1、 PLC交通燈.PAGE 16.WORD文檔下載可編輯 技術資料專業(yè)分享XX科技工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文設計課題：PLC交通燈畢業(yè)設計班 級：111111姓 名：1 1學 號： 111111111專 業(yè)： 電氣自動化教 研 室： 電子電氣 指導老師：1111聯(lián)系電話：E-mail： 1111111111 XX科技工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計任務書班 級：111111姓 名：ccccc學 號：10201014 專 業(yè)： 電氣自動化技術 教 研 室： 電氣教研室 指導老師：111111聯(lián)系電話：1111111111E - mail： 111111111一、畢業(yè)設計進程安排第5-6學期序號時間安排內(nèi)

2、容120XX12月至20XX1月確定畢業(yè)設計題目,完成畢業(yè)設計開題報告。220XX2-4月搜集資料、作品設計與實現(xiàn)、撰寫畢業(yè)設計論文。320XX5月指導教師進行畢業(yè)設計論文審查,學生進行論文修改、定稿。420XX6月答辯備注：上交作品、畢業(yè)論文等資料；畢業(yè)論文每人交一份,小組完成的要求注明本人主要負責部分。二、學生須上交的資料項目序號資料名稱份數(shù)備注1畢業(yè)設計任務書1指導教師完成2畢業(yè)設計開題報告1學生完成3畢業(yè)設計論文1學生完成4作品1學生完成三、設計課題：基于PLC的交通燈系統(tǒng)的設計四、設計內(nèi)容：1,設計十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)；2,南北方向為綠燈時及黃燈時,東西方向為紅燈,反之亦然；3

3、,南北方向綠燈時間為30s,然后黃燈閃爍3s,再紅燈亮30s；4,設計按鍵,能更改各方向綠燈、黃燈、紅燈的時間。2012年11 月20日XX科技工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文開題報告書 電氣自動化技術 專業(yè) 學生名稱111班級1111學號111111課題名稱基于PLC的交通燈系統(tǒng)的設計課題準備情況1、查閱資料,了解十字交通燈的基本工作原理。2、對十字交通燈的應用情況進行調(diào)查研究,收集相關資料；3、深入研究基于PLC控制的自動控制的系統(tǒng)功能；4、收集并整理相關論文文獻。并得出結論,做出最佳設計方案；5、在老師的指導下,安裝基于PLC十字交通燈的編程軟件思路和方法查閱文獻技術資料,分析十字交通燈結構

4、、工作原理和技術要求。以PLC為主控芯片,結合外圍電路,通過軟件程序組成十字交通燈,能夠?qū)崿F(xiàn)：1,設計十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)；2,南北方向為綠燈時及黃燈時,東西方向為紅燈,反之亦然；3,南北方向綠燈時間為30s,然后黃燈閃爍3s,再紅燈亮30s；,設計按鍵,能更改各方向綠燈、黃燈、紅燈的時間。擬重點解決的問題1、焊接電路板；2、編程：需要自己編程,需要掌握C語言指令；3、此次設計需要很多專業(yè)軟件,但是有些軟件已經(jīng)不那么熟悉,需要用一段時間來溫習一下,做到熟練各個軟件；4、調(diào)試與檢測。實際物體跟電腦仿真有一定的差距,需要不斷的調(diào)試,最終達到課題設計的目的和要求。計劃進度2013.3.15：確

5、定畢業(yè)設計課題,提交開題報告;；2013.4.1：查閱相關論文,準備和收集資料；2013.5.2：關于十字交通燈的方案設計,審查和確定；2013.5.20：基于PLC十字交通燈的程序?qū)崿F(xiàn)；2013.5.30：得出十字交通燈的實現(xiàn)方法；2013.6.10：撰寫畢業(yè)論文；2013.6.20：根據(jù)指導老師意見修改和完善論文；2013.6.25：畢業(yè)答辯。目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc361165314摘要 PAGEREF _Toc361165314 h 6HYPERLINK l _Toc361165315第一章 PLC的特點及應用 PAGEREF _Toc3

