精品畢業(yè)論文--基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘 要隨著社會(huì)的不斷開(kāi)展，PLC在工業(yè)上的應(yīng)用更為廣泛；工業(yè)自動(dòng)化更為提高。在現(xiàn)在交通燈控制系統(tǒng)中PLC被廣泛應(yīng)用于其中,實(shí)現(xiàn)了交通燈科學(xué)化管理。本次設(shè)計(jì)的題目是：基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。交通燈的自動(dòng)控制是一個(gè)典型的時(shí)序控制實(shí)例，其梯形圖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要將各燈狀態(tài)變化的“時(shí)間點(diǎn)表示出來(lái)；時(shí)間的準(zhǔn)確計(jì)算用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)；燈的閃爍次數(shù)用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：交通燈 PLC 程序Abstract: With the continuous development of society, PLC applications in industry more widely; more to improve

2、industrial automation.Traffic light control system, now widely used in the PLC in which to achieve the scientific management of traffic lights. The project topic is: Based on the PLCs traffic light control system Automatic control of traffic lights is a typical example of timing control, the ladder

3、design is the key to the changes of the light time points that come out; time accurate calculation Timer; light flashes the number of counters to achieve with.Key words： traffic lights PLC Programming目錄第一章、PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用 TOC o 1-3 h z u 1.1 概述1.2 PLC的特點(diǎn).31.3 PLC的應(yīng)用.5第二章、PLC的結(jié)構(gòu)及原理2.1 PLC的分類(lèi).52.2 PLC的結(jié)構(gòu).5

4、PLC的工作原理.8.92.5FX2N系列PLC的指令系統(tǒng).11第三章、形圖的設(shè)計(jì)與編程方法3.1 編程方法.203.2 控制工藝和要求.203.3十字路口交通燈示意圖.203.4控制時(shí)序圖.213.5 PLC的外部接線圖.223.6 硬件及外圍元件.223.7 輸入輸出裝置與PLC對(duì)應(yīng)表.23第四章程序設(shè)計(jì)4.1 軟件設(shè)計(jì).244.2 梯形圖.254.3 指令表.27第五章、設(shè)計(jì)總結(jié).29致謝.29參考文獻(xiàn).29第一章 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用1.1 概述 可編程控制器Programmable Controller是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯

5、控制器Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的開(kāi)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了防止與個(gè)人計(jì)算機(jī)Personal Computer的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。1.2 PLC的特點(diǎn)1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；2、通用性高，使用方便；3、編程簡(jiǎn)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(jì)、調(diào)試周期短；6、安裝簡(jiǎn)單，維修方便；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)。1.3 PLC的應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛

6、應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、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(lèi)。 1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最根本、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。2、模擬量控制 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。PLC制造廠商都有配套的A/D和D

7、/A轉(zhuǎn)換模塊，使PLC可以很方便地用于模擬量控制。 3、運(yùn)動(dòng)控制 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廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 4、 過(guò)程控制 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也具有此功能模

8、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、精細(xì)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 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)器中的參考值比擬，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(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、化工、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 6 、通信和聯(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(jì)算機(jī)控制的

9、開(kāi)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)開(kāi)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。第二章 PLC的結(jié)構(gòu)及原理2.1 PLC的分類(lèi)1 、按PLC的結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)：1整體式；2模塊式。2、 按PLC的I/O點(diǎn)數(shù)分類(lèi)：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。3、按PLC功能分類(lèi)：低擋型，中擋型，高檔型。2.2 PLC的結(jié)構(gòu)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)根本上與微型計(jì)算機(jī)相同。從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為整體式和模塊式兩種。整體式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元

10、素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)那么組合配置。PLC的硬件根本結(jié)構(gòu)框圖如下： 電源輸出接口電路輸入接口電路 中央處理器CPU 運(yùn)算器 控制器 擴(kuò)展接口外設(shè)接口 存 儲(chǔ) 器 編程器 擴(kuò)展系統(tǒng)程序EPROM用戶程序RAM 一、中央處理器CPUCPU主要是由運(yùn)算器和控制器兩局部組成，它是PLC的控制中樞。PLC的CPU按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)用戶鍵入的應(yīng)用程序和數(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)，診斷用戶程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，CPU首先以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并

