畢業(yè)論文十字路口交通燈限制系統(tǒng)系（部）專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)20XX～20XX學(xué)年第X學(xué)期摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)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須要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通限制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈限制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)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。隨著城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，如何采納合適的限制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門等待解決的主要問(wèn)題。本文就城鄉(xiāng)交通燈模擬限制系統(tǒng)的電路原理、設(shè)計(jì)計(jì)算和試驗(yàn)調(diào)試等問(wèn)題來(lái)進(jìn)行具體分析探討。實(shí)現(xiàn)路口交通燈系統(tǒng)的限制方法很多，可以用標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件、可編程序限制器PLC、單片機(jī)等方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于我對(duì)PLC較熟識(shí)，最終我選擇了用可編程的限制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)，完成本次的課題。交通燈綠燈在實(shí)際運(yùn)行中是要經(jīng)過(guò)閃耀的，所以在設(shè)計(jì)程序中也要加入這個(gè)功能，參考了一些PLC的交通燈程序介紹時(shí)發(fā)覺(jué)PLC中有一些繼電器可以實(shí)現(xiàn)閃耀這些繼電器也就是PLC內(nèi)部的功能繼電器，這是一種硬件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序可以削減但比較死板閃耀頻率不能限制。由于對(duì)PLC內(nèi)部的功能繼電器不太熟識(shí)（不同型號(hào)的PLC內(nèi)部功能繼電器編號(hào)也不一樣）我想了一個(gè)用程序?qū)崿F(xiàn)的方法，此方法可以說(shuō)是軟件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序加長(zhǎng)了但閃耀頻率可以限制比較敏捷。關(guān)鍵字：PLC、交通燈、程序、

