課設PLC交通燈控制系統(tǒng)設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第一章基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng) PLC 基礎知識1.1 PLC 的概述可編程控制器（簡稱 PLC）是在繼電器控制和計算機技術的基礎上開發(fā)出來， 并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，集計算機技術，自動控制技術及通訊技術 于一體的一種新型工業(yè)控制裝置。PLC 改變原傳統(tǒng)的“硬”接線程序控制方式為存儲程序控制方式，即通過運行 事先編好，并存于程序存儲器中的用戶程序來完成控制的功能。而控制要求改 變時只需修改存儲器中用戶程序的部分語句即可?？删幊炭刂破饕云淇煽啃愿?，組合靈活，編程簡單，維護方便等獨特優(yōu)勢被日 趨廣泛應用于國民經濟的各個控制領域，它的應用深度和

2、廣度已成為一個國家 工業(yè)先進水平的重要標志。1.2 PLC 的由來早期工業(yè)生產中廣泛使用的電器自動控制系統(tǒng)是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)， 簡稱繼電器控制系統(tǒng)，隨著 20 世紀工業(yè)生產的迅速發(fā)展，市場競爭越來越激烈， 工業(yè)產品更新?lián)Q代的周期日趨縮短，新產品不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng) 難以滿足現(xiàn)代社會小批量、多品種、低成本、高質量生產方式的生產控制要求， 為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在 1969 年公開招標，要求用新的控制裝 置取代繼電器控制裝置，并從用戶角度提出了招標研制新一代工業(yè)控制器（可 編程序邏輯控制器）的十條要求，即：1、 編程方便，現(xiàn)場可修改程序，可迅速重新設計；2、 可靠性高于

3、繼電器控制裝置，對環(huán)境的適應性高；3、 維修簡單，采用模塊化結構；4、 體積小于繼電器控制裝置，能量消耗?。?、 能與中央處理系統(tǒng)進行通信，以便監(jiān)視系統(tǒng)運行狀態(tài)和情況；6、 系統(tǒng)能接受按鈕及限位開關的信號流；7、 輸出信號能直接驅動電動機起動器及電磁閥線圈；8、 在擴展時，原系統(tǒng)只要很小變更，并在很短時間內變更完畢；9、 成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭；10、 用戶程序存儲器容量至少能擴展到 4000 個存儲字節(jié)或存儲單元。這就是著名的 GM10 條，1969 年，美國數(shù)字設備公司（DEC）研制出第一臺 PLC，在美國通用汽車 自動裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操

4、作方便，可行性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點，很快地在 美國其他工業(yè)領域推廣應用。到 1971 年，已經成功地應用于食品，飲料，冶金，- 1 -基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重 視。1971 日本從美國引進了這項新技術，很快研制出了日本第一臺 PLC。1973 年，西歐國家也研制出它們的第一臺 PLC。我國從 1974 年開始研制。于 1977 年開始工業(yè)應用。1. 3 PLC 的 定 義可 編 程 控 制 器 (Programmable Controller) 是 計 算 機 家 族 中 的 一 員 ， 是 為

5、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 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 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

6、 ， 所 以 將 可 編 程 控 制 器 簡 稱 PLC可編程控制器一直在迅速發(fā)展中，因此到目前為止，尚未對其下最后的定 義。國際電工委員會（IEC）又先后頒布了 PLC 標準的草案第一稿，第二稿， 并在 1987 年 2 月通過了對它的如下定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。 它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制， 定 時，計數(shù)與算術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 制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與 工業(yè)控制系 統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。”總之，可

7、編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算 機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器 產品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據(jù)實際需要進行 選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進行設計編制。1.4 PLC 的工作原理和過程PLC 雖然以微處理器為核心，具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與 微機有很大不同，危機一般采用等待命令和中斷的工作方式，而 PLC 則是采用 “順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進行工作的。當 PLC 運行時，CPU 根據(jù)用戶按 控制要求編寫好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號周期性的程序循環(huán) 掃描，如果無跳轉指令，則

8、從第一條指令開始逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結 束，然后重返回第一條指令，開始下一輪掃描。每次完成對輸入信號的采樣和 對輸出狀態(tài)的刷新等工作，如此周而復始。PLC 工作過程大體分三個階段：輸入刷新階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新 階段。- 2 -123基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)輸入刷新階段PLC 在此階段首先以掃描方式按順序從輸入鎖存器中讀入所有輸入端子 的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將其存入內存中各對應的輸入狀態(tài)映像寄存 器中，這一過程稱為輸入刷新。隨后關閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段， 在程序執(zhí)行階段，即使輸入端狀態(tài)有變化，輸入狀態(tài)映像寄存器中的內 容也不發(fā)生變化。變化了的輸入信號狀態(tài)只能在下一周期

