基于松下FP1C24型PLC實(shí)現(xiàn)交通燈的控制畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)和具體要求：任務(wù)：1. 學(xué)生已通過學(xué)習(xí)可編程控制器專業(yè)課程，了解了有關(guān)plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。本課題要求學(xué)生應(yīng)用相應(yīng)的例如梯形圖、順序控制圖等工具和fpwin_gr2軟件及仿真系統(tǒng)。2. 理論性：該課題完整運(yùn)用了可編程控制器專業(yè)課程的理論知識(shí)，貫穿整個(gè)理論體系。3. 典型性：電梯控制系統(tǒng)是plc應(yīng)用的典型實(shí)例，并且選題點(diǎn)著眼與學(xué)生常接觸到的事物，使本課題具有切實(shí)的意義。4. 完整性：該課題基于松下fp1系列plc，軟件編程工具fpwin_gr2，及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，有實(shí)際工程圖和電路圖。5. 實(shí)用性：通過該課題設(shè)計(jì)，學(xué)生可總體掌握plc設(shè)計(jì)的總體思路，并且使學(xué)生有了實(shí)際的plc的設(shè)計(jì)能

2、力。畢業(yè)設(shè)計(jì)具體要求：1 白天正常工作。a方向紅燈20s時(shí)，b 方向綠燈20s。之后，a方向由紅燈變?yōu)榫G燈，而b方向由綠燈亮15s后變?yōu)辄S燈，黃燈閃爍5s后變?yōu)榧t燈。方向和方向均行走20s后，全部紅燈。此時(shí)人行道指示燈亮。時(shí)間為15s，同時(shí)數(shù)碼管顯示出時(shí)間。2. 晚上a方向和b方向黃燈一直閃爍。 3. 特殊情況。 一通道有救護(hù)車等應(yīng)急車輛時(shí)，無論交通燈原來狀態(tài)如何，一律使應(yīng)急車輛方向的綠燈亮。另一方向的紅燈亮，5s后解除通車狀態(tài)。 一、引言順應(yīng)市場(chǎng)對(duì)小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量產(chǎn)品的需求,可編程序控制器極高的可靠性和靈活性發(fā)揮了極大的影響力,這一以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置,已

3、成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。因此,對(duì)可編程序控制器的教學(xué)無疑是極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié),那么一個(gè)較為逼真的plc教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K設(shè)計(jì)的研制就顯得尤為必要,對(duì)學(xué)生理解和掌握可編程控制器的原理和操作方法、編程方法,都有很大幫助。十字路口交通燈控制系統(tǒng)是一個(gè)非常經(jīng)典的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。1 plc可編程控制器plc可編程控制器是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新型工業(yè)控制裝置。它以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、以及應(yīng)用安裝方便的優(yōu)點(diǎn),很快在我國(guó)的工業(yè)控制中占據(jù)了主導(dǎo)地位,并且還在不斷地發(fā)展。根據(jù)這一發(fā)展形勢(shì),全國(guó)各地高校、各類職業(yè)技術(shù)學(xué)校都將plc教學(xué)納入教學(xué)任務(wù),作為電子、電氣、以及工業(yè)自動(dòng)化類專業(yè)的一門必修課。基于pl

4、c的以下優(yōu)勢(shì),在十字路口交通系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用：1、plc具有很高的可靠性,通常的平均無故障時(shí)間都在30萬小時(shí)以上；2、編程能力強(qiáng),可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來實(shí)現(xiàn)；3、抗干擾能力強(qiáng),目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重,為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定,我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的plc；4、近年來plc的性能價(jià)格比有較大幅度的提高,使得實(shí)際應(yīng)用成為可能。2 plc的發(fā)展在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征）和過程工業(yè)（以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征）中,大量的開關(guān)量順序控制,它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作,并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制,及大量

5、離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上,這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)gm（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年,美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置,使得電氣控制功能實(shí)現(xiàn)的程序化,這就是第一代可編程序控制器,英文名字叫programmable controller（pc）。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)生,pc的功能越來越強(qiáng)大,其概念和內(nèi)涵也不斷擴(kuò)展。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的圖紙：圖1 plc的io地址分配圖,見13頁(yè)圖2 十字路口交通燈示意圖，見14頁(yè)圖3 十字路口交通燈梯形圖，見17頁(yè)三、其他要求：認(rèn)真做好設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備,構(gòu)思好設(shè)計(jì)流程四、畢業(yè)設(shè)計(jì)的期限