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章課題背景與發(fā)展 11.1引言 11.2課題背景 11.3課題的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和已解決的問(wèn)題 21.4PLC的應(yīng)用 3其次章PLC的結(jié)構(gòu)及原理 52.1PLC的結(jié)構(gòu)及分類 52.2PLC的工作原理 72.3PLC的基本指令及編程器件 8第三章PLC限制交通燈系統(tǒng) 113.1十字路口交通燈限制實(shí)際狀況 113.2結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬限制試驗(yàn) 113.3十字路口交通燈流程圖 123.4硬件、外圍元器件的選擇及PLC外部接線圖設(shè)計(jì) 13十字路口交通燈模擬限制時(shí)序圖 143.5.2PLC的I/O安排與接線 143.5.3限制程序梯形圖 16第四章設(shè)計(jì)總結(jié) 18致謝 20參考文獻(xiàn) 20第一章課題背景與發(fā)展1.1引言十字路口的紅綠燈指揮著行人和車輛的平安運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)紅綠燈的自動(dòng)指揮能使交通管理工作得到改善,也是城市交通管理工作自動(dòng)化的重要標(biāo)記之一?？删幊绦蛳拗破?PLC)是一種新型的通用的自動(dòng)限制裝置,它將傳統(tǒng)的繼電器限制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體,是專能加強(qiáng)、編程簡(jiǎn)潔、運(yùn)用便利以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此,本文介紹了三菱公司的PLC產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)交通燈的自動(dòng)限制。1.2課題背景可變成序限制器（PLC）是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)限制裝置，在日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。PLC是一種數(shù)字式運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采納可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、依次限制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，限制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有牢靠性高，抗干擾實(shí)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，PLC的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間（又稱平均故障間隔時(shí)間MTBF）已經(jīng)高達(dá)幾十萬(wàn)小時(shí)。其次，PLC具有通用性強(qiáng)，運(yùn)用便利的特點(diǎn)。由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，PLC配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成能滿足各種限制要求的限制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件方面的設(shè)計(jì)工作只是確定PLC的硬件配置和I/O的外部接線。一個(gè)限制對(duì)象的硬件配置確定以后，可以通過(guò)修改用戶程序，便利快速地適應(yīng)工藝條件的改變。PLC還具有功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣的特點(diǎn)，現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順控等功能，數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理等功能。因此，它既可對(duì)開關(guān)量進(jìn)行限制，也可以對(duì)模擬量進(jìn)行限制，既可限制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，也可限制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。PLC還具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，可與上位計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式限制系統(tǒng)。用戶只需依據(jù)限制的規(guī)模和要求，適當(dāng)選擇PLC的型號(hào)和硬件配置，就可以組成所需的限制系統(tǒng)。隨著交通的不斷發(fā)展和汽車化進(jìn)程的加快，交通擁擠加劇，交通事故頻發(fā)，交通環(huán)境惡化，已經(jīng)成為引人注目的城市問(wèn)題之一。交通問(wèn)題不僅的發(fā)展中國(guó)家，就在發(fā)達(dá)國(guó)家也是一個(gè)令人困擾的嚴(yán)峻問(wèn)題。眾所周知，緩解交通擁擠的最干脆和最有效方法是提高路網(wǎng)的通信實(shí)力。但無(wú)論哪個(gè)國(guó)家的大城市，不行能無(wú)限制地修建道路，不論是資金因素還是土地因素，都限制了道路的無(wú)節(jié)制增長(zhǎng)。因此，不行能通過(guò)無(wú)限制地修建道路難滿足日益增長(zhǎng)的交通需求。與此同時(shí)，通過(guò)限制車輛增加削減交通需求也因受到客觀因素的制約而無(wú)法取得滿足的結(jié)果。事實(shí)上，由于交通系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)困難的大系統(tǒng)，無(wú)論單獨(dú)從車輛方面考慮還是從道路方面考慮，都很難從根本上解決問(wèn)題。早在19世紀(jì)，人們就起先探討交通信號(hào)，用信號(hào)指揮車通行，限制車輛進(jìn)出交叉口的次序。據(jù)文獻(xiàn)記述，早在1868年，英國(guó)倫敦的威斯特明斯特(Westminster)街就安裝了紅、綠色兩色的交通信號(hào)燈。到1917年，美國(guó)的鹽湖城起先運(yùn)用由人工限制的紅、黃、綠3色的信號(hào)燈。1925年，這種由人工限制的3色信號(hào)燈也首次出現(xiàn)在英國(guó)倫敦的皮克的時(shí)路口。次年，英國(guó)人研制出了自己的自動(dòng)限制信號(hào)機(jī)。道路通交通系統(tǒng)是一個(gè)地區(qū)、一個(gè)城市的主要組成部份，這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況如何，干脆反映了一個(gè)地區(qū)、一個(gè)城市的現(xiàn)代化管理水平。在這一系統(tǒng)中，道路不僅僅是易改變的部分，而其它組成部分則存在著較大的可變性和隨機(jī)性。只有對(duì)這一系統(tǒng)的組成及其運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行科學(xué)客觀的分析探討，對(duì)能制定出科學(xué)有效的管理和限制對(duì)策，從而保障系統(tǒng)的有效運(yùn)行。1.3課題的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和已解決的問(wèn)題近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，以微處理器為核心的可編程限制器（PLC）得到了迅猛的發(fā)展。早期的PLC主要用于依次限制，今日的PLC已經(jīng)能夠應(yīng)用于閉環(huán)限制、運(yùn)動(dòng)限制以及困難的分布式限制系統(tǒng),已逐步發(fā)展成為有一類解決自動(dòng)化問(wèn)題的有效而便捷的方式。由于PLC自身具有功能完善、結(jié)構(gòu)模塊化、開發(fā)簡(jiǎn)潔、操作便利、性能穩(wěn)定、牢靠性高、性價(jià)比高、等優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣袤的應(yīng)用前景，并被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱之一。而且隨著集成電路的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，PLC必將能夠獲得更大的發(fā)展空間。為了提高PLC的處理實(shí)力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前,有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一特性能指標(biāo)。在存儲(chǔ)容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已運(yùn)用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。而當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種須要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特殊是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展?，F(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC,其運(yùn)用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器,功能強(qiáng)。小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展,使配置更加敏捷,為了市場(chǎng)須要已開發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，最小配置的I/O點(diǎn)數(shù)為816點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)限制的須要。為滿足各種自動(dòng)化限制系統(tǒng)的要求，近年來(lái)不斷開發(fā)出很多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度限制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU和存儲(chǔ)器的智能I/O模塊，既擴(kuò)展了PLC功能，又運(yùn)用敏捷便利，擴(kuò)大了PLC應(yīng)用范圍。而加強(qiáng)PLC聯(lián)網(wǎng)通信的實(shí)力，則是PLC技術(shù)進(jìn)步的潮流。另外PLC的外部故障的檢測(cè)與處理實(shí)力也在不斷的增加。而在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC運(yùn)用的梯形圖語(yǔ)言外，為了適應(yīng)各種限制要求，出現(xiàn)了面對(duì)依次限制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、面對(duì)過(guò)程限制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言（BASIC、C語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。所以通過(guò)PLC對(duì)十字路口交通燈進(jìn)行限制，是大勢(shì)所趨。由于PLC十字路口交通燈限制系統(tǒng)比原來(lái)的繼電器-接觸器限制系統(tǒng)更加的穩(wěn)定、效率更高，而且削減了很多的外部繼電器和接觸器的運(yùn)用，具有更高的牢靠性和平安性，限制效果更加明顯，很好的彌補(bǔ)了原有限制系統(tǒng)的不足，更有效的解決現(xiàn)有的十字路口的交通限制方面所面臨的交通擁擠，車流量不均衡，出行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題。因此，我們利用PLC限制系統(tǒng)來(lái)限制十字路口交通燈，使十字路口交通的管理更科學(xué)化、更有條理、也使交通更加的便捷暢通。1.4PLC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)保及文化消遣等各個(gè)行業(yè)，運(yùn)用狀況大致可歸納為如下幾類。⒈開關(guān)量的邏輯限制這是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)邏輯限制、依次限制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的限制，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)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。⒉模擬量限制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有很多連續(xù)改變的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程限制器處理模擬量，必需實(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，使可編程限制器用于模擬量限制。⒊運(yùn)動(dòng)限制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的限制。從限制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期干脆用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般運(yùn)用專用的運(yùn)動(dòng)限制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置限制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)限制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。⒋過(guò)程限制過(guò)程限制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)限制。作為工業(yè)限制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的限制算法程序，完成閉環(huán)限制。PID調(diào)整是一般閉環(huán)限制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)整方法。大中型PLC都有PID模塊，目前很多小型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)程限制在冶金、化工、熱處理、鍋爐限制等場(chǎng)合有特別廣泛的應(yīng)用。⒌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，完成確定的限制操作，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)處理一般用于大型限制系統(tǒng)，如無(wú)人限制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程限制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型限制系統(tǒng)。⒍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)限制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都特別重視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，通信特別便利。圖2-2PLC硬件結(jié)構(gòu)