11、分別存入I/O映像區(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)定邏輯或算術(shù)運(yùn)算，并將運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映像區(qū)或數(shù)據(jù)存放器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢后，最后將I/O映像區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出存放器內(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，直至停止。二、存儲(chǔ)器在PLC中存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)存儲(chǔ)器EPROM; 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器RAM。EPROM是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器，在斷電情況下存儲(chǔ)器內(nèi)的所有信息保持不變，在紫外線連續(xù)照射20分鐘后，能去除存儲(chǔ)器的所有內(nèi)容，加高電平可以寫(xiě)入信息。RAM是一種讀寫(xiě)存儲(chǔ)器或者稱為隨機(jī)存儲(chǔ)器，它讀寫(xiě)方便，存取速度

12、快，有鋰電池支持。用它來(lái)存儲(chǔ)用戶程序居多。三、輸入/輸出I/O電路PLC的輸入/輸出I/O接口電路實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)電平、CPU所能處理信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)電平、被控對(duì)象所需的電平之間的轉(zhuǎn)換。I/O接口有良好的光電隔離和濾波作用。1、輸入接口電路PLC的輸入接口電路大都有三種輸入類(lèi)型：(1)、直流1224V輸入；2、交流100120V、200240V輸入；3、交直流輸入。外部輸入器件是通過(guò)PLC輸入接口電路與PLC相連的。2、輸出接口電路PLC的輸出有三種形式：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。三種形式的輸出中，繼電器輸出響應(yīng)最慢，負(fù)載能力最強(qiáng)；晶體管輸出響應(yīng)最快，負(fù)載能力最弱。四、電源模塊化的PLC是獨(dú)

13、立的電源模塊；整體式PLC集成在廂體內(nèi)。PLC的電源多為高精度的開(kāi)關(guān)電源；掉電保護(hù)電路供電的后備電源多為鋰電池。五、編程器編程器是PLC的重要外圍設(shè)備，一般分為簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器。編程器的主要任務(wù)是輸入程序、編輯程序、調(diào)試程序、健康程序，還可以在線測(cè)試PLC工作狀態(tài)和參數(shù)與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。2.3 PLC的工作原理PLC是采用循環(huán)掃描的工作方式，即順序地逐條地掃描用戶程序的操作，根據(jù)程序運(yùn)行的結(jié)果，一個(gè)輸出的邏輯線圈應(yīng)接通或斷開(kāi)，但該線圈的觸點(diǎn)并立即動(dòng)作，而必須等用戶程序全部掃描結(jié)束后，才同時(shí)將輸出動(dòng)作信息全部送出執(zhí)行。也就是說(shuō)，PLC系統(tǒng)工作任務(wù)管理應(yīng)用程序執(zhí)行都是掃描方式完成的。一、

14、循環(huán)掃描技術(shù)PLC投入運(yùn)行后，都是以重復(fù)的方式執(zhí)行的，執(zhí)行用戶程序不是只執(zhí)行一遍，而是一遍一遍不停地循環(huán)執(zhí)行，這里每執(zhí)行一遍我們稱為掃描一次。掃描一遍用戶程序的時(shí)間叫掃描周期。掃描一次，PLC內(nèi)部要進(jìn)行一系列操作，可分為五大類(lèi)：以故障診斷、通訊處理為主的公共操作、聯(lián)系工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的輸入采樣操作、執(zhí)行用戶程序的操作、輸出刷新操作以及效勞外圍設(shè)備的操作。下面重點(diǎn)把輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三步操作加以說(shuō)明。1、輸入采樣階段在PLC投入運(yùn)行時(shí)，PLC以掃描方式依次讀入所有端子口的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)存入I映像區(qū)的相應(yīng)單元內(nèi)，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時(shí)，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，內(nèi)存中輸入信息也