6、：自 2008年 9 月 1 日至 2008 年10 月 11 日五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃：起 至 日 期工 作 內(nèi) 容備 注2008.09.012008.09.xxx2008.09.072008.09.092008.09.112008.09.152008.09.182008.09.222008.09.252008.09.29 選擇確定課題、調(diào)查分析、收集原始資料，查找有關(guān)文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)新的知識(shí)需求分析階段, 分析設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和用戶需求，進(jìn)行可行性分析和需求分析，確定系統(tǒng)所需的功能和任務(wù)目標(biāo)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，系統(tǒng)分析，框架設(shè)計(jì)和模塊劃分，并進(jìn)行分工調(diào)試階段 模塊的連接，系統(tǒng)調(diào)試和完善；

7、設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，并糾正系統(tǒng)錯(cuò)誤；畢業(yè)設(shè)計(jì)資料準(zhǔn)備階段組織學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱、任務(wù)書、指導(dǎo)書測(cè)量元器件，進(jìn)行模塊調(diào)試和測(cè)試由指導(dǎo)教師對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)收提交畢業(yè)設(shè)計(jì)資料基于松下fp1-c24型plc實(shí)現(xiàn)交通燈的控制摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(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 plc是一種工作可靠，編程簡(jiǎn)單，使用方便的控制設(shè)備，它在惡劣工業(yè)環(huán)境下工作，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，plc把自動(dòng)化技術(shù)，計(jì)算

8、機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化控制。 本設(shè)計(jì)將編制十字路口交通燈控制程序輸入到plc中，用plc主機(jī)上指示燈監(jiān)視程序運(yùn)行完成。它根據(jù)交通燈動(dòng)作時(shí)序圖和i/o分配情況設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)功能的梯形圖，在梯形圖編寫過程中，先進(jìn)行常規(guī)程序編寫，再加入急車通車功能，基于松下fp1-24型plc實(shí)現(xiàn)交通燈控制。 目 錄前言1第一章 plc簡(jiǎn)單介紹及其發(fā)展前景 21.1 plc定義及發(fā)展優(yōu)勢(shì)21.2 plc的應(yīng)用范圍及發(fā)展前景3第二章 plc的原理及性能應(yīng)用42.1 plc的性能特點(diǎn)及實(shí)用功能4.2.2 plc工作原理及掃描技術(shù)5第三章 交通燈plc的自動(dòng)控制 63.1 plc控制電路i/o端口分配及要求

9、63.2 plc控制電路的軟硬件設(shè)置93.3 plc控制電路程序流程圖12第四章 基于松下fp1-c24型plc實(shí)現(xiàn)交通燈的控制 134.1 十字路口交通燈示意圖 134.2 順序功能圖時(shí)序圖 154.3 梯形圖設(shè)計(jì) 184.4 程序的輸入運(yùn)行及調(diào)試 19第五章 結(jié)束語(yǔ) 215.1 論文總結(jié)及工作展望 21參考文獻(xiàn) 22致謝 23前言可編程控制器（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，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制隨

10、著技術(shù)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(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。如今，隨著美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家的很多大公司相繼投入對(duì)plc的開發(fā)、應(yīng)用和推廣，plc得到了迅速發(fā)展，其產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，功能也越來越強(qiáng)。plc功能的增強(qiáng)，也使得plc應(yīng)用更加廣泛，許多大中型企業(yè)不斷采用plc來完成各種工業(yè)控制，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。plc的廣泛應(yīng)用要求培養(yǎng)出更多的熟悉其應(yīng)用的高技術(shù)人才，而實(shí)驗(yàn)是此課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。近年來，一方面國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)技術(shù)改

11、造和技術(shù)更新提出了更高的要求，工業(yè)生產(chǎn)的信息化和數(shù)字化成為必然趨勢(shì)，所以很多院校新設(shè)了自動(dòng)化類的專業(yè)。另一方面，隨著國(guó)家對(duì)教育投入力度的增大，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)已經(jīng)成為高校建設(shè)的重要任務(wù)。由于plc本身的種類很多，基于不同plc的實(shí)驗(yàn)設(shè)備也比較多，而設(shè)備生產(chǎn)廠家的選型和設(shè)計(jì)思想各不相同，所以對(duì)于不同情況的院校，在設(shè)備選型方面必須有不同的考慮。目前有眾多廠家生產(chǎn)的設(shè)備可供選擇，本文以清華同方的tvt-90a，tvt-90c1，tvt-90c6，tvt-90e3；杭州天煌電氣設(shè)備廠的thplc-a型，thplc-b型，許昌瑞新電氣公司的rxplc等型號(hào)為例討論plc實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一些問題，提出了應(yīng)該注意的問