其次章PLC的結(jié)構(gòu)及原理2.1PLC的結(jié)構(gòu)及分類PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成（見圖1-1）.PLC的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊的任務(wù)。⒈CPU模塊CPU主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。在PLC限制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于認(rèn)得大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)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)的限制信號(hào)，去指揮有關(guān)的限制電路，與通用計(jì)算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、限制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、限制及狀態(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(jìn)行限制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不行缺少的組成單元。圖2-1CPU模塊組成CPU的限制器限制CPU工作，由它讀取指令、說(shuō)明指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)限制。CPU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在限制器指揮下工作。CPU的寄存器參加運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在限制器指揮下工作。CPU雖然劃分為以上幾個(gè)部分，但PLC中的CPU芯片事實(shí)上就是微處理器，由于電路的高度集成，對(duì)CPU內(nèi)部的具體分析已無(wú)必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確地運(yùn)用它就夠了。CPU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)定或限制開關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接I/O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，有的還有通訊口，用于進(jìn)行通訊。CPU模塊上還有很多設(shè)定開關(guān)，用以對(duì)PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。⒉I/O模塊輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊簡(jiǎn)稱I/O模塊，他們相當(dāng)于人的眼、耳、鼻、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。PLC的對(duì)外功能，主要是通過(guò)各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的實(shí)力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。⒊編程器編程器是用來(lái)生成用戶程序，便用它來(lái)編輯、檢查、修改用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行狀況。手持式編程器不能干脆輸入和編輯梯形圖，只能輸入好編輯指令表程序，因此又叫做指令編輯器。它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來(lái)給小型的PLC編程，或者用與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。⒋電源PLC運(yùn)用AC220V電源或DC24V電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊供應(yīng)不同等級(jí)的直流電源。小型的PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器（例如接近開關(guān)）供應(yīng)DC24V電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般由用戶供應(yīng)。⒌PLC的通信聯(lián)網(wǎng)PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中限制?，F(xiàn)在幾乎全部的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計(jì)算機(jī)一樣具有RS-232接口，通過(guò)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(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采納工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以便利地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們?cè)谫?gòu)買程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮PLC所供應(yīng)的最佳功能。依據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC分為整體式和模塊式。按PLC的功能分：低檔型、中當(dāng)選、高檔型?？删幊绦蛳拗破饕?guī)模分類：微型PLC