15、不變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才能讀入信息。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，那么該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證該輸入信號(hào)不被喪失。 2 、程序執(zhí)行階段PLC在用戶程序執(zhí)行階段，CPU總是按由上而下的順序依次掃描用戶的梯形圖程序。掃描每一條梯形圖支路時(shí)，又是由左到右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并根據(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映像區(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。 3、輸出刷新階段PLC的CPU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

16、照I/O映像區(qū)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的被控負(fù)載，這才是PLC的真正輸出。二、PLC掃描周期的中斷處理PLC的掃描工作方式對(duì)急待處理的任務(wù)是不能及時(shí)解決的，引入中斷處理方式即可得到解決。在中斷方式下，急待處理的任務(wù)申請(qǐng)中斷，被響應(yīng)后，停止正在進(jìn)行的用戶程序掃描，轉(zhuǎn)而去處理中斷工作，運(yùn)行有關(guān)中斷效勞程序，中斷處理完成后，又返回運(yùn)行原來(lái)的用戶程序。三、PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間輸入輸出響應(yīng)時(shí)間又稱滯后時(shí)間，是指PLC外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起至系統(tǒng)有關(guān)輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻止所間隔的時(shí)間。它由輸入濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三局部組成。2.

17、4 PLC的編程語(yǔ)言應(yīng)用程序的編制需要使用PLC生產(chǎn)制造廠商提供的編程語(yǔ)言。至今為止還沒(méi)有一種能適合各種PLC的通用編程語(yǔ)言。為了用戶的利益和PLC制造商的需要，國(guó)際電工委員會(huì)IEC對(duì)當(dāng)代種類(lèi)繁多的概念和語(yǔ)言進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化IEC61131-3,制訂了工業(yè)控制器包括PLC的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)PLC定義了5種編程語(yǔ)言。分別是梯形圖、指令語(yǔ)句表、功能塊圖、順序功能圖、結(jié)構(gòu)化文本。下面就梯形圖、指令語(yǔ)句表、順序功能圖這三種編程語(yǔ)言進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：1、梯形圖LD梯形圖編程語(yǔ)言是一種以圖形符號(hào)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語(yǔ)言，是由傳統(tǒng)的繼電器控制電路圖演變而來(lái)的，也可以說(shuō)，梯形圖編程語(yǔ)言是在電氣控制系統(tǒng)中常用的繼

18、電器、接觸器邏輯控制根底上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來(lái)的，它直觀、形象，電氣技術(shù)人員容易接受，是目前國(guó)內(nèi)用得最多的一種PLC編程語(yǔ)言，其主要特點(diǎn)：1梯形圖格式中的繼電器不是真實(shí)物理繼電器，而是 “軟繼電器， “軟繼電器的觸點(diǎn)可在用戶編制程序時(shí)無(wú)限次使用。2PLC梯形圖左右兩端的母線是不接任何電源的。通常所指梯形圖中流過(guò)的電流不是指物理電流，而僅僅指“概念電流，“概念電流只能從左到右流動(dòng)。3梯形圖中用戶程序邏輯運(yùn)算結(jié)果，馬上可以為后面用戶程序的運(yùn)算所利用。4梯形圖中輸出邏輯線圈中對(duì)應(yīng)輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，不能用該編程軟器件直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 2、指令語(yǔ)句表IL指令語(yǔ)句表又叫語(yǔ)句表，類(lèi)似于單片機(jī)程序中的匯

19、編語(yǔ)言，用指令的助記符編程。指令語(yǔ)句表和梯形圖有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，梯形圖程序只有轉(zhuǎn)換為指令語(yǔ)句表才有可能送入PLC內(nèi)運(yùn)行。例：下列圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例： X000 X001 Y000 X010 END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)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表達(dá)。一般來(lái)說(shuō)，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?地址指令變量0000LDX0000001ORX0100002

