基于plc交通信號燈的控制和設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 模塊式 PLC由于PLC內框架或基板和各種模塊組成。模擬裝在框架或基板的插座上。這種模塊式 PLC的特點是配置靈活，可根據需要選配不同模塊的系統，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型 PLC一般采用模塊式結構。還有一些PLC將整體和模塊式的特點結合起來，構成所謂疊裝式 PLC。疊裝式 PLC南京工程學院自動化學院自考助學本科畢業設計（論文） 5 其 CPU、電源、 I/O接口等也是各自地理的模塊，但他們之間是靠電纜進行聯接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統可以靈活配置，還可做得體積小巧。 2按功能分類 根據 PLC所具有的功能不同，可將 PLC分為抵擋、中 檔、高檔三類。 （ 1） 抵擋 PLC：具有邏輯運算、定時、計數、 移位以及自診斷、監控等基本功能，還可有少數模擬量輸入 /輸出、算術運算、數據傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統。 （ 2） 中檔 PLC:除具有抵擋 PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入 /輸出、算術運算、數據傳送和比較、數據轉移、遠程 I/O、子程序、通信聯網等功能。有些還可增設中斷控制、 PID控制等功能，適用于復雜控制體統。 （ 3） 高檔 PLC：除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特 殊功能函數的運算、制表及表格傳送功能等。高檔 PLC機具有更強的通信聯網功能，可用于大規模過程控制或機構成分布式網絡控制系統，實現共產自動化。 3按 I/O點數分類根據 PLC的 I/O點數的多少，可講 PLC分為小型、中型和大型三類。 （ 1） 小型 PLC—— I/O點數 256點；單 CPU、 8位或 16位處理器、用戶存儲器容量 4K字以下。 （ 2） 中型 PLC—— I/O點數 256~2048點；雙 CPU，用戶存儲器容量 2~8K （ 3） 大型 PLC—— I/O點數 2048點；多 CPU， 16位、 32位處理器，用戶存儲器容量 8~16k 南京工程學院自動化學院自考助學本科畢業設計（論文） 6 第二章 PLC的硬件 和軟件的介紹和組成 PLC的基本組成包括中央處理器（ CPU）、存儲器、 I/O接口（接入口、輸出接口、外部設備接口、擴展接口等） ,編程器和電源 的組成 1）中央處理器（ CPU） 中央處理器 (CPU)由控制器、運算器和寄存器組成并集成在一個芯片內。 CPU通過數據總線總線、地址總線、控制總線和電源總線與存儲器、輸入輸出接口、編程器和電源相連接。 小型 PLC的 CPU采用 8位或 16位微處理器或單片機，如 803 M68000等，這類芯片價格很低；中型 PLC的 CPU采用 16位或 32位微處理器或單片機，如 80896系列單片機等，這類芯片主要特點是集成度高、運算速度快且可靠性高；而大型 PLC則需采用高速位片式微處理器。 CPU按照 PLC內系統程序賦予的功能指揮 PLC控制系統完成各項工作任務。 存儲器 PLC的內部存儲器主要用于存放系統程序、用戶程序。 系統程序存儲器是有 PLC制造廠家編寫并固化在系統系統程序存儲器中，主要有系統管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統程序調用等部分。 用戶存程序存儲器 用戶程序存儲器用于存放用于載入的 PLC應用程序，載入初期的用戶程序因需要修改與調試，所以成為用戶調試程序，存放在可以隨機讀寫操作的隨機存取存儲器 RAM內以方便用戶修改與調試。 3） I/O接口 輸入輸出接口是 PLC與工業現場控制或檢測元件和執行元件連接的接口電路。 PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類型。晶體管和晶閘管輸出為無觸點輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負載；繼電器輸出為 有觸點輸出型電路，用于低頻負載。 4)編程器 編程器作用是將用戶編寫的程序下載至 PLC的用戶程序存儲器，并利用編程器檢查、修改和調試用戶程序，監視用戶程序的執行過程，顯示 PLC狀態、內部器件及系統的參數等。 