方案基于PLC的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(共26頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目錄目錄第一章第一章 0 0 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)基于 PLC 的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計自動化專業(yè)學(xué)生自動化專業(yè)學(xué)生 莫啟樂莫啟樂指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 葛仁華葛仁華摘要：自從交通燈誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進(jìn)。設(shè)計方法也開始多種多樣，從而使交通燈顯得更加智能化。在一些特殊的十字路口，如果利用普通十字路口的交通燈控制方式，會出現(xiàn)以下情況：一個方向上綠燈但是沒有車要經(jīng)過，同時另一個方向上是紅燈卻有車要經(jīng)過。這樣就降低了道路使用率，浪費(fèi)很多時間，因此對待特殊的十字路口要采取特殊的控制方式。選擇西門子可編程控制器 S7-200

2、 為核心部件，著重進(jìn)行硬件接口設(shè)計，利用梯形圖進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了特殊十字路口交通燈控制系統(tǒng)的自動化。關(guān)鍵詞：PLC；交通控制；自動化Design of Intelligent Traffic Light Control System baseing on PLCStudent majoring in Automation MoQiLe Tutor GerenhuaAbstractAbstract：Since the inception of traffic lights, their internal circuit control system is constantly being impr

3、oved. And design becomes various so that the traffic lights are more intelligent. In some special crossroads, if the ordinary traffic lights control method is used, the following situation will occur: when there is no vehicle passing in one direction, but the traffic light is green. While there is v

4、ehicle, but the traffic light is red, resulting in the reducing of the road usage and wasting a lot of time. Therefore, the special control mode is needed on the special intersection. It is to choose the Siemens S7-200 PLC as the core components, and focus on the hardware interface design and use th

5、e ladder diagram to program. And by doing so, the automation of traffic light control system on special intersection could be achieved.KeyKey words:words: PLC ；Traffic control ；Automation精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第一章第一章 引引 言言據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國城市里的十字路口交通系統(tǒng)大都采用定時來控制(不排除繁忙路段或高峰時段用交警來取代交通燈的情況)，這樣必然產(chǎn)生如下弊端:當(dāng)某些特殊交匯路段（

6、如主干道和次干道）的車流量很大時卻要等待紅燈，而此時另一條是空道或車流量相對少得多的道卻長時間亮的是綠燈，這種多等少的尷尬現(xiàn)象是未對實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控所造成的，不僅讓司機(jī)乘客怨聲載道，而且對人力和物力資源也是一種浪費(fèi)。 智能控制交通系統(tǒng)是目前研究的方向，也已經(jīng)取得不少成果，在少數(shù)幾個先進(jìn)國家已采用智能方式來控制交通信號，其中主要運(yùn)用 GPS 全球定位系統(tǒng)等。出于便捷和效果的綜合考慮，我們可用如下方案來控制交通路況:在車流量少的路口安裝行人按鈕和制作傳感器探測車輛數(shù)量來控制交通燈的變化。具體如下：在車流量少的路口的兩個方向安裝行人按鈕紅外線車流量檢測器，當(dāng)行人要過馬路時，按下按鈕即可檢測到行人

7、要經(jīng)過，當(dāng)汽車經(jīng)過光電開關(guān)時就會阻礙或者反射，經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換，即可檢測出汽車的通過，并將這一信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號作為可編程控制器的控制輸入，并用 PLC 計數(shù)，按這些要求自動調(diào)節(jié)紅綠燈的變化。 比較傳統(tǒng)的定時交通燈控制與智能交通燈控制，可知后者的最大優(yōu)點(diǎn)在于減緩滯流現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)空道占時的情形，提高了公路交通通行率，較全球定位系統(tǒng)而言成本更低。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第二章第二章 交通燈概述交通燈概述2.12.1 課題背景課題背景1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅、藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行，這是世界上最早的交通信號燈。1868 年

8、，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩色旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869 年 1 月 2 日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。1914 年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市 5 號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行

9、人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力、減少交通事故有明顯效果。1968 年，聯(lián)合國道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)

10、入交叉路口。 2.22.2 研究目的和意義研究目的和意義在十字路口設(shè)置交通燈可以對交通進(jìn)行有效的疏通，并為交通參與者的安全提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。 傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預(yù)先設(shè)置好。然而，實(shí)際上車輛流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運(yùn)行、較適用的方案，仍然會發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長隊等候通