20、ANIX0010003OUTY0000004END 反之根據(jù)助記符，也可畫(huà)出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖，它們之間可以相互轉(zhuǎn)換。3、順序功能圖SFC順序功能圖屬于圖形語(yǔ)言，用它經(jīng)常編制順序控制程序。順序功能圖包含有步STEP、執(zhí)行和轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能圖編程法可將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為一些小的工作狀態(tài)，對(duì)這些小狀態(tài)的功能分別處理后再把這些小狀態(tài)依一定的順序控制要求連接組合成整體的控制程序。順序功能圖表達(dá)了一種編程思想，在步進(jìn)順序控制中應(yīng)用廣泛。 FX2N系列PLC的指令系統(tǒng)一、FX2N系列PLC的內(nèi)部編程器件1、輸入繼電器XX0X177輸入繼電器的作用是專門(mén)用于接收和存儲(chǔ)外部開(kāi)關(guān)量信號(hào)，它能提供無(wú)數(shù)對(duì)

21、常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)用于內(nèi)部編程。每個(gè)輸入繼電器線圈與PLC的一個(gè)輸入端子相連。輸入繼電器的狀態(tài)只能由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)改變，而無(wú)法用程序驅(qū)動(dòng)。所以在梯形圖中只見(jiàn)其觸點(diǎn)而不會(huì)出現(xiàn)輸入繼電器線圈符號(hào)。另外，輸入繼電器觸點(diǎn)只能用于內(nèi)部編程，無(wú)法驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。FX2N系列PLC輸入繼電器采用八進(jìn)制地址編號(hào)，其地址編號(hào)為X0X177，即最多為128點(diǎn)，其輸入響應(yīng)時(shí)間為10ms。2、輸出繼電器YY0Y177輸出繼電器有兩個(gè)作用，第一是提供無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)用于內(nèi)部編程；其二是能提供一副常開(kāi)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載繼電器輸出響應(yīng)時(shí)間為10ms。每一個(gè)輸出繼電器的外部常開(kāi)觸點(diǎn)或輸出管與PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)相連。輸出繼電器線圈狀

22、態(tài)由程序驅(qū)動(dòng)。FX2N系列PLC輸出繼電器也采用八進(jìn)制地址編號(hào)，其地址編號(hào)為Y0Y177，即最多為128點(diǎn)。3、輔助繼電器MPLC內(nèi)部有很多輔助繼電器，其作用相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器，用于狀態(tài)暫存、輔助移位運(yùn)算及特殊功能等。輔助繼電器線圈也是由程序驅(qū)動(dòng)，也能提供無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)用于內(nèi)部編程。PLC內(nèi)部輔助繼電器一般有三種類(lèi)型：1通用型輔助繼電器例如，F(xiàn)X2N型PLC按十進(jìn)制編號(hào)為M0M499共500點(diǎn)。請(qǐng)注意FX2N型PLC的軟器件出X、Y為八進(jìn)制編號(hào)外，其它器件均為十進(jìn)制編號(hào)。2掉電保持型輔助繼電器有些控制系統(tǒng)要求有些信號(hào)、狀態(tài)保持?jǐn)嚯娝查g的狀態(tài)，就必須使用掉電保持型輔助繼電器

23、。這類(lèi)輔助繼電器是依靠PLC內(nèi)部的備用鋰電池來(lái)實(shí)現(xiàn)掉電保持功能。FX2N型PLC掉電保持型輔助繼電器編號(hào)為M500M3071共2572點(diǎn)。3特殊輔助繼電器FX2N型PLC共有M8000M8255共256點(diǎn)特殊輔助繼電器。顧名思義，這256個(gè)輔助繼電器都有特殊功能的。例如M8000，一旦PLC運(yùn)行RUN，M8000即為ON，實(shí)際上M8000是用于運(yùn)行顯示；又如M8012是產(chǎn)生100ms時(shí)鐘脈沖。4、狀態(tài)器S狀態(tài)器S是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的重要器件，用于步進(jìn)順序控制。FX2N型PLC共有1000點(diǎn)狀態(tài)器：1初始狀態(tài)器S0S9共10點(diǎn)2一般狀態(tài)器S10S499共490點(diǎn)3保持狀態(tài)器S500S899共400