南京工程學院自動化學院自考助學本科畢業設計（論文） 7 編程器有簡易編程器和圖形編程器兩種。簡易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語句形式進行聯機編程，適合小型 PLC的編程及現場調試。圖形編程器既可用語句形式編程，又可用梯形圖編程，同時還能進行脫機編程。 目前 PLC制造廠家大都開發了計算機輔助 PLC編程支持軟件，當個人計算機安裝了 PLC編程支持 軟件后，可用作圖形編程器，進行用戶程序的編輯、修改，并通過個人計算機和 PLC之間的通信接口實現用戶程序的雙向傳送、監控 PLC運行狀態等。 5.)電源 PLC的電源將外部供給的交流電轉換成供 CPU、存儲器等所需的直流電，是整個PLC的能源供給中心。 PLC大都采用高質量的工作穩定性好、抗干擾能力強的開關穩壓電源，許多 PLC電源還可向外部提供直流 24V穩壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡化外圍配置。 PLC的 軟件介紹 PLC 實質上是一種工業控制用的專用計算機。 PLC 系統也是由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。其軟件主要有以下幾個邏輯部件： （ 1） 繼電器邏輯：為適應電氣控制的需要， PLC 為用戶提供繼電器邏輯，用邏輯與或非等邏輯運算來處理各種繼電器的連接。 PLC 內部有存儲單元有“ 1”和“ 0”兩種狀態，對應于“ ON”或“ OFF”兩種狀態。因此 PLC 中所說的繼電器是一種邏輯概念的，而不是真正的繼電器，有時也稱為“軟繼電器”與通常的繼電器相比有以下特點： 1. 體積小，功耗低 2. 無觸點、速度快、壽命長 3. 有無數個觸點，使用中不必考慮借點的容量 PLC 一般為用戶提供以下集中繼電器： 1. 輸入繼電器（ x）：把現場輸入 PLC；同時提供無限多個常開、常閉出點供用戶編程使用。在程序中只有觸點沒有線圈，信號由外部信號驅動。編號采用八進制，分別為 X000~X007， X010~X017 等。 2. 輸出繼電器（ Y） :具備一對物理機電，可以串接在負載回路中，對用物理原件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號只能直接驅動，只能在程序中用指令驅動。擺好采用八進制，分別為 Y000~Y017等。 3. 內部繼電器（ M）：與外界美歐直接聯系，僅作運算的中間結果適用。有時也成為輔助繼電器或中間繼電器。 和輸出繼電器一樣，只能由程序驅動。每個輔助繼電器有無限多對常開、常閉觸點，南京工程學院自動化學院自考助學本科畢業設計（論文） 8 供編程適用。地址號按十進制分配，通用型輔助繼電器有 M0~M499供 500 點，保持型輔助機電其有 M500~M1023 共 524 點，特殊型輔助繼電器有 M8000~M8255 供 157 點。 4. 定時器邏輯： PLC 一般采用硬件定時中斷，軟件計數的方法來實現定時邏輯功能，定時器一般包括 : 1） 定時條件：控制定時器操作 2） 定時語句：指定所適用的定時器，給出定時設定值 3） 定時器的當前值：記錄定時時間 4） 定時繼電器：定時器達到設定的時為“ 1” (ON)狀態，未開始定時或 定時為達到設定值時為“ 0”（ OFF） 狀態。 （ 2）計數器邏輯 PLC 為用戶提供了若干計數器：計數器復位信號 R、計數器的計數信號（ CP 單位脈沖）、計數器設定值的記憶單元、計數器當前計數值單元、計數器當前計數值單元，計數繼電器，計數器計數達到設定值時為 ON，復位或未計數設定值時為 OFF PLC 的軟件組成 PLC 的軟件由系統程序和用戶程序組成。 系統程序有 PLC 制造廠商設計編寫的，并存入 PLC 的系統存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統程序一般包括系統診斷程序、輸入處理程序、編譯程序 、信息傳送程序、監控程序等。 PLC 的用戶程序是用戶利用 PLC 的編程語言，根據控制要求編制的程序。在PLC 的應用中，最重要的是用 PLC 的編程語言來編寫用戶程序，以實現控制目的。由于 PLC 是專門為工業控制而開發的裝置，其主要使用者是官大電氣技術人員，為了滿足他們的傳統習慣和掌握能力， PLC 的主要編程語言采用比計算機語言相對簡單、易懂、形象的專用語言 PLC 編程語言多種多樣的，對于不同生產廠家、不同系列的 PLC 產品采用的編程語言的表達方式也不同，但基本上可歸納兩種類型，一是采用