11、過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實(shí)的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈目前，大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時間間隔的控制方精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)法。由于十字路口不同時刻車輛的流量是復(fù)雜的、隨機(jī)的和不確定的，采用固定時間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時間的浪費(fèi)，出現(xiàn)空等現(xiàn)象，影響了道路的暢通。為此，采用不依賴數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法設(shè)計交通燈控制器，能較好地解決這個問題。另外隨著眾多高科技技術(shù)在日常生活的普遍應(yīng)用，城市空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重，為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定，選擇了能夠

12、在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC 是必要的。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動化程度要求越來越高，原有的交通燈裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動化的需要?？删幊炭刂破鹘煌艨刂葡到y(tǒng)集成自動控制技術(shù)、計量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計算機(jī)管理技術(shù)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計，配置靈活、組態(tài)方便。可編程控制器交通燈控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：脫機(jī)手動工作；聯(lián)機(jī)自動就地工作；上機(jī)控制的單周期運(yùn)行方式；由上位機(jī)通過串口向下位機(jī)送入設(shè)定配方參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動控制；自動啟動、自動停機(jī)控制方式。近年來 PL

13、C 的性能價格比有較大幅度的提高，使得實(shí)際應(yīng)用成為可能。本系統(tǒng)采用 PLC 是基于以下四個原因：PLC 具有很高的可靠性，通常的平均無故障時間都在 30 萬小時以上；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)；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；根據(jù)交通信號燈系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我們采用了德國西門子公司 S7-200 型 PLC。西門子 PLC 有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，是 S7-200 系列中最高檔次的超小型程序裝置。西門子可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有

14、豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC)對十字路口交通控制燈實(shí)現(xiàn)控制1。2.32.3 本文的主要工本文的主要工作作第一章，回顧交通燈的歷史，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通管制的要求越來越高，采用可編程程序控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機(jī)，設(shè)計開發(fā)了交通燈控制系統(tǒng)，才會滿足穩(wěn)定可靠的交通控制系統(tǒng)需求。第二章，敘述了可編程程序控制器的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的歷程，通過論述可編程程序控制器的各種優(yōu)點(diǎn)、 卓越性能、結(jié)構(gòu)、原理，有一個感性的總體認(rèn)識。為完成本次設(shè)計任務(wù)打下基礎(chǔ)。第三章，結(jié)合交通燈控制系統(tǒng)的要求，進(jìn)行硬件、程序設(shè)

15、計，從主要部件的選擇、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)流程的分析、程序思路的產(chǎn)生，主要功能的實(shí)現(xiàn)和各種特殊功能的設(shè)計等方面來完成本次設(shè)計任務(wù)。第四章，最后對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和檢測，通過對系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進(jìn)行系統(tǒng)性梳理，將隱藏的不足之處加以修正和完善，以使主要功能和特殊功能得以完全實(shí)現(xiàn)，確保順利應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)中。第三章第三章 可編程程序控制器（可編程程序控制器（PLCPLC）3.13.1 PLCPLC 概述概述可編程序控制器（Programmable Logic Controller,縮寫 PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊?/p>

16、序控制器是隨著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn)、發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC 從 1969 年問世以來，雖然至今還不到 40 年，但由于其具有通用靈活的控制性能、簡單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。有人將它與數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM 技術(shù)工業(yè)機(jī)械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱1?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應(yīng)用已有 30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制

17、器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。3.1.13.1.1 PLCPLC 的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。1968 年美國通用汽車公司（G.M）為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性

18、好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進(jìn)行編程，使不熟悉計算機(jī)的人也能很快掌握使用。1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項技術(shù)迅速發(fā)展起來。早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20 世紀(jì) 70 年代中期微處理器

19、技術(shù)應(yīng)用到 PLC 中，使PLC 不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。20 世紀(jì) 80 年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)16 位和 32 位微處理器應(yīng)用于 PLC 中，使 PLC 得到迅速發(fā)展。PLC 不僅控制功能增強(qiáng)，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使 PLC 真正成為具有邏輯控制、過程控制、運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。PLC 的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段：1970198

20、0 年：PLC 的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于 PLC 剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1 位機(jī)型、通用計算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有 PLC 結(jié)構(gòu)形成，取得了市場的認(rèn)可，得以迅速發(fā)展.推廣。PLC 的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。19801990 年：PLC 的普及階段。在這一階段，PLC 的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價格不斷下降，PLC 被迅速普及。各 PLC 生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價格.品種開始系列化，并且形成了固定 I/O 點(diǎn)型、基本單元加擴(kuò)展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延

21、續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。PLC 的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有F.F1.F2 小型 PLC 系列產(chǎn)品,K/A 系列中、大型 PLC 產(chǎn)品等。19902000 年，PLC 的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，PLC 的功能日益增強(qiáng)，PLC 的 CPU 運(yùn)算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，PLC 的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。此外，PLC 的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化 PLC。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 FX 小型 PLC 系列產(chǎn)品，AIS/A2US/Q2A 系列中，大型 PLC