12、題，應(yīng)該根據(jù)本校的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)開設(shè)情況合理選擇設(shè)備，防止盲目性的“一次到位”或僅考慮價(jià)格等不當(dāng)?shù)淖龇ā?目前絕大部分稱為“plc實(shí)驗(yàn)”裝置或箱子的設(shè)備都只有數(shù)字io點(diǎn)，而且實(shí)驗(yàn)方式多為模擬的。一般是用發(fā)光管或數(shù)碼管表示輸出輸入的狀態(tài)。比較“逼真”的則采用平面顯示器（箭頭、發(fā)光帶等）。如電梯控制實(shí)驗(yàn)，通常是以圖形表示樓層，用發(fā)光管或平面顯示器表示轎箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置。第一章.plc的簡(jiǎn)介及發(fā)展前景1.1 plc定義及發(fā)展優(yōu)勢(shì) plc 問世以來，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)nema（national electrical manufactory asso

13、ciation） 經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于1984 年首先將其正式命名為pc（programmable controller），并給pc 作了如下定義:“pc 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行pc 之功能著，亦被視為pc，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器。” 總之，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際

14、應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 國(guó)際電工委員會(huì)（iec）又先后頒布了plc 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿，并在1987 年2 月通過了對(duì)它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！?現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出速度的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成

15、本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程控制器（programmable ldgic controller,plc）正是順應(yīng)這一要求的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。 plc的應(yīng)用廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。plc已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，plc在其他領(lǐng)域，例如民用和家庭自動(dòng)化的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。1.2 plc的發(fā)展前景及應(yīng)用范圍雖然plc 問世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，plc 也迅速發(fā)展

16、，其發(fā)展過程大致可分三個(gè)階段：1 早期的plc（60 年代末70 年代中期） 早期的plc一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的plc 多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在i/o 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式梯形圖。因此，早期的plc 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使

17、，能重復(fù)使用等。其中plc 特有的編程語(yǔ)言梯形圖一直沿用至今。 2中期的plc（70 年代中期80 年代中后期） 在70 年代微處理器的出現(xiàn)使plc 發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開始采用微處理器作為plc 的中央處理單元（cpu）。 這樣，使plc 得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程i/o模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使plc 得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)

18、大。 3近期的plc（80 年代中后期至今） 進(jìn)入80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的plc 所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高plc 的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得plc 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。 第二章 plc的原理及性能使用2.1 plc的特點(diǎn)（1）高可靠性 1、所有的i/o 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與plc 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 2、各輸入端均采用r-c濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms。 3、各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 4、采

19、用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 5、對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 6、良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，cpu立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 7、大型plc 還可以采用由雙cpu 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三cpu 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。 （2）豐富的i/o 接口模塊 plc針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如： 交流或直流； 強(qiáng)電或弱電等。 （3）采用模塊化結(jié)構(gòu) （4）編程簡(jiǎn)單易學(xué) plc的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式對(duì)使用者來說 不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握 （5）安裝簡(jiǎn)單維修方便 2.2 plc的功能（1） 邏輯控制 （2）

20、 定時(shí)控制 （3） 計(jì)數(shù)控制 （5） pid 控制 （6） 數(shù)據(jù)控制 plc 具有數(shù)據(jù)處理能力（7） 通信和聯(lián)網(wǎng) 2.3 plc的工作原理最初研制生產(chǎn)的plc 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的： 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)（包括其常開或常閉觸點(diǎn)）在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。 plc 的cpu 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)（包括其常開或常閉觸點(diǎn)）不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。 為了消除二者

21、之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms 以上，而plc 掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，plc采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于i/o 響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，plc 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。2.4 plc的掃描技術(shù)當(dāng)plc 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc 的cpu 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 （1） 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o 映象

22、區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 （2） 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、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，然后根據(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)；（3）輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸

23、出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是plc 的真正輸出。第三章 交通燈plc自動(dòng)控制3.1 plc控制電路i/o端口分配及要求1 具體要求：行向； 紅色30秒 綠色20秒綠閃5秒黃色5秒縱向： 綠色20秒綠閃5秒黃色5秒紅色30秒（1） 行向紅燈亮30秒，綠燈亮20秒，綠燈閃5秒（周期1秒），黃燈亮5秒 （2） 列向紅燈亮30秒，綠燈亮20秒，綠燈閃5秒（周期1秒），黃燈亮5秒（3） 模擬屏顯示：行向y0-紅燈y1-綠燈y2-黃燈。 列向y3-紅燈y4-綠燈y5-黃燈。2 手動(dòng)控制時(shí)，行、列均黃燈閃爍（周期1秒）。 （1）i/o輸入、輸出分配 y0-行向紅燈 x0-起動(dòng)y1-行向

24、綠燈 y2-行向黃燈 x1-停止y3-列向紅燈 y4-列向綠燈 x2-手動(dòng)/自動(dòng)y2-列向黃燈（2）畫出狀態(tài)圖zrst c0 c1s0 m8000x1zrstm0zrst s20 s34 x0 x2t21pls m0 x2t20 k5t21 k5s33s32s31s30s20y0y4t20y2 t0 k300t10 k200 y5s21t0t10y1t11 k5t1 k200 t12s22t1c1t11c1s23t2 k5y4t3t12t12 k5cot2c0 k5c1rst c1s24y1y5t3t3 k5t13t13 k50s34c0rst c0y2y3t4t4 k50 t14t14 k3

25、00s0 s0(3)編寫指令 3.2 plc控制電路的軟硬件設(shè)計(jì)1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)下面通過用micrologix 1000系列中型號(hào)為1761l16bwa的可編程控制器控制十字路口交通燈的實(shí)驗(yàn)例子來說明可編程控制器的硬件和軟件設(shè)計(jì)步驟和手持編程器的使用方法。交通燈系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)“正常時(shí)序控制”及“急車強(qiáng)通控制”兩種控制方式。 正常時(shí)序控制要求如下:當(dāng)起動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，先南北紅燈亮，東西綠燈亮，南北紅燈亮維持28s，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持19s，19s延時(shí)到，東西綠燈閃亮，綠燈閃亮周期2s(亮1s熄1s)，綠燈閃亮3次后熄滅，東西黃燈亮，并維持3s，3s延時(shí)到，東西

26、黃燈熄，東西紅燈亮，同時(shí)南北紅燈熄，南北綠燈亮。東西紅燈亮維持33s，南北綠燈亮維持24s，24s延時(shí)到，南北綠燈閃亮3次后熄滅，南北黃燈亮，并維持3s。3s延時(shí)到，南北黃燈熄，南北紅燈亮，同時(shí)東西紅燈熄，東西綠燈亮，開始第二周期的動(dòng)作，以后周而復(fù)始地循環(huán)。 急車強(qiáng)通控制要求如下:急車強(qiáng)通信號(hào)受急車強(qiáng)通開關(guān)控制。無急車時(shí)，信號(hào)燈按正常時(shí)序控制。有急車來時(shí)，將急車強(qiáng)通開關(guān)接通，不管原來信號(hào)燈的狀態(tài)如何，一律強(qiáng)制讓急車來車方向的綠燈亮，使急車放行，直至急車通過為止。急車一過，將急車強(qiáng)通開關(guān)斷開，信號(hào)燈的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車放行方向的綠燈閃亮3次，隨后按正常時(shí)序控制。2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下： plc采用m

27、icrologix1000中型號(hào)為1761l16bwa的控制器，它有10個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和6個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)。交通燈控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：可編程控制器的軟件設(shè)計(jì)步驟如下:(1) 畫出控制時(shí)序圖;(2) 列出對(duì)應(yīng)的i/o編號(hào)的分配;(3) 寫出符合控制要求的程序。plc輸入輸出端口的分配如圖1所示?？刂茣r(shí)序圖如圖2所示。圖2 交通燈正常時(shí)序控制時(shí)序圖把南北向控制、東西向控制和急通車控制看成為三條分支流程控制過程，其程序總流程圖如圖3所示。南北向控制和東西向控制都是按正常時(shí)序順序動(dòng)作，控制相應(yīng)信號(hào)燈循環(huán)發(fā)亮，其中南北向控制子程序流程圖如圖4所示，東西向控制子程序流程圖與圖