6、61165315 h 7HYPERLINK l _Toc3611653161.1 概述 PAGEREF _Toc361165316 h 7HYPERLINK l _Toc3611653171.2 PLC的特點 PAGEREF _Toc361165317 h 7HYPERLINK l _Toc3611653181.3 PLC的應用 PAGEREF _Toc361165318 h 7HYPERLINK l _Toc361165319第二章 PLC的結構及原理 PAGEREF _Toc361165319 h 10HYPERLINK l _Toc3611653202.1 PLC的分類 PAGEREF

7、_Toc361165320 h 10HYPERLINK l _Toc3611653212.2 PLC的結構 PAGEREF _Toc361165321 h 10HYPERLINK l _Toc3611653222.3 PLC的工作原理 PAGEREF _Toc361165322 h 11HYPERLINK l _Toc3611653232.4 PLC匯編語言 PAGEREF _Toc361165323 h 11HYPERLINK l _Toc3611653242.5 PLC的基本指令 PAGEREF _Toc361165324 h 13HYPERLINK l _Toc3611653252.6

8、PLC交通燈畢業(yè)論文編程器件 PAGEREF _Toc361165325 h 16HYPERLINK l _Toc361165326第三章梯形圖的設計與編程方法 PAGEREF _Toc361165326 h 17HYPERLINK l _Toc36116532731 控制要求 PAGEREF _Toc361165327 h 17HYPERLINK l _Toc36116532832 控制時序 PAGEREF _Toc361165328 h 17HYPERLINK l _Toc3611653293.3PLC交通燈畢業(yè)論文硬件及外圍元器件 PAGEREF _Toc361165329 h 18HY

9、PERLINK l _Toc361165330第四章程序設計 PAGEREF _Toc361165330 h 19HYPERLINK l _Toc36116533141 梯形圖 PAGEREF _Toc361165331 h 19HYPERLINK l _Toc36116533242 PLC交通燈畢業(yè)論文指令圖 PAGEREF _Toc361165332 h 21HYPERLINK l _Toc36116533343軟件設計 PAGEREF _Toc361165333 h 24HYPERLINK l _Toc361165334第五章PLC交通燈畢業(yè)論文設計總結 PAGEREF _Toc3611

10、65334 h 25HYPERLINK l _Toc361165335參考文獻 PAGEREF _Toc361165335 h 26HYPERLINK l _Toc361165336謝辭 PAGEREF _Toc361165336 h 27摘要PLC可編程序控制器是以微處理器為基礎,綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點,已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計,可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為,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設備之一,PLC、機器人、CAD/CAM將成

11、為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對使用環(huán)境適應性強的特性,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控制,特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將PLC應用于交通燈系統(tǒng)中。同時,PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能,將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理,可縮短車輛通行等候時間,實現(xiàn)科學化管理.關鍵詞：交通燈、PLC、程序、設計第一章 PLC的特點及應用1.1 概述可編程控制器Programmable Controller是計算機家族中的一員,是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器Programmable Logic

12、 Controller,簡稱PLC,它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展,這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱作可編程控制器,簡稱PC。但是為了避免與個人計算機Personal Computer的簡稱混淆,所以將可編程控制器簡稱PLC。1.2 PLC的特點1 可靠性高,抗干擾能力強；2 通用性高,使用方便；3程序設計簡單,易學,易懂；4采用先進的模塊化結構,系統(tǒng)組合靈活方便；5系統(tǒng)設計周期短；6安裝簡便,調(diào)試方便,維護工作量??；7對生產(chǎn)工藝改變適應性強,可進行柔性生產(chǎn)；1.3 PLC的應用目前,PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械

13、制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè),使用情況大致可歸納為如下幾類。 1開關量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應用領域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺設備的控制,也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、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)過程當中,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。

14、 3 運動控制 PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說,早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構,現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能,廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 4 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機,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處理一般是運行專用的PID子程序。過

15、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用。 5 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算、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)的采集、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,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≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(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與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展,工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快,各PLC廠商都十分重視PLC

16、的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(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的結構及原理2.1 PLC的分類1 按plc的結構形式分類：1整體式；2模塊式。2 按plc的I/O點數(shù)分類：1小型256點以下；2中型256點以上,2048點以下；3大型2048點以上。3按plc功能分類：抵擋型,中擋型,高檔型。2.2 PLC的結構PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機其硬件結構基本上與微型計算機從結構上分,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不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、