22、系列產(chǎn)品等。2000 年至今：PLC 的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動化的需要，PLC 的各種功能不斷進(jìn)步。一方面，PLC 在繼續(xù)提高 CPU 運(yùn)算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運(yùn)動控制的特殊功能與模塊，使 PLC 的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。與此同時，PLC 的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC 不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 FX 小型 PLC 系列產(chǎn)品（包括最新的 FX3u 系列產(chǎn)品），Qn,QnPH 系列中，大型 PLC 系列產(chǎn)品等2。3.1.2

23、3.1.2 PLCPLC 的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢從當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)性能來看，PLC 發(fā)展趨勢仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高兩大方面。體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。現(xiàn)代 PLC無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的 PLC 有了很大的不同，PLC 體積被大幅度縮小。性能的提高。PLC 的性能主要包括 CPU 性能與 I/O 性能兩大方面。可編程序控制器在我國的發(fā)展?fàn)顩r如下： (1) 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進(jìn)、可編

24、程序控制器引進(jìn)應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃分為下述三個階段： 可編程序控制器的初級認(rèn)識階段（70 年代后期到 80 年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國對可編程序控制器的認(rèn)識始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)中，當(dāng)時的上海寶鋼一期工程中有多項工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制

25、器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進(jìn)過程中，我們打開了眼界，了解認(rèn)識了可編程序控制器，這也促進(jìn)了可編程序控制器在我國的發(fā)展。可編程序控制器的引進(jìn)應(yīng)用和消化移植階段（80 年代初期到 90 年代初期）80年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進(jìn)的同時，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位相繼引進(jìn)可編程序控制器并自己設(shè)計組成控制系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍也擴(kuò)大到建材、輕工、煤炭、水處理、食品、制藥、造紙、橡膠和精細(xì)化工等工業(yè)領(lǐng)域。 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90 年代初期到現(xiàn)在） 進(jìn)入 90 年代，我國的可編程序控制器進(jìn)入

26、了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(2) 政府重視可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當(dāng)時機(jī)械電子工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下，于 1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會?？删幊绦蚩刂破餍袠I(yè)協(xié)會在政府和企事業(yè)之間起到了橋梁作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同時可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于 1993 年成立了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，為我國可編程序控制器的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。3.1.33.1.3 PLCPLC 的應(yīng)用的應(yīng)用PLC 的初期由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年來，PLC 的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理

27、器芯片幾有關(guān)元件的價格大大下降，使得 PLC 的成本下降；另一方面 PLC 的功能大大增強(qiáng)，它也能解決復(fù)雜的計算和通信問題。目前 PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、化工、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC 的應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵?5種類型：（1）順序控制 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合 PLC 使用的領(lǐng)域。它用來取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。PLC 應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動線控制等。例如：注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)(2)運(yùn)動控制 PLC 制

28、造商目前已提供了拖動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC 把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一軸或數(shù)據(jù)到目標(biāo)位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)奈恢煤图铀俣龋_保運(yùn)動平滑。（3）過程控制 PLC 還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。PID 模塊提供了使 PLC 具有閉環(huán)控制的功能，即一個具有 PID 控制能力的 PLC 可用于過程控制。當(dāng)過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時，PID 控制算法會計算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定值上。（4）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，PLC 作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于 CNC 和 NC 系統(tǒng)中，可以完成大量的

29、數(shù)據(jù)處理工作。（5）通信網(wǎng)絡(luò) PLC 的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程 I/O 之間的通信、多臺 PLC 之間的通信、PLC 和其他智能控制設(shè)備（如計算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC 與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)3。 2 2 PLCPLC 在我國的應(yīng)用在我國的應(yīng)用 雖然我國在 PLC 生產(chǎn)方面比較弱，但在 PLC 應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入 10 萬臺套 PLC 產(chǎn)品，年銷售額 30 多億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。 在我國，一般按 I/O 點(diǎn)數(shù)將 PLC 分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū)別）： 微型：32 I/O 小型：256 I

30、/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O 在我國應(yīng)用的 PLC 系統(tǒng)中，I/O64 點(diǎn)以下 PLC 銷售額占整個 PLC 的 47%，64 點(diǎn)256 點(diǎn)的占 31%，合計占整個 PLC 銷售額的 78%。3.23.2 PLCPLC 的硬件結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu)PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(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