28、4相似。急通車控制分南北向急通車控制和東西向急通車控制兩路，當(dāng)南北向急通車開關(guān)i/1合上，則控制南北向綠燈亮，東西向紅燈亮，讓南北急車放行，當(dāng)東西向急通車開關(guān)i/2合上，則控制東西向綠燈亮，并設(shè)置南北、東西強(qiáng)通互鎖，避免沖突的發(fā)生，急通車控制子程序流程圖如圖5所示。圖3 程序總流程圖圖4 南北向控制子程序流程圖 圖5急通車控制子程序流程圖(4) 輸入程序、調(diào)試程序、運(yùn)行程序程序的輸入、調(diào)試以及運(yùn)行將結(jié)合下面的編程器的使用來說明手持編程器(型號(hào)為1761-hhp-b30)通過一條8針rs-232電纜與可編程控制器(型號(hào)為1761l16bwa )的rs-232口連接，可編程控制器接通220v交流電

29、源(注意根據(jù)型號(hào)的不同接不同的電源)，這時(shí)可編程控制器上的power指示燈亮。編程器有兩種工作模式，即編程工作模式和運(yùn)行工作模式。 在編程工作模式下，可進(jìn)行程序的寫入、讀出、插入、刪除和修改;在運(yùn)行工作模式下，plc的run指示燈亮，plc運(yùn)行程序。編程器上的鍵大部分有雙重甚至多重功能，例如鍵既可為模式鍵，亦可為輸出繼電器o，鍵入時(shí)編程器會(huì)根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)自動(dòng)判別選擇，在屏幕上顯示相應(yīng)的功能或字母。3.3 plc控制程序流程設(shè)計(jì) 進(jìn)入編程工作模式的方法是按鍵，選擇rprg，按ent鍵，即進(jìn)入編程工作模式。在編程工作模式下，可進(jìn)行如下操作: (1) 清除用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)容:按菜單鍵,再按上下鍵的下鍵

30、，選擇6.clear prog，按ent 鍵。顯示“yesent noesc”, 按ent鍵，即可清除用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)容，程序清除后按esc鍵返回主菜單;（2）寫入程序:按mon鍵，再按ent鍵，即可開始輸入程序。每輸入梯形圖中新的一行要按鍵，每鍵入一條指令后按ent鍵; (3) 刪除程序:按左右鍵找到所要?jiǎng)h除的某條程序，按del鍵即把該條程序刪除;輸入程序時(shí)某個(gè)字母或數(shù)字輸錯(cuò)，可按esc鍵刪除; (4) 插入程序:按左右鍵找到所需插入程序的某條程序，輸入需插入的程序，即可把需插入的程序插入在該條程序之后; (5) 修改程序:上下左右鍵、del鍵、esc鍵的配合使用，可進(jìn)行程序的修改。運(yùn)行工作

31、模式： 進(jìn)入運(yùn)行工作模式的方法是按鍵，選擇rrun，按ent鍵，即進(jìn)入運(yùn)行工作模式。在運(yùn)行工作模式下，可編程控制器的運(yùn)行程序，這時(shí)可編程控制器上的run指示燈亮，可利用輸出指示燈觀察程序是否滿足控制要求。同時(shí)編程器還可監(jiān)控程序的運(yùn)行，方法是:按mon鍵，再按ent鍵即可監(jiān)控程序，按左鍵或右鍵可監(jiān)控任一條指令及至全部程序。在運(yùn)行工作模式下，plc運(yùn)行程序滿足要求后，手持編程器可拔去,最后做負(fù)載考驗(yàn)運(yùn)行。本例用電路板上四邊放置的4組共12個(gè)發(fā)光二極管模擬十字路口交通燈,接在plc對(duì)應(yīng)的輸出端口上，接通電源，撥動(dòng)輸入端相應(yīng)的開關(guān)，發(fā)光二極管按要求循環(huán)發(fā)亮，說明達(dá)到了控制要求。城市交通燈控制采用plc