17、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。PLC的基本結構框圖如下：接口部件輸出輸入接口部件 中央處理單元 CPU板接口部件輸出輸入接口部件 中央處理單元 CPU板 現(xiàn)場信號 受控元件 電 源 部 件 電 源 部 件圖12.3 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,接著進入程序執(zhí)行階段,在程序執(zhí)行時,即使輸入信號發(fā)生變化,內(nèi)存中輸入信息也不變化,只有在下一個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對用戶程序掃描。 3輸出刷新階段：當所有指令執(zhí)行完畢通過隔離電路,驅(qū)動功率放大

18、器,電路是輸出端子向外界輸出控制信號驅(qū)動外部負載。2.4 PLC匯編語言采用面向控制過程,面向問題,簡單直觀的plc編寫橫語言,常用的有：梯形圖,語句表,功能圖等。梯形圖：由繼電器控制邏輯演變而來,兩者具有一定程度的相似性,但梯形圖編程語言功能更強更方便。主要特點：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,但不是真實物理繼電器稱為軟繼電器 3每個梯級流過的是概念電流,從左向右,其兩端母線設有電源。 4輸入繼電器,用于接入信號,而無線圈,輸入繼電器,通過輸入接入的繼電器,晶體及晶閘管才能實現(xiàn)。 2.語句表：又叫指令表,類似計算機匯編語言

19、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)品的最簡單的梯形圖例： X000 X001 Y000 X010 END END圖2它有兩組,第一組用以實現(xiàn)啟動、停止控制。第二組僅一個END指令,用以 結束程序。梯形圖與助記符的對應關系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴格的對應關系,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0000LDX0000001ORX0100002ANDX0010003OUTY0000004END圖3反之根據(jù)助記符,也可畫出與其對應

20、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明： 符號 功 能 梯形圖表示 操作元件 LD取 常開觸點與母線相連 X,Y,M,T,C,S LDI取反常閉觸點與母線相連 X,Y,M,T,C,SOUT輸出 線圈驅(qū)動 Y,M,T,C,S,F LD與LDI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。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。 X000 Y000 地址 指令 數(shù)據(jù)

21、0000 LD X000 0001 OUT Y0002 觸點串連指令AND/ANDI、并聯(lián)指令OR/ORI 符號名稱 功 能 梯形圖表示 操作元件 AND與 常開觸點串聯(lián)連接 X,Y,M,T,C,S ANDI與非 常閉觸點串聯(lián)連接 X,Y,M,T,C,S OR或 常開觸點并聯(lián)連接 X,Y,M,T,C,S ORI 或非 常閉觸點并聯(lián)連接 X,Y,M,T,C,S AND、ANDI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。 OR、ORI是用于一個觸點的并聯(lián)連接指令。 X001 X002 Y001 地址 指令 數(shù)據(jù) 0002 LD X001 X003 0003 ANDI X0

22、02 0004 OR X003 0005 OUT Y001 3 電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令ORB、ANB 符號名稱 功 能 梯形圖表示 操作元件 ORB塊或 電路塊并聯(lián)連接 無 ANB塊與 電路塊串聯(lián)連接 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LD或LDNOT指令開始,而支路的終點要用ORB指令。ORB指令是一種獨立指令,其后不帶操作元件號,因此,ORB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,應在每個并聯(lián)電路塊之后使用一個ORB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

23、些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令,但這時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)連接時使用ANB指令,各并聯(lián)電路塊的起點,使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣,ANB指令也不帶操作元件,如需要將多個電路塊串聯(lián)連接,應在每個串聯(lián)電路塊之后使用一個ANB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 X0010002 LD X002 0003 AND X003 00

24、04 LDI X004 0005 AND X005 0006 OR X006 0007 ORB 0008 ANB 0009 OR X003 0010 OUT Y006 4 程序結束指令END符號名稱 功 能 梯形圖表示 操作元件結束END結束 程序結束 無結束 在程序結束處寫上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,可以將END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END指令。 其他的一些指令,如置位復位、脈沖輸出、