24、點(diǎn)4報(bào)警狀態(tài)器S900S999共100點(diǎn)狀態(tài)器供編程使用，使用次數(shù)不限，當(dāng)狀態(tài)器不用于步進(jìn)控制時(shí)，狀態(tài)器S也可以作為輔助繼電器使用。5、定時(shí)器T(T0T255)FX2N型PLC共有256個(gè)定時(shí)器，其地址編號(hào)為T(mén)0T255，定時(shí)器的作用相當(dāng)于電氣控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器，但PLC里的定時(shí)器都是通電延時(shí)型。在程序中定時(shí)器總是與一個(gè)定時(shí)設(shè)定值常數(shù)一起使用，根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作，定時(shí)器觸點(diǎn)可供編程使用，使用次數(shù)不限。FX2N型PLC定時(shí)器計(jì)時(shí)單位有1ms、10ms、100ms三種類(lèi)型，其中T0T199200點(diǎn)T250T2556點(diǎn)都是以100ms為計(jì)時(shí)單位，設(shè)定值范圍

25、是0.13276.7s;。6、計(jì)數(shù)器CC0C255FX2N型PLC共有256個(gè)計(jì)數(shù)器。根據(jù)它們的計(jì)數(shù)方式、工作特點(diǎn)可分為內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)用計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器。1內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)用計(jì)數(shù)器在執(zhí)行掃描操作時(shí)，對(duì)內(nèi)部器件X、Y、M、S、T和C的信號(hào)通/斷進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器稱為信號(hào)計(jì)數(shù)器。通常為保證信號(hào)計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性，要求接通和斷開(kāi)時(shí)間應(yīng)比PLC的掃描周期長(zhǎng)。內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器按工作方式又分為16位單向加法計(jì)數(shù)器C0C199和32位雙向加/減計(jì)數(shù)器C200C224，它們的計(jì)數(shù)范圍分別是132767和-2147483648+2147463647。2高速計(jì)數(shù)器FX2N型PLC有21個(gè)高速計(jì)數(shù)器，其地址編號(hào)是C235C255

26、。高速計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率受兩個(gè)因素限制，一個(gè)是輸入響應(yīng)速度，另一個(gè)是全部高速計(jì)數(shù)器的處理速度。因?yàn)楦咚儆?jì)數(shù)器是采用中斷方式操作，因此計(jì)數(shù)器用得越少，計(jì)數(shù)頻率就越高。7、數(shù)據(jù)存放器DFX2N型PLC有如下幾種存放器：1通用數(shù)據(jù)存放器D0D1992掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)存放器D200D79993特殊數(shù)據(jù)存放器D8000D82558、變址存放器V/Z變址存放器實(shí)際上是一種特殊用途數(shù)據(jù)存放器，其作用相當(dāng)于微處理器中的變址存放器，用于改變?cè)骷牡刂肪幪?hào)。V、Z都是16位存放器，可串聯(lián)使用表示32位數(shù)，并規(guī)定V為高位，Z為低位。9、常數(shù)K/H常數(shù)也作為一種軟器件處理，十進(jìn)制常數(shù)用K表示，十六進(jìn)制數(shù)那么用H表示。