31、可以按照一定規(guī)則組合配置。其結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。中央處理單元（CPU）輸入電路輸出電路精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器電源編輯器圖 2-1 PLC 的結(jié)構(gòu)圖中央處理單元(CPU)是 PLC 的控制中樞，它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/

32、O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行4。3.33.3 PLCPLC 的工作原理的工作原理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))不會立即動作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時才會動作?？紤]到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動作時間一般在 100ms 以上，而 PLC 掃描用戶程序的時間一般均小于 100ms，因此，PLC 采用了一種不同于一般微型計算機(jī)的運(yùn)行方式-掃描技術(shù)。這樣在對于 I/O 響應(yīng)

33、要求不高的場合，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。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。1 1 輸入采樣階段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。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必

34、須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2 2 用戶程序執(zhí)行階段用戶程序執(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，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 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。3 3 輸出刷新階段輸出刷新階段精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 就進(jìn)入輸

35、出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)5。PLC 的掃描工作過程如圖 2-2 所示圖 2-2 PLC 的掃描工作過程3.43.4 本章小結(jié)本章小結(jié)PLC 作為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，雖然生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品種類眾多；但它們都具有相同的工作原理，使用方法也大同小異。本章從多個層面介紹和講解了有關(guān) PLC 的基本概念。（1）PLC 是計算機(jī)技術(shù)與繼電接觸式控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計?？煽啃愿?，使用方便，應(yīng)用廣泛。PLC功能的不斷增強(qiáng)，使 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大和延伸，應(yīng)用方式也更加豐富。（2）PLC

36、可以在任何工業(yè)自動化領(lǐng)域使用，但最適合的地方還是以開關(guān)量為主的單機(jī)控制系統(tǒng)和制造業(yè)自動化控制系統(tǒng)。（3）PLC 最顯著的特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、使用簡單、系統(tǒng)柔性大和功能強(qiáng)。（4）PLC 的組成部件主要有中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）接口和電源等。（5）PLC 按集中采樣、集中輸出，按順序周期性循環(huán)掃描用戶程序的方式工作。當(dāng) PLC 處于正常運(yùn)行時，它將不斷重復(fù)掃描過程，其工作過程的中心內(nèi)容由輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段組成。（6）PLC 有多種編程語言，大家可以根據(jù)需要使用；但最常用的梯形圖、SFC，過去一般得 PLC 都不提供 ST 編程語言。PLC 編

37、程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)是 IEC61131-3用戶輸入設(shè)備輸入端子輸入鎖存器輸入映像寄存器程序執(zhí)行輸出映像寄存器輸出鎖存器輸出端子用戶輸出設(shè)備精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第四章第四章 帶人行橫道過馬路請求的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計帶人行橫道過馬路請求的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計4.14.1 交通燈控制設(shè)計方案分析交通燈控制設(shè)計方案分析帶人行橫道過馬路請求的十字馬路交通燈控制系統(tǒng)，應(yīng)用于主干道是快速車道而次道是普通車道的十字路口，次道主要用于少量行人、非機(jī)動車輛以及一些機(jī)動車輛。鑒于當(dāng)前實(shí)際中，一般在主干道是快速車道而次道是人行橫道和一些非機(jī)動車通行的十字路口的交通燈仍然采用固定通行的一般的交通燈系統(tǒng)

38、。這樣的系統(tǒng)，不利于提高道路的利用率，也不利于主要車道的通行，在沒有行人需要通過人行橫道的時候，主要車道上的行人也必須在停止線以外停車侯本車道綠燈亮7。本文的提出了一種全新的思路來解決此類問題，在有行人請求或者是次道有滿足要求的車要穿過的情況下才會使得主要車道的紅燈點(diǎn)亮，禁止機(jī)動車通行。而平時則主干道上一直綠燈亮，允許車輛通行，次道一直紅燈亮，禁止車輛通行。這樣可以大大提高主干道是行車道而此道是人行道和一些非機(jī)動車通行的十字路口的利用率。十字馬路交通燈示意如圖 3-1 所示，其主干道是行車道而次道是人行橫道和一些非機(jī)動車通行，在馬路通行及人行橫道通行方向均有紅、黃、綠交通燈，按照交通情況依次點(diǎn)

39、亮交通信號燈。十字路口如圖所示：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)人行橫道次干道主干道圖 3-1 十字路口示意圖4.24.2 交通燈控制系統(tǒng)的工作方式交通燈控制系統(tǒng)的工作方式帶人行橫道過馬路請求的交通燈控制系統(tǒng)的簡單工作方式說明如下： （1）次道不滿足要求過馬路時，主干道交通一直通行，次道一直禁止通行；（2）當(dāng)有行人請求過馬路時，按下按鈕，才能得到通行許可。（3）當(dāng)次道有一定數(shù)量的車輛要經(jīng)過時，次道放行，主干道禁止通行。（4）當(dāng)次道有車輛要經(jīng)過但未達(dá)到要求數(shù)量時，需等待一定時間才可放行。交通燈工作方式流程圖如下所示：次道有無要求過馬路？啟動YN圖 3-2 十字路口主流程圖主道一直綠燈次

40、道一直紅燈啟動精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)根據(jù)控制要就進(jìn)行十字路口的交通燈控制4.2.14.2.1 帶人行橫道過馬路請求的工作方式帶人行橫道過馬路請求的工作方式本文所設(shè)計的交通燈系統(tǒng)是適用于比較特殊的十字路口，一般情況下，主道路是快速穿過的機(jī)動車輛，此道路一般很少有車輛或行人經(jīng)過，而某一段時間內(nèi)也會有行人或車輛要經(jīng)過，比如下班。為了提高道路利用率，我們在路口安放行人按鈕，供需要穿過主道路的行人適用，從解決了這個十字路口等待時間過長的問題，按下啟動按鈕，主道點(diǎn)亮綠燈，次道點(diǎn)亮紅燈，當(dāng)次道不滿足放行的要求時，即次道沒行人按按鈕或者規(guī)定時間等待車輛未達(dá)到一定數(shù)量，主道一直綠燈，準(zhǔn)許車輛

41、通過，而次道一直紅燈，禁止車輛通過。當(dāng)次道有行人要通過時，按下請求按鈕，等待一段時間后，主道綠燈閃爍 3s，黃燈點(diǎn)亮 2s，在這期間次道一直紅燈。之后主道紅燈點(diǎn)亮，次道綠燈點(diǎn)亮 25s，接著次道綠燈閃爍 3s，次道黃燈點(diǎn)亮 2s。完成之后若無行人按下按鈕則恢復(fù)原狀，即主道綠燈一直亮，次道紅燈一直亮。此工作方式的流程圖如下圖 3-3 所示： 啟動有行人按下按鈕？等待 10s，主次道狀態(tài)不變主道綠燈閃 3s，次道紅燈主道黃燈亮 2s，次道紅燈次道綠燈亮 25s，主道紅燈主道綠燈亮，次道紅燈亮精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)NY圖 3-3 帶人行橫道過馬路請求方式流程圖4.2.24.2.2

42、 帶流量檢測的十字路口設(shè)計帶流量檢測的十字路口設(shè)計 按下啟動按鈕，主道點(diǎn)亮綠燈，次道點(diǎn)亮紅燈。在次道距離路口處 100m 安裝車流量監(jiān)測裝置，當(dāng)次道有車通過時，車流量監(jiān)測裝置給 PLC 一個信號，PLC 開始計時并且計數(shù)，當(dāng)次道等候的車輛超過一定數(shù)量，或者車輛等待到一定時間，次道放行。主道綠燈閃爍 3s，黃燈點(diǎn)亮 2s，在這期間次道一直紅燈。之后主道紅燈點(diǎn)亮，次道綠燈點(diǎn)亮 25s，接著次道綠燈閃爍 3s，次道黃燈點(diǎn)亮 2s。完成之后即恢復(fù)主道綠燈，次道紅燈。待下一次滿足要求時再重復(fù)上述過程。 此工作方式的流程圖如下圖 3-4 所示：啟動次道綠燈閃 3s，主道紅燈次道黃燈 2s，主道紅燈結(jié)束次道

43、有車輛經(jīng)過？主道綠燈亮，次道紅燈亮精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)NY主道綠燈閃 3s，次道紅燈主道黃燈亮 2s，次道紅燈次道綠燈亮 25s，主道紅燈次道綠燈閃 3s，主道紅燈圖 3-4 帶流量檢測的十字路口設(shè)計流程圖4.34.3 車流量檢測車流量檢測設(shè)計設(shè)計利用紅外線車輛檢測器。紅外線車輛檢測器是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，通過同步回路檢測物體有無。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。主道車輛無需檢測，所以只在次道距離十字路口 100m處安裝光電開光，每當(dāng)有車輛經(jīng)過

44、都會給 PLC 一個脈沖。而當(dāng)次道綠燈亮的時候光電開關(guān)的工作原理如圖： 圖3-5 光電開關(guān)工作原理簡圖發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。在這里選擇光電開關(guān) PNP 型，高電平輸出有效。每當(dāng)有車輛經(jīng)過的時候，光電開關(guān)會輸送一個脈沖給 PLC，PLC 開始計時，并開始計數(shù)，計時 10 分鐘。在這 10 分鐘之內(nèi)任何時刻如果經(jīng)過光電開關(guān)的車輛超過 5 輛，則次