64點(diǎn)以下

1-2KB（字節(jié)）

小型PLC

64-128點(diǎn)

2-4KB（字節(jié)）

中型PLC

128-512點(diǎn)

4-16KB（字節(jié)）

大型PLC

512-8192點(diǎn)

16-64KB（字節(jié)）

超大型PLC

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可編程序限制器的規(guī)模劃分并無(wú)嚴(yán)格的界限，目前微、小型的機(jī)器也具有以前中、大型機(jī)的功能2.2PLC的工作原理⒈plc的工作方式①輸入采樣階段，在此階段，依次讀入全部輸入緞子通斷狀態(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)生改變，內(nèi)存中輸入信息也不改變，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)全部指令執(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限制信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。⒉PLC匯編語(yǔ)言采納面對(duì)限制過(guò)程，面對(duì)問(wèn)題，簡(jiǎn)潔直觀的plc編寫橫語(yǔ)言，常用的有：梯形圖，語(yǔ)句表，功能圖等。⑴梯形圖：由繼電器限制邏輯演化而來(lái)，兩者具有確定程度的相像性，但梯形圖編程語(yǔ)言功能更強(qiáng)更便利。主要特點(diǎn)：①自上而下，從左到右的依次排列，兩列垂直線為母線。每一邏輯行，起使左母線。②梯形圖中采納繼電器名稱，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)。⑵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)潔的梯形圖例：圖2-2梯形圖它有兩組，第一組用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止限制。其次組僅一個(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依次予以體現(xiàn)。一般講，其依次為：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?yàn)椋罕?-3助記符程序反之依據(jù)助記符，也可畫出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖2.3PLC的基本指令及編程器件⒈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：表2-4指令說(shuō)明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、協(xié)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)運(yùn)用多次。⒉觸點(diǎn)串連指令（AND/ANDI）、并聯(lián)指令（OR/ORI）如：（表2-5）表2-5指令說(shuō)明AND、ANDI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)運(yùn)用。OR、ORI是用于一個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。如：圖（2-6）圖2-6指令表⒊電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB）表2-7指令說(shuō)明含有兩個(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指令起先，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。如須要將多個(gè)電路塊并聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)并聯(lián)電路塊之后運(yùn)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；也可將全部要并聯(lián)的電路塊依次寫出，然后在這些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令，但這時(shí)ORB指令最多運(yùn)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)運(yùn)用ANB指令，各并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)，運(yùn)用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如須要將多個(gè)電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)串聯(lián)電路塊之后運(yùn)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，若集中運(yùn)用ANB指令，最多運(yùn)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)運(yùn)用ANB指令，各并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)，運(yùn)用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如須要將多個(gè)電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)串聯(lián)電路塊之后運(yùn)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，若集中運(yùn)用ANB指令，最多運(yùn)用7次。⒋程序結(jié)束指令（END）表2-8在程序結(jié)束處寫上END指令，PLC只執(zhí)行第一步至END之間的程序，并馬上輸出處理。若不寫END指令，PLC將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最終一步，因此，運(yùn)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。 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(diǎn)、空操作、跳轉(zhuǎn)指令等，同學(xué)們可以參考一些課外書，在這里我們不具體介紹了。一般狀況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表協(xié)助繼電器，SPM代表專用協(xié)助繼電器，T代表定時(shí)器，C代表計(jì)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?/p>