27、10、指針P/I指針有兩種類(lèi)型：1分支指令指針P0P63共64點(diǎn)。作為一種標(biāo)號(hào)，用來(lái)指定跳轉(zhuǎn)指令CJ或子程序調(diào)用指令CALL等分支指令的跳轉(zhuǎn)目標(biāo)，指針在用戶存儲(chǔ)器中占有一定空間。2中斷用指針I(yè)0I8共9點(diǎn)?？煞譃檩斎胫袛嗪投〞r(shí)器中斷。二、FX2N系列PLC的指令系統(tǒng)FX2N系列PLC指令有三種類(lèi)型，即根本指令27條，步進(jìn)指令2條，應(yīng)用指令128條。下面重點(diǎn)介紹27條根本指令的符號(hào)、格式、功能及使用方法。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(shuō)明： 符號(hào) 功 能 梯形圖表示 操作元件 LD取 常開(kāi)觸點(diǎn)與母線相連 X，

28、Y，M，T，C,S LDI取反常閉觸點(diǎn)與母線相連 X，Y，M，T，C,SOUT輸出 線圈驅(qū)動(dòng) Y，M，T，C，S,F 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(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)存放器等，但不能用于輸入繼電器。輸出指令用于并行輸出，能連續(xù)使用屢次。OUT是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。 X000 Y000 地址 指令 數(shù)據(jù) 0000 LD X000 0001 OUT Y0002 、觸點(diǎn)串連指令A(yù)ND/ANI、并聯(lián)指令OR/ORI 符號(hào)名稱 功 能 梯形圖表示 操作元件 AND與 單個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián) X，Y，M

29、，T，C,S ANI與非 單個(gè)常閉觸點(diǎn)串聯(lián) X，Y，M，T，C,S OR或 單個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián) X，Y，M，T，C，S ORI 或非單個(gè)常閉觸點(diǎn)并聯(lián) X，Y，M，T，C，S AND、ANI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)連接指令。 X001 X002 Y001 地址 指令 數(shù)據(jù) 0002 LD X001 X003 0003 ANDI X002 0004 OR X003 0005 OUT Y001 3 、電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令ORB、ANB 符號(hào)名稱 功 能 梯形圖表示 操作元件 ORB塊或 電路塊并聯(lián)連接 無(wú) ANB塊與 電路塊

30、串聯(lián)連接 無(wú) 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。將分支電路并聯(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，A

31、NB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，假設(shè)集中使用ANB指令，最多使用7次。 ANB X000 X002 X003 Y006 X001 X004 X005 ORB X006 X003 地 址 指 令 數(shù) 據(jù) 0000 LD X000 0001 OR X001 0002 LD X002 0003 AND X003 0004 LDI X004 0005 AND X005 0006 OR X006 0007 ORB 0008 ANB 0009 OR X003 0010 OUT Y006 4、多重輸出指令

32、MPS、MRD、MPP MPS，進(jìn)棧指令MRD，讀棧指令MPP，出棧指令這三條指令用于多重輸出電路，可以將觸點(diǎn)狀態(tài)存儲(chǔ)起來(lái)進(jìn)棧，需要時(shí)再取出讀棧。FX2N系列PLC中有11個(gè)棧存儲(chǔ)器。當(dāng)使用進(jìn)棧指令MPS時(shí)，當(dāng)時(shí)的運(yùn)算結(jié)果壓入棧的第一層，棧中原來(lái)的數(shù)據(jù)向下一層推移；使用出棧指令MPP時(shí)，各層的數(shù)據(jù)依次向上移動(dòng)一次；MRD是最上層所存數(shù)據(jù)的讀出指令，讀出時(shí)，棧內(nèi)數(shù)據(jù)不發(fā)生移動(dòng)。MPS和MPP指令必須成對(duì)使用，而且連續(xù)使用應(yīng)少于11次。5、脈沖上升沿、下降沿檢出的觸點(diǎn)指令LDP: 取脈沖上升沿指令LDF：取脈沖下降沿指令A(yù)NDP：與脈沖上升沿指令A(yù)NDF：與脈沖下降沿指令ORP：或脈沖上升沿指令O