45、道放行，并且綠燈亮?xí)r PLC 停止計數(shù)也停止計時。當(dāng)?shù)却囕v小于 5 輛時，只要計時到 10 分鐘也會放行。4.44.4 硬件設(shè)計硬件設(shè)計4.4.14.4.1 PLCPLC 的選型的選型從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn) 4 個，開關(guān)量輸出點(diǎn) 7 個，如果選用 CPU222 / PLC，也需要擴(kuò)展單元 PLC，參照西門子 S7-200 系列特性（見附錄），次道黃燈 2s，主道紅燈結(jié)束精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)選用主機(jī)為 CPU224（14 輸入/10 繼電器輸出）。其外形圖如 3-6 所示： 圖 3-6 CPU224 外形圖輸入電路采用了雙向光電耦合器，24V DC 極

46、性可任意選擇， 1M、2M 為輸入端子的公共端。1L、2L 為輸出公共端。CPU224 另有 24V、280mA 電源供 PLC 輸入點(diǎn)使用8。4.4.24.4.2 PLCPLC 的地址分配的地址分配列出交通信號燈 PLC 的輸入/輸出點(diǎn)分配表，見表 3-2。計數(shù)器：CTU CTUD CTD計數(shù)器的編號用計數(shù)器名稱和數(shù)字（0-255）組成。 定時器 T=PTS; 定時實(shí)際時間=設(shè)定值精度1ms: T32,T96 10ms: T33T36, T97T100 100ms: T37T63, T101T255精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)表 3-5 PLC 輸入輸出端口分配輸入信號定時/計

47、數(shù)元件輸出信號名稱代號輸入點(diǎn)編號名稱代號輸出點(diǎn)編號工作按鈕SB1I0.0T33：主道紅燈工作 30s報警燈L0Q0.0T97：主道綠燈閃爍 3s主道綠燈L1Q0.1T98:次道綠燈工作 25s次道綠燈L2Q0.2T99：次道綠燈閃爍 3s主道黃燈L3Q0.3T100：次道黃燈工作 2s次道黃燈L4Q0.4T34 ：主道黃燈工作 2s主道紅燈L5Q0.5次道紅燈L6Q0.6行人按鈕SB2I0.1T35:延時 10s行人按鈕SB3I0.2T36：延遲 10s檢測觸點(diǎn)SB4I0.3T37:計時 10minC20：次道車流量計數(shù)檢測觸點(diǎn)SB5I0.4T38:計時 10minC21：次道車流量計數(shù)4.4

48、.3PLC4.4.3PLC 的外部接線的外部接線如圖 3-6 所示：I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4COMCOMQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6PLCL0L1L2L3L4L5L6SB1SB2SB3SB4SB5精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 3-6 PLC 的接線圖端口 I0.0 為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號，端口 Q0.0 接起報警作用的信號燈，端口Q0.1 接主道綠燈，端口 Q0.2 接次道綠燈，端口 Q0.3 接主道黃燈，端口 Q0.4 接次道黃燈，端口 Q0.5 接主道紅燈，端口 Q0.6 接次道紅黃燈。端口 I0.1、I0.2 為接入人行橫道請

49、求開關(guān)的傳送信號。端口 I0.3、I0.4 為接入車流量檢測信號，外接光電開關(guān)，每當(dāng)有車輛經(jīng)過時，光電開關(guān)會發(fā)射一個脈沖給端口 I0.3 或 I0.4，PLC 接受到后會開始計數(shù)并開始計時94.54.5 系統(tǒng)程序設(shè)計系統(tǒng)程序設(shè)計4.5.14.5.1 系統(tǒng)的梯系統(tǒng)的梯形圖形圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4.5.24.5.2 系統(tǒng)程序分析系統(tǒng)程序分析當(dāng)開關(guān) SB1 合上時，I0.0 觸點(diǎn)接通，Q0.1 線圈得電，主道綠燈亮，Q0.6 線圈得電，次道紅燈亮，在次道沒有行人按按鈕或者沒有車輛等待要經(jīng)過的情