32、比傳統(tǒng)的采用電子線路和繼電器具有可靠性高、維護(hù)方便、使用簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，plc還可以聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實(shí)測(cè)各十字路口之間的距離、車流量和車速等，合理確定各路口信號(hào)燈之間的時(shí)差，把n臺(tái)plc聯(lián)網(wǎng)到一臺(tái)控制電腦上，以方便操作、管理和監(jiān)控，從而極大地提高城市道路交通管理能力。第四章 基于松下fp1-c24型plc實(shí)現(xiàn)交通燈的控制4.1 十字路口交通燈示意圖及設(shè)計(jì)要求（1） i/o地址分配人行道指示燈y0 東西方向綠燈y3 南北方向綠燈y6 東西方向急車信號(hào)x1東西方向紅燈y1 南北方向紅燈y4 數(shù)碼管指示燈y7 南北方向急車信號(hào)x2東西方向黃燈y2 南北方向黃燈y5 晚上感應(yīng)開關(guān)x0(2) 設(shè)計(jì)具

33、體要求1. 白天正常工作。a方向紅燈20s時(shí)，b 方向綠燈20s。之后，a方向由紅燈變?yōu)榫G燈，而b方向由綠燈亮15s后變?yōu)辄S燈，黃燈閃爍5s后變?yōu)榧t燈。方向和方向均行走20s后，全部紅燈。此時(shí)人行道指示燈亮。時(shí)間為15s，同時(shí)數(shù)碼管顯示出時(shí)間。2. 晚上a方向和b方向黃燈一直閃爍。 3. 特殊情況。 一通道有救護(hù)車等應(yīng)急車輛時(shí)，無論交通燈原來狀態(tài)如何，一律使應(yīng)急車輛方向的綠燈亮。另一方向的紅燈亮，5s后解除通車狀態(tài)。42 順序功能圖及時(shí)序圖啟動(dòng)開關(guān)東西綠燈亮東西綠燈閃東西黃燈亮東西紅燈亮東西主干道10s2s2s14s南北紅燈亮南北綠燈亮南北綠燈閃南北黃燈亮南北主干道14s10s2s2s啟動(dòng)開關(guān)

34、南北紅燈亮南北綠燈南北綠燈閃14s10s4s東西綠燈亮東西綠燈閃東西紅燈亮10s4s14s東西行人道南北行人道結(jié)束結(jié)束啟動(dòng)開關(guān)按下脈沖開關(guān)原來控制循環(huán)系統(tǒng)行人道綠燈點(diǎn)亮，主干道紅燈閃亮結(jié)束yn啟動(dòng)開關(guān)按下脈沖開關(guān)對(duì)應(yīng)方向綠燈點(diǎn)亮?xí)r間延長(zhǎng)到15秒，另一方向紅燈點(diǎn)亮延長(zhǎng)到15秒再次按下啟動(dòng)開關(guān)按此次控制方式進(jìn)行循環(huán)原來方式控制系統(tǒng)結(jié)束ynyn交通燈模擬控制系統(tǒng)流程圖4.3 梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖如下：1. 白天正常工作時(shí)梯形圖如下： a方向紅燈20s時(shí)，b 方向綠燈20s。之后，a方向由紅燈變?yōu)榫G燈，而b方向由綠燈亮15s后變?yōu)辄S燈，黃燈閃爍5s后變?yōu)榧t燈。方向和方向均行走20s后，全部紅燈。此時(shí)人行道指示燈亮。時(shí)間為15s，同時(shí)數(shù)碼管顯示出時(shí)間。2. 晚上a方向和b方向黃燈一直閃爍梯形圖如下：3. 特殊情況 一通道有救護(hù)車等應(yīng)急車輛時(shí)，無論交通燈原來狀態(tài)如何，一律使應(yīng)急車輛方向的綠燈亮。另一方向的紅燈亮，5s后解除通車狀態(tài)，梯形圖如下：4.4程序的輸入運(yùn)行及調(diào)試（1） 程序完成，進(jìn)行編譯，編譯過程如下圖所示：程序由一些偽代碼組成，設(shè)計(jì)人員在上位機(jī)編好程后通過編譯器轉(zhuǎn)換為這種專用的偽代碼下載到plc內(nèi)。運(yùn)行時(shí)虛擬機(jī)掃描并解釋這些指令運(yùn)行，這樣的實(shí)現(xiàn)方式使設(shè)計(jì)人員編的型圖之類的與底下plc的軟件平臺(tái)無關(guān)，保證了plc核心的獨(dú)