiàn)啟動、停止控制。第二組僅一個指令，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：地址指令變量0000LDX0000001ORX0100002ANDNOTX0010003OUTY0000004END反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對應(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

40、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（）指令，對應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如，）對應(yīng)于接點，互鎖指令（、）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，再進一步轉(zhuǎn)換，即可變成語句表程序。有了這個對應(yīng)關(guān)系，用程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是技術(shù)對傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)繼承。5.3.2梯形圖的編程規(guī)則（1）每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數(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接觸點），如圖錯，圖正確。圖（3）線圈不能直接接在左邊母線上。（4）在一個程序中，同一編號的線圈如果使用兩次，稱為

41、雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。（）在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析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“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。下圖是一個錯誤的橋式電路梯形圖。圖5-854交通燈設(shè)計程序根據(jù)紅綠燈的控制要求，設(shè)計的梯形圖見附錄3：步步是用來產(chǎn)生綠燈閃爍信號的方波電路，由定時器和定時器構(gòu)成一個周期為的振蕩電路。步8步27是定時電路，根據(jù)附錄一時序波形圖的分析，需要6個定時器分別的狀態(tài)變化進行定時。步28步51是信號燈顯示電路，用來對兩個方向信號燈的變化進行控制。南北方向和東西方向的綠燈分亮和閃綠

42、兩個時間段，因此（東西綠燈）和（南北綠燈）線圈分別由兩條支路控制，一條支路用（東西綠燈定時）和（南北綠燈定時）的常閉出觸點控制綠燈亮；另一條是閃綠控制，將產(chǎn)生方波的的常開觸點、起動閃綠的或的常開出觸點和控制閃綠時間的（東西方向）或（南北方向）的常閉觸點串聯(lián)在一起。東西方向紅燈和南北方向紅燈也由兩路信號控制，用東西綠燈或南北綠燈常開觸點控制兩個方向的紅燈先亮，接著再由或的常開觸點繼續(xù)點亮兩個方向的紅燈，最后由或的常閉觸點控制紅燈亮5兩個方向黃燈的控制很簡單，分別由黃燈起動信號或的常開觸點控制其點亮，由或的常閉觸點控制點亮時間。最后在定時器的線圈電路中，串聯(lián)一個的常閉觸點,其作用是當定時時間到，其

43、常閉觸點斷開時，是所有的定時器復(fù)位，以便開始先一個循環(huán)過程。5.4.1交通燈梯形圖設(shè)計為了明確各定時器的作用，以便于理解各個燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的準確時間，表5.列6出了定時器的功能表定時器的功能定時器定時時間功能東西綠燈定時0同時起動東西綠燈開始閃爍東西綠燈閃爍定時，同時起動東西黃燈亮南北紅燈定時5同時起動南北綠和東西紅燈亮南北綠燈閃爍定時0同時起動南北綠燈開始閃爍南北綠燈閃爍定時，同時起動南北黃燈亮東西紅燈定時5同時起動東西綠燈和南北紅燈亮5.4.2本設(shè)計的控制系統(tǒng)梯形圖由本文的控制要求可知系統(tǒng)的時序控制圖如下：見附錄一由時序控制圖可得梯形圖如下：見附錄三5.4.3倒計時部分交通信號燈的倒計時采用

44、個數(shù)碼管從開始每隔減1減到后再開始下一周的循環(huán)顯示。交通信號燈倒計時梯形圖如下：倒計時部分梯形圖見附錄三5.4系統(tǒng)調(diào)試1）按見附錄二將PLC與對應(yīng)輸入輸出的設(shè)備連接起來。2）用附錄三的GX軟件編制圖的梯形圖程序，將編制無誤的程序分別下載到PLC中，并將模式選擇開關(guān)撥至RUN狀態(tài)。3）調(diào)試運行。按下啟動開關(guān)，東西方向綠燈亮30s,同時南北方向的紅燈亮35s,換行前東西方向的綠燈閃爍3s,然后東西方向的黃燈亮2s；接著南北方向的綠燈亮30s，同時東西方向的紅燈亮35s，換行前南北方向的綠燈閃爍3s,最后南北方向黃燈亮2s。之后自動開始第二周期的循環(huán)顯示。4）監(jiān)控運行。當PLC運行時，可以使用GX軟

45、件中的監(jiān)視功能監(jiān)控整個程序的運行過程，以方便調(diào)試程序。在GX軟件上,單擊“在線”“監(jiān)視”“監(jiān)視開始”,可以全畫面監(jiān)控PLC的運行，這時可以觀察到定時器的定時值會隨著程序的運行而動態(tài)變化，通電閉合的觸點和線圈會變藍。借助于GX軟件的監(jiān)控功能可以檢查哪些線圈和觸點該通電時沒通電，從而為進一步修改程序提供幫助。第六章總結(jié)通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會遇到過各種各樣的問

46、題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可實現(xiàn)自動控制。對優(yōu)化城市交通具有一定的意義。本設(shè)計將各任務(wù)進行細分包裝，使各任務(wù)保持相對獨立；能有效改善程序結(jié)構(gòu)，使程序的可讀性、可維護性和可移植性都得到進一步的提高。實驗最后成功完成，由于很多客觀原因，比如時間上，個人技術(shù)上，本設(shè)計的應(yīng)用范圍不是很廣，想想還可以用攝像頭測量十字路口的車流量，改變路口的通行時間，實現(xiàn)智能化。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，使我覺得不論從理論知識還是從實際操作中都學到了不少知識。通過此次設(shè)計，我在原來所學的理論基礎(chǔ)上得到了進一步地應(yīng)用。但由于經(jīng)驗上的不足，

47、有些地方還需要做進一步地改善。但不管怎么樣這次畢業(yè)設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶。圖5-1繼電器的自鎖功能致謝當我以學子的身份踏入大學校門的那天起，便已注定我將在這里度過人生中最美麗的青春年華。提筆寫下“謝辭”，我才驚覺自己即將真正離開，人生亦從此展開新的畫卷。盡管不舍，卻更珍惜，因為我的生命中有那么多可愛的人值得感激。他們使我的大學生活充滿了色彩，無論收獲、遺憾，對我來說都是一筆寶貴的財富。時至今日，畢業(yè)設(shè)計終于可以畫上一個圓滿的句號了，現(xiàn)在回想起做這個設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過也樂其中！本次畢業(yè)設(shè)計讓我從實踐中真正了解到了“一份好的畢業(yè)設(shè)計必須要充分掌握各方面知識并且能將其完美地結(jié)合起來”，從完成電路設(shè)計、元器件的選擇、硬件的組裝到擬定整個完整電路圖、軟件編寫和畢業(yè)設(shè)計論文的組織等，每一個