50、況下，一直保持主道綠燈，次道紅燈，提高道路利用率。當(dāng)次道有行人經(jīng)過的時候，按下按鈕 SB2 或者 SB3，I0.1 或者 I0.2 觸點(diǎn)接通，輔助線圈 M0.2 得電，M0.2 觸點(diǎn)閉合，定時器 T35 得電開始計時，10S 之后 T35 觸點(diǎn)接通，同時 Q0.1 線圈得電，主道綠燈亮，在定時器 T32 的作用下，主道綠燈閃爍，T97 計時3S，3S 過后 T97 的觸點(diǎn)接通，Q0.3 線圈得電，即主道黃燈亮，定時器 T34 計時 2S,2S過后，定時器 T33 得電開始計時，同時 Q0.5 線圈得電，即主道紅燈亮。主道紅燈亮的同時線圈 Q0.2 得電，即次道綠燈亮。定時器 T98 定時 25

51、S，同時 T99 也開始計時，計時 3S，在定時器 T32 的作用下 Q0.2 線圈間歇得電，即次道綠燈閃 3S。3S 之后定時器T100 得電開始計時，計時 2S,同時線圈 Q0.4 得電，即次道黃燈亮 2S。之后主道綠燈亮，次道紅燈亮，在沒有行人按下請求按鈕的情況下，一直保持這種狀態(tài)。當(dāng)次道有車經(jīng)過時，車流量檢測器會給 PLC 一個脈沖，即 I0.3 或者 I0.4 接通，計數(shù)器 C20 或者 C21 開始計數(shù)，每當(dāng)過去一輛車計數(shù)器增加 1，在這同時，定時器 T38精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)或者 T37 開始計時，計時 10min，當(dāng)車輛超過 5 亮或者計時到 10min

52、時，次道會放行，即輔助線圈 M0.2 得電，M0.2 觸點(diǎn)閉合，定時器 T35 得電開始計時，10S 之后 T35 觸點(diǎn)接通，同時 Q0.1 線圈得電，主道綠燈亮，在定時器 T32 的作用下，主道綠燈閃爍，T97 計時 3S，3S 過后 T97 的觸點(diǎn)接通，Q0.3 線圈得電，即主道黃燈亮，定時器 T34 計時 2S,2S 過后，定時器 T33 得電開始計時，同時 Q0.5 線圈得電，即主道紅燈亮。主道紅燈亮的同時線圈 Q0.2 得電，即次道綠燈亮。定時器 T98 定時 25S，同時 T99 也開始計時，計時 3S，在定時器 T32 的作用下 Q0.2 線圈間歇得電，即次道綠燈閃 3S。3S

53、之后定時器 T100 得電開始計時，計時 2S,同時線圈 Q0.4 得電，即次道黃燈亮 2S。之后主道綠燈亮，次到紅燈亮，在沒有車輛經(jīng)過的情況下，一直保持這種狀態(tài)。1S 的時鐘脈沖是通過兩個定時器產(chǎn)生的，當(dāng)定時器 T32 得電的情況下，開始計時0.5S，T32 的常開觸點(diǎn)與定時器 T96 串聯(lián)，T96 的常閉觸點(diǎn)與 T32 串聯(lián)，當(dāng) T32 定時0.5S 時，T32 的常開觸點(diǎn)閉合，T96 得電開始計時，計時 0.5S 后，T96 的常閉觸點(diǎn)斷開使得 T32 復(fù)位，同時 T32 的常開觸點(diǎn)斷開使得 T96 也復(fù)位，從而產(chǎn)生 1S 時鐘脈沖104.64.6 本章小結(jié)本章小結(jié)本章介紹 S7-200

54、 系列 PLC 交通燈控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計,關(guān)鍵是系統(tǒng)總體設(shè)計,核心則是控制程序設(shè)計。重點(diǎn)要掌握 PLC 系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和設(shè)計的一般流程,要有一個整體的概念。在滿足控制要求、環(huán)境要求和性價比等條件下，合理選擇 PLC 的機(jī)型和硬件配置，正確地進(jìn)行估算，合理選擇輸入/輸出模塊，完成 PLC 的硬件與軟件的設(shè)計。通過這次可編程控制器的課程設(shè)計，讓我對 PLC 有了一個全新的認(rèn)識，充分體會到 PLC 作為控制器的強(qiáng)大功能，同時也溫習(xí)了以前學(xué)的 PLC 知識，對 PLC 的應(yīng)用更加得心應(yīng)手。更加體會到 PLC 的可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便等優(yōu)點(diǎn)；更加熟悉了西門子編程軟件