9、的輸入刷新階 段被讀入。程序執(zhí)行階段PLC 在程序執(zhí)行階段，按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條命令，所需的執(zhí)行 條件可以從輸入映像寄存器中和元件狀態(tài)寄存器中讀入，經過相應的運 算處理后，將結果再寫入元件映像寄存器中，因此對于每一個元件來說， 元件映像寄存器中所存的內容會隨著程序的執(zhí)行進程而改變。 輸出刷新階段當程序所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)映像寄存器的通斷狀態(tài)在 CPU 的控 制之下被一次集中送至輸出鎖存器中，并通過一定輸出方式，推動外部 相應執(zhí)行元件工作。1.5 PLC 的 結 構PLC 是 以 微 處 理 器 為 核 心 的 電 子 系 統(tǒng) ， 索 然 廠 家 品 種 繁 多 ， 功 能 和 指

10、令 系 統(tǒng) 存 在 差 異 ， 但 其 結 構 和 工 作 原 理 大 同 小 異 ， 它 一 般 由 中 央 處 理 單 元 CPU 、 存 儲 器 、 輸 入 / 輸 出 接 口 、 電 源 、 I/O 擴 展 接 口 、 外 部 設 備 接 口 、 編 程 器 等 幾 個 主 要 部 分 構 成 。中 央 處 理 單 元 CPUCPU 作 為 整 個 PLC 的 核 心 起 著 總 指 揮 的 作 用 ， 是 PLC 運 算 和 控 制 的 中 心 ， 主 要 任 務 是1、 診 斷 電 源 ， 內 部 電 路 的 工 作 狀 態(tài) 及 編 制 程 序 中 的 語 法 錯 誤 。2、 用

11、掃 描 的 方 式 采 集 由 現(xiàn) 場 輸 入 裝 置 送 來 的 數(shù) 據(jù) 和 狀 態(tài) ， 并 存 入 寄 存 器 中 。3、 運 行 狀 態(tài) 時 ， 按 用 戶 程 序 中 存 放 的 先 后 順 序 逐 條 讀 取 指 令 ， 經 編 譯 后 ， 按 指 令 規(guī) 定 的 任 務 完 成 各 種 運 算 和 操 作 ， 根 據(jù) 運 算 結 果 存 儲 相 應 數(shù) 據(jù) ， 并 更 新 所 有 標 志 位 的 狀 態(tài) 和 輸 出 映 像 寄 存 器 的 內 容 。4、 將 存 于 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 中 的 數(shù) 據(jù) 處 理 結 果 和 輸 出 映 像 寄 存 器 的 內 容 送 至 輸 出 電

12、路 。5、 按 照 PLC 中 系 統(tǒng) 程 序 所 賦 予 的 功 能 按 接 收 并 存 儲 從 編 程 器 輸 入 的 用 戶 程 序 和 數(shù) 據(jù) ， 響 應 各 種 外 部 設 備 的 工 作 請 求 。存 儲 器- 3 -基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)PLC 內 部 存 儲 器 有 兩 類 ：一 類 是 系 統(tǒng) 程 序 存 儲 器 ， 用 以 存 放 系 統(tǒng) 程 序 （ 包 括 系 統(tǒng) 管 理 程 序 、 監(jiān) 控 程 序 、 模 塊 化 應 用 功 能 子 程 序 以 及 對 用 戶 程 序 做 編 譯 處 理 的 編 譯 解 釋 程 序 等 ） 。 一 類 是 用 戶 存 儲 器 ，

13、 包 括 用 戶 存 儲 區(qū) 及 工 作 數(shù) 據(jù) 存 儲 區(qū) 。 其 中 用 戶 程 序 存 儲 區(qū) 主 要 存 放 用 戶 已 編 制 好 或 正 在 調 試 的 應 用 程 序 ； 工 作 數(shù) 據(jù) 存 儲 區(qū) 則 包 括 存 儲 各 種 輸 入 端 狀 態(tài) 采 樣 結 果 和 各 輸 出 狀 態(tài) 運 算 結 果 的 輸 入 / 輸 出 映 像 寄 存 器 區(qū) 、 定 時 器 / 計 數(shù) 器 的 設 定 值 和 經 過 值 存 儲 區(qū) 、 各 種 內 部 編 程 元 件 狀 態(tài) 及 特 殊 標 志 位 存 儲 區(qū) ， 存 放 暫 存 數(shù) 據(jù) 和 中 間 運 算 結 果 的 數(shù) 據(jù) 寄 存 器