第三章PLC限制交通燈系統(tǒng)3.1十字路口交通燈限制實(shí)際狀況在一般的十字路口都有紅、黃、綠三個(gè)信號(hào)燈對(duì)交通實(shí)現(xiàn)自動(dòng)限制。啟動(dòng)開關(guān)合上后，南北紅燈維持30S，同時(shí)東西紅燈亮25S后，閃亮3S，東西黃燈亮2S。然后，東西紅燈維持30S，同時(shí)南北綠燈亮25S后，閃亮3S，南北黃燈亮2S，之后始終循環(huán)。交通燈改變依次表（單循環(huán)周期30秒）⒈系統(tǒng)工作后，首先南北紅燈亮并維持30S；在此同時(shí)，東西綠燈亮并維持25S，到25S時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3S后熄滅。東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮并維持2S。到2S時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮；同時(shí)南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。⒉東西紅燈亮并維持30S；在此同時(shí)，南北綠燈亮并維持25S，到25S時(shí)，南北綠燈閃亮，閃亮3S后熄滅。南北綠燈熄滅時(shí)，南北黃燈亮并維持2S。到2S時(shí)，南北黃燈熄滅，南北紅燈亮；同時(shí)東西紅燈熄滅，東西綠燈亮。至此，結(jié)束一個(gè)工作循環(huán)。3.2結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬限制試驗(yàn)在PLC交通燈模擬模塊中，東西南北每面都有3個(gè)限制燈，分別為：禁止通行燈（亮?xí)r為紅色）打算禁止通行燈（亮?xí)r為黃色）直通燈（亮?xí)r為綠色） 結(jié)合十字路口交通燈實(shí)際狀況設(shè)計(jì)交通燈模擬限制系統(tǒng)如下：當(dāng)交通燈系統(tǒng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，南北紅燈亮并維持25S；在此同時(shí)，東西綠燈亮并維持20S，到20S時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3S后熄滅。東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮并維持2S。到2S時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮；同時(shí)南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。東西紅燈亮并維持30S；在此同時(shí)，南北綠燈亮并維持25S，到25S時(shí)，南北綠燈閃亮，閃亮3S后熄滅。南北綠燈熄滅時(shí)，南北黃燈亮并維持2S。到2S時(shí)，南北黃燈熄滅，南北紅燈亮；同時(shí)東西紅燈熄滅，東西綠燈亮。至此，結(jié)束一個(gè)工作循環(huán)。3.3十字路口交通燈流程圖圖3-1十字路口交通燈流程圖3.4硬件、外圍元器件的選擇及PLC外部接線圖設(shè)計(jì)依據(jù)信號(hào)燈的要求，全部器件有：三菱FX系列PLC，紅黃綠色信號(hào)燈各4個(gè)，各種傳感器以及若干導(dǎo)線。 輸入，輸出接口連線如下圖所示：由圖可見啟動(dòng)按鈕SB1接于輸入繼電器X0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器X1端，東西方向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的Y3端，南北方向的綠燈接于輸出繼電器的Y2端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器的Y1端，南北方向的紅燈接于輸出繼電器的Y0端。將輸出端的COM1和COM2用導(dǎo)線相連，輸出端的電源為溝通220V。假如信號(hào)燈的功率較大，一個(gè)輸出繼電器不能帶動(dòng)兩只信號(hào)燈，可以采納一個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)一只信號(hào)燈，也可以采納輸出繼電器先帶動(dòng)中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈。圖3-2外部接線圖3.5.1十字路口交通燈模擬限制時(shí)序圖圖3-3十字路口交通燈模擬限制時(shí)序圖3.5.2PLC的I/O安排與接線⒈PLC的I/O安排表3-4PLC的I/O安排⒉PLC的I/O接線圖3-5PLC的I/O接線3.5.3限制程序梯形圖圖3-6限制程序梯形圖