25、清除、移位、主控觸點、空操作、跳轉(zhuǎn)指令等,同學們可以參考一些課外書,在這里我們不詳細介紹了。下面同學們可練習由梯形圖寫出與之對應的助記符形式的指令。并由后面的GPP軟件傳輸?shù)絇LC中,實時運行。2.6PLC交通燈畢業(yè)論文編程器件一般情況下,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代表定時器,C代表計數(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５谌?梯形圖的設計與編程方法31控制要求信號燈受啟動及停止按鈕的控制,當按下啟動按鈕時,信號燈系統(tǒng)開始工作,并周而復始地循環(huán)工作,當按下停止按鈕時,系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài),所有信號燈都熄滅。32控制

26、時序交通燈示意圖如圖1所示,在東西南北兩個方向均安裝信號燈,兩個方向各6個燈,分為紅、黃、綠三種顏色。工作時序如圖2所示,假設東西向較忙,綠燈時間是南北向的2倍。按下起動按鈕后,南北向綠燈亮維持20s,20s后,南北黃燈閃爍3次,計6S,期間,東西向紅燈也亮,并維持26s；26s后,東西方向綠燈亮40s,后東西向黃燈閃爍3次,計6s,期間,南北向紅燈也亮,并維持46so接下去周而復始,直到停止按鈕被按下為止。3.3PLC交通燈畢業(yè)論文硬件及外圍元器件根據(jù)信號燈的控制要求,所有的器件有：三菱FX系列PLC、起動按鈕SB1、停止按鈕SB2、紅黃綠色信號燈各4只,輸入輸出端口接線如圖3所示。由圖可見

27、：起動按鈕SB1接于輸入繼電器X0端,停止按鈕SB2接于輸入繼電器xl端,東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y5端,東西方向黃燈接于輸出繼電器Y4端,東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y3端,南北方向綠燈接于輸出繼電器Y2端,南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y1,南北方向紅燈接于輸出繼電器Y0。將輸出端的COM1及COM2用導線相連,輸出端的電源為交流220V。如果信號燈的功率較大,一個輸出繼電器不能帶動兩只信號燈,可以采用一個輸出點驅(qū)動一只信號燈,也可以采用輸出繼電器先帶動中間繼電器,再由中間繼電器驅(qū)動信號燈。第四章 程序設計41 梯形圖42 PLC交通燈畢業(yè)論文指令圖43軟件設計采用步進梯形指令雙流程編程

28、實現(xiàn),應用并聯(lián)分支結構,其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4所示。由圖可知,我們把東西和南北方向信號燈的動作分成兩個流程同時起動,分別運行各自的時序動作,相互之間的配合由統(tǒng)一的時鐘進行有機配合,不會出現(xiàn)差錯?，F(xiàn)僅以南北方向的動作簡單分析一下工作原理,東西方向工作過程基本相同,在此不再贅述。系統(tǒng)起動時,利用M8002開機脈沖自動進入XO狀態(tài),系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當啟動按鈕SB1按下時,xO11接通, Y1和Y4同時起動,Y1使南北綠燈亮,Y4使東西紅燈亮,x0起動的同時TO開始計時,20s后利用常開接點的閉合使狀態(tài)進入T4,此時Y3和Y5起動,T4使南北黃燈亮,T1計時6s,6s后進入T2,在T3狀態(tài)下,起動CO和

29、T2,此時南北黃燈滅,CO計數(shù)加1,T2時間到時,如果co,J-數(shù)不到3次,狀態(tài)轉(zhuǎn)到T0循環(huán),如果CO計數(shù)到3次,狀態(tài)轉(zhuǎn)入T4,這樣就做到了南北方向黃燈閃爍3次的要求。南北方向黃燈閃爍3次后,系統(tǒng)進入T4狀態(tài),在T4狀態(tài)下,為下次閃爍作好準備,同時起動Y3和Y5,Y1使南北紅燈亮,亮46s后進入X0狀態(tài),至此南北方向的一個循環(huán)執(zhí)行完,此時東西方向也應該完成,在兩個方向都完成后,又重新進入X0和X11,如此反復工作。在任何時候按下停止按鈕SB2,Xl接通,并復位相關狀態(tài)和計數(shù)器,系統(tǒng)自動停止。第五章PLC交通燈畢業(yè)論文設計總結在設計過程中,經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況,就是心里老想著這樣的接法可以行得通,但實際接上電路,總是實現(xiàn)不了,因此耗費在這上面的時間用去很多。我趁著做課程設計的同時也對課本知識有了鞏固和加