Foshan University畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ）課 題 名 稱 PLC交通控制燈設(shè)計(jì)專 業(yè) 及 班 級(jí) 13電氣自動(dòng)化自動(dòng)化學(xué) 號(hào) 130723019學(xué) 生 姓 名 王軍杰指 導(dǎo) 老 師 郭志堅(jiān)2016年 2 月 10 日目 錄PLC 交通燈畢業(yè)論文 .3摘要 .3第一章 PLC 的特點(diǎn)及應(yīng)用 .41.1 概述.41.2 PLC的特點(diǎn).51.3 PLC的應(yīng)用.52.1 PLC的分類.72.2 PLC的結(jié)構(gòu).72.3 PLC的工作原理.72.4 PLC匯編語(yǔ)言.82.5 PLC的基本指令.92.6 PLC交通燈畢業(yè)論文編程器件 .13第二章 PLC 的結(jié)構(gòu)及原理.13 2.1 PLC 的分類.132.2 PLC 的結(jié)構(gòu).132.3 PLC 的工作原理.132.4 PLC 匯編語(yǔ)言.132.5 PLC 的基本指令.132.6 PLC 交通燈畢業(yè)論文編程器件 .13 第三章 梯形圖的設(shè)計(jì)與編程方法 .133.1 控制要求.133.2 控制時(shí)序.133.3 PLC交通燈畢業(yè)論文硬件及外圍元器件 .14第四章 程序設(shè)計(jì).164.1 梯形圖.164.2 PLC 交通燈畢業(yè)論文指令圖.164.3 流程圖.1644 軟件設(shè)計(jì) .21第五章 PLC 交通燈畢業(yè)論文設(shè)計(jì)總結(jié) .21謝 辭 .22參考文獻(xiàn) .22PLC 交通燈畢業(yè)論文摘要PLC可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì),可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為,可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一,PLC、機(jī)器人、CAD/CAM 將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于 PLC具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性,同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富,可對(duì)目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號(hào)燈進(jìn)行精確控制,特別對(duì)多岔路口的控制可方便地實(shí)現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來(lái)越多地將 PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。同時(shí),PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能,將同一條道路上的信號(hào)燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理,可縮短車輛通行等候時(shí)間,實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理.關(guān)鍵詞：交通燈 PLC 程序 設(shè)計(jì)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)的發(fā)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。但是為了避免與個(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 程序設(shè)計(jì)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)周期短；6 安裝簡(jiǎn)便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量??；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(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。 1開(kāi)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 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(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)械、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、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(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、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(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)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。第二章 PLC 的結(jié)構(gòu)及原理2.1 PLC 的分類1 按 plc的結(jié)構(gòu)形式分類：1）整體式；2）模塊式。2 按 plc的 I/O點(diǎn)數(shù)分類：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：抵擋型，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)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC包括 CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(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)則組合配置。PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：接受 驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 受控元件2.3 PLC 的工作原理1.plc 的工作方式1）輸入采樣階段，在此階段，順序讀入所有輸入緞子通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存，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。2） 程序執(zhí)行階段：plc 對(duì)用戶程序掃描。3）輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。2.4 PLC 匯編語(yǔ)言采用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題，簡(jiǎn)單直觀的 plc編寫(xiě)橫語(yǔ)言，常用的有：梯輸入接口部件中央處理單元CPU 板電 源 部 件接口部件輸出形圖，語(yǔ)句表，功能圖等。1. 梯形圖：由繼電器控制邏輯演變而來(lái)，兩者具有一定程度的相似性，但梯形圖編程語(yǔ)言功能更強(qiáng)更方便。主要特點(diǎn)：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(shí)物理繼電器稱為“軟繼電器”3）每個(gè)梯級(jí)流過(guò)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(hào)，而無(wú)線圈，輸入繼電器，通過(guò)輸入接入的繼電器，晶體及晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。2.語(yǔ)句表：又叫指令表，類似計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)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(jiǎn)單的梯形圖例：X000 X001 Y000X010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)椋篍ND地址 指令 變量0000 LD X0000001 OR X0100002 AND X0010003 OUT Y0000004 END反之根據(jù)助記符，也可畫(huà)出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖2.5 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(shuō)明： 符號(hào) 功 能 梯形圖表示 操作元件LD（?。?常開(kāi)觸點(diǎn)與母線相連 X，Y，M，T，C,SLDI（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)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。X000 Y000 地址 指令 數(shù)據(jù) 0000 LD X000 0001 OUT Y0002 觸點(diǎn)串連指令（AND/ANDI） 、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） 常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)連接 X，Y，M，T，C,S ANDI（與非） 常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接 X，Y，M，T，C,SOR（或） 常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)連接 X，Y