第四章總結(jié)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，想一次性把程序完成是特別難的，在調(diào)試中就出現(xiàn)了不少的錯(cuò)誤。剛起先的時(shí)候把程序?qū)戇M(jìn)去然后運(yùn)行卻發(fā)覺(jué)有些燈亮不起來(lái)而且在完成了一個(gè)周期后就循環(huán)不起來(lái)了。那時(shí)真的不知道從哪里入手，只好一條一條地檢查才發(fā)覺(jué)了一條指令把常閉寫成了輸出真正的輸出口就沒(méi)有收到信號(hào)了。燈雖然是亮了但仍舊循環(huán)不起來(lái)。從梯形圖又細(xì)致的看了一次卻看不出什么問(wèn)題出來(lái)。突然想起來(lái)編程器還可以進(jìn)行監(jiān)控于是再在運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，于是發(fā)覺(jué)了在程序的第一周期一切都運(yùn)行正常但再運(yùn)行下去的時(shí)候其次周期就再?zèng)]有反應(yīng)了，包括里面的協(xié)助繼電器，最終發(fā)覺(jué)原來(lái)是程序前面沒(méi)有并上完成這個(gè)循環(huán)的繼電器號(hào)。后來(lái)就這樣把加上其他功能出現(xiàn)的錯(cuò)誤也找出來(lái)了。雖然找錯(cuò)誤是一個(gè)味同嚼蠟的工作，但只要你耐性的去做的話，你確定能學(xué)到有用的動(dòng)西。在不斷的嘗試之后才能找到正確的方案來(lái)解決設(shè)計(jì)的難題。經(jīng)過(guò)自己的艱苦奮斗，設(shè)計(jì)成果最終要出來(lái)了，自己才松了一口氣，俗話說(shuō)：“萬(wàn)事開頭難?！边@話一點(diǎn)也不假，回想當(dāng)時(shí)確定這個(gè)，還是挺茫然的。不知怎下手。最終采納了先采集資料、進(jìn)行實(shí)際考察后設(shè)計(jì)的方法。查找資料也是一件繁瑣的事情，雖說(shuō)網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件簡(jiǎn)潔的事，須要耐性查找。特殊是畫圖時(shí)，一部分圖根本不知道該怎么畫出來(lái)，一些關(guān)于PLC的軟件也難以找到。但是到了設(shè)計(jì)的時(shí)候了，花了很多的時(shí)間，最終完成了設(shè)計(jì)，不過(guò)調(diào)試的時(shí)候卻發(fā)覺(jué)結(jié)果和想的有所不同，通過(guò)監(jiān)控和修改才得出了須要的設(shè)計(jì)。這次的設(shè)計(jì)讓我們?cè)鲩L(zhǎng)了實(shí)踐技能，還增加了有關(guān)交通學(xué)問(wèn)，這些對(duì)于我們真是受益匪淺。最終，我們覺(jué)得，不見風(fēng)雨，怎么能見彩虹呢？我把體會(huì)用十個(gè)字概括