33、RF：或取脈沖下降沿指令上面6條指令的目標(biāo)元件都為X、Y、M、S、T、C。6、主控與主控復(fù)位指令MC、MCRMC為主控指令，用于公共串聯(lián)觸點(diǎn)的連接，MCR叫主控復(fù)位指令。在編程時(shí)，經(jīng)常遇到多個(gè)線圈同時(shí)受一個(gè)或一組觸點(diǎn)控制，如果在每個(gè)線圈的控制電路中都串入同樣的觸點(diǎn)，將占用存儲(chǔ)單元，程序就長(zhǎng)，此時(shí)假設(shè)使用MC指令更為合理。使用主控指令的觸點(diǎn)稱為主控觸點(diǎn)，它在梯形圖中與一般觸點(diǎn)垂直。它們是與母線相連的觸點(diǎn)，像是控制一組電路的總開(kāi)關(guān)。MC是3程序步指令，MCR是2程序步指令，兩條指令的操作目標(biāo)元件是Y、M，但不允許使用特殊輔助繼電器M。7、置位與復(fù)位指令SET、RSTSET為置位指令，使動(dòng)作保持；R

34、ST為復(fù)位指令，使操作復(fù)位。SET指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S，而RST指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S、D、V、Z、T、。C8、脈沖輸出指令PLS、PLFPLS指令在輸入信號(hào)上升沿產(chǎn)生脈沖輸出；而PLF在輸入信號(hào)下降沿產(chǎn)生脈沖輸出，這兩條指令都是2程序步指令，它們的目標(biāo)元件是Y和M，但特殊輔助繼電器不能作為目標(biāo)元件。9、取反指令I(lǐng)NVINV指令是將INV指令之前的運(yùn)算結(jié)果取反的指令。在能輸入AND、ANI、ANDP、ANDF指令步的相同位置處，可編寫(xiě)INV指令，該指令不能像指令LD、LDI、LDP、LDF那樣與母線相連，也不像指令OR、ORI、ORP、ORF那樣單獨(dú)使用。INV指令的功能是將

35、執(zhí)行INV指令之前存在的LD、LDI、LDP和LDF指令以后的運(yùn)算結(jié)果取反。10、空操作指令NOPNOP是一條無(wú)動(dòng)作、無(wú)目標(biāo)元件的一程序步指令。在PLC內(nèi)將程序全部去除時(shí)，全部指令成為NOP。11、程序結(jié)束指令ENDEND指令是一條無(wú)目標(biāo)元件的一程序步指令。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。假設(shè)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。第三章 梯形圖的設(shè)計(jì)與編程方法31 編程方

36、法PLC的梯形圖從上至下按行繪制，每一行從左至右，左側(cè)總是安排輸入觸點(diǎn)，并且把并聯(lián)觸點(diǎn)多的支路靠近最左端；在編輯梯形圖時(shí)，只有一個(gè)梯級(jí)編制完整后才能繼續(xù)后面的程序編制；支路最右邊的軟器件必須是輸出器件；梯形圖中每個(gè)編程軟件應(yīng)按一定的規(guī)那么加標(biāo)字母和數(shù)字串。32控制工藝和要求1控制工藝南北、東西向的十字路口，均設(shè)有紅、黃、綠三只信號(hào)燈，其中南、北向的信號(hào)燈同步變化；東、西向的信號(hào)燈也同步變化。六只燈依一定的時(shí)序循環(huán)往復(fù)工作。2控制要求信號(hào)燈受啟動(dòng)及停止按鈕的控制，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)工作，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài)，所有信號(hào)燈都熄滅。交通燈示意圖如下列圖所示，在東西南北兩個(gè)方向均安裝信號(hào)燈，兩個(gè)方向各6個(gè)燈，分為紅、黃、綠三種顏色。按下起動(dòng)按鈕后，南北向綠燈亮維持25s，綠燈閃動(dòng)3秒后，南北黃燈亮2S，期間，東西向紅燈亮30S然后東西方向綠燈亮25s，接著綠燈閃動(dòng)3秒后，東西向黃燈亮2S期間，南