55、使用方法與各種基本指令。第五章第五章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試系統(tǒng)檢測與調(diào)試5.15.1 檢測與調(diào)試檢測與調(diào)試PLC 程序的調(diào)試可以分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試兩個調(diào)試過程，在此之前，首先要對PLC 外部接線作仔細(xì)檢查，這一個環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準(zhǔn)確無誤。也可以用事先編寫好的試驗(yàn)程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來查找接線故障。不過為了安全考慮，最好將主電路斷開。當(dāng)確認(rèn)接線無誤后再連接主電路，將模擬調(diào)試好的程序送入用戶存儲器進(jìn)行調(diào)試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調(diào)一致地完成整體的控制功能為止。1.1.程序的模擬調(diào)試程序的模擬調(diào)試將設(shè)計好的程序?qū)懭?PLC 后，首先逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。用戶程

56、序一般現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，實(shí)際的輸入信號可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通/斷狀態(tài)用 PLC 上有關(guān)的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接 PLC 實(shí)際的負(fù)載精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)（如接觸器、電磁閥等） 。可以根據(jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r候用開關(guān)或按鈕來模擬實(shí)際的反饋信號，如限位開關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開。對于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務(wù)是檢查程序的運(yùn)行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)時，是否發(fā)生步的活動狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬?，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬?，以及各步被?qū)動的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。在調(diào)試時應(yīng)該充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種

57、不同的工作方式、用選擇序列的功能表圖中的每條支路、各種可能的進(jìn)展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)該及時修改梯形圖和 PLC 中的程序，直到各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。如果程序中某些定時器或計數(shù)器的設(shè)定值過大，為了縮短調(diào)試時間，可以在調(diào)試時將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實(shí)際設(shè)定值。在設(shè)計和模擬調(diào)試程序的同時，可以設(shè)計。制作控制臺或控制柜，PLC 之外的其他硬件的安裝、接線工作也同時進(jìn)行。2.2.程序的現(xiàn)場調(diào)試程序的現(xiàn)場調(diào)試完成上述工作后，將 PLC 安裝在控制現(xiàn)場進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，在調(diào)試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及

58、 PLC 的外部接線圖和梯形圖程序設(shè)計中的問題，應(yīng)對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調(diào)試達(dá)不到指標(biāo)要求，則對相應(yīng)軟件和硬件部分作適當(dāng)調(diào)整，通常只需修改程序就可能達(dá)到調(diào)整的目的。全部調(diào)試通過后，經(jīng)過一段時間的考驗(yàn)，系統(tǒng)就可以投入實(shí)際的運(yùn)行了PLC 現(xiàn)場調(diào)試是指所有設(shè)備都安裝好后，所有連接線都接好后的實(shí)際調(diào)試。也是PLC 程序的最后調(diào)試。現(xiàn)場調(diào)試的具體過程大體是：（1）要查接線、核對地址。要逐點(diǎn)進(jìn)行，要確保正確無誤?？刹粠щ姾藢Γ蔷褪遣榫€，較麻煩。也可帶電查，加上信號后，看電控系統(tǒng)的動作情況是否符合設(shè)計的目的（2）檢查模擬量輸入輸出。看輸入輸出模塊是否正確，工作是否正常。必要時還可用標(biāo)準(zhǔn)儀器檢查輸入

59、輸出的精度。（3）檢查與測試指示燈。控制面板上如有指示燈，應(yīng)先對應(yīng)指示燈的顯示進(jìn)行檢查。一方面，查看燈壞了沒有，另一方面檢查邏輯關(guān)系是否正確。指示燈是反映、系統(tǒng)工作的一面鏡子，先調(diào)試好它，將對進(jìn)一步調(diào)試提供方便。（4）檢查手動動作及手動控制邏輯關(guān)系。完成了以上調(diào)試，繼而可進(jìn)行手動動作及手動控制邏輯關(guān)系調(diào)試。要查看各個手動控制的輸出點(diǎn)，是否有相應(yīng)的輸出以及輸出對應(yīng)的動作，然后再看，各個手動控制是否能夠?qū)崿F(xiàn)。如有問題，立即解決。（5）半自動工作。如系統(tǒng)可自動工作，那先調(diào)半自動工作能否實(shí)現(xiàn)。調(diào)試可一步步推進(jìn)直至完成整個控制周期。哪個步驟或者環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就著手解決哪個步驟或、環(huán)節(jié)的問題。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)（6）自動工作。在完成半自動調(diào)試后，可進(jìn)一步調(diào)試自動工作，要多觀察幾個工作循環(huán)，以確保系統(tǒng)能正確無誤的連續(xù)工作。（7）模擬量調(diào)試、參數(shù)確定。以上調(diào)試的都是邏輯控制的項目。這是系統(tǒng)調(diào)試時，首先要通電。這些調(diào)試基本完成后，可著手調(diào)試模擬量、脈沖量控制。最主要的是選定合適控制參數(shù)。一般講，這個過程是比較長的。也好耐心調(diào)，參