14、 區(qū) 等 等 。輸 入 / 輸 出 接 口輸 入 / 輸 出 接 口 是 將 PLC 與 現(xiàn) 場 各 種 輸 入 、 輸 出 設 備 連 接 起 來 的 部 件 。 輸 入 接 口 通 過 PLC 的 輸 入 端 子 接 受 現(xiàn) 場 輸 入 設 備 （ 如 限 位 開 關 、 操 作 按 鈕 、 光 電 開 關 、 溫 度 開 關 等 ） 的 控 制 信 號 ， 并 將 這 些 信 號 轉 換 成 CPU 所 能 接 受 和 處 理 的 數(shù) 字 信 號 。輸 出 接 口 則 相 反 ， 它 將 CPU 處 理 過 的 輸 出 數(shù) 字 信 號 傳 送 給 輸 出 端 的 電 路 元 件 ， 以

15、控 制 其 接 通 或 斷 開 ， 從 而 驅 動 接 觸 器 、 電 磁 閥 、 指 示 燈 等 輸 出 設 備 獲 得 或 是 去 工 作 所 需 的 電 壓 或 電 流 。電 源PLC 的 電 源 是 指 將 外 部 輸 入 的 交 流 經 過 整 流 、 濾 波 、 穩(wěn) 壓 等 處 理 后 轉 換 為 滿 足 PLC 的 CPU 、 存 儲 器 、 輸 入 輸 出 接 口 等 內 部 電 子 電 路 工 作 需 要 的 直 流 電 源 電 路 或 電 源 模 塊 。 輸 入 、 輸 出 接 口 電 路 的 電 源 彼 此 相 互 獨 立 ， 以 避 免 或 減 小 電 源 間 的 干

16、擾 ?，F(xiàn) 在 許 多 PLC 的 直 流 電 源 采 用 直 流 開 關 穩(wěn) 壓 電 源 ， 這 種 電 源 穩(wěn) 壓 性 能 好 、 抗 干 擾 能 力 強 ， 不 僅 可 提 供 多 路 獨 立 的 電 壓 供 內 部 電 路 使 用 ， 而 且 可 以 為 輸 入 設 備 或 輸 出 設 備 的 傳 感 器 提 供 標 準 電 源 。編 程 器編 程 器 是 人 與 PLC 聯(lián) 系 和 對 話 的 工 具 ， 是 PLC 最 重 要 的 外 圍 設 備 。 用 戶 可 以 利 用 編 程 器 來 輸 入 ， 讀 出 、 檢 查 、 修 改 、 調 試 用 戶 程 序 ， 也 可 以 用 它

17、 監(jiān) 視 PLC 的 工 作 狀 態(tài) 、 顯 示 錯 誤 代 碼 或 修 改 系 統(tǒng) 寄 存 器 的 參 數(shù) 設 置 。I/O 擴 展 接 口- 4 -基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)若 主 機 （ 基 本 單 元 ） 的 I/O 接 口 不 能 滿 足 輸 入 輸 出 設 備 點 數(shù) 需 要 時 ， 可 以 通 過 此 接 口 用 扁 平 電 纜 線 將 I/O 擴 展 單 元 與 基 本 單 元 相 連 ， 以 增 加 I/O 點 數(shù) 。外 部 設 備 接 口外 部 設 備 接 口 可 將 編 程 器 、 上 位 計 算 機 、 圖 形 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 、 打 印 機 、 條 碼 判 讀 器

18、 等 外 部 設 備 與 主 機 CPU 連 接 ， 以 完 成 相 應 操 作 。1.6 PLC 的主要技術性能PLC 的主要技術性能，通常可以用以下各種指標進行描述。1、I/O 總點數(shù)I/O 總點數(shù)是衡量 PLC 可以接收輸入信號（I）和輸出信號（O）的數(shù)量。 PLC 輸入輸出有開關量和模擬量兩種，其中開關量用最大 I/O 點數(shù)表示，模 擬量用最大 I/O 通道數(shù)表示。2、用戶程序存儲容量用戶程序存儲量是衡量可存儲用戶應用程序多少的指標，通常以字或 K 字為 單位，PLC 中通常以字為單位來存儲指令和數(shù)據(jù)，一般的邏輯操作指令每條 占一個字，定時/計數(shù)、移位等指令占 2 個字，而數(shù)據(jù)指令占

19、2-4 個字。3、編程語言編程語言一般有梯形圖、語句表、控制系統(tǒng)程序流圖等幾種，因 PLC 不同而 不同。4、編程手段手持編程器、CRT 編程器、計算機編程分為小型、中型及大型 PLC 的編程裝 置。5、指令執(zhí)行時間指令執(zhí)行時間是指 CPU 執(zhí)行基本指令所需要的時間，一般每步幾至幾十微秒。6、掃描速度掃描速度是指掃描 1K 字用戶程序所需的時間，一般以 ms/K 字為單位。 7、指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)的指令種類和數(shù)量是衡量 PLC 的軟件功能強弱的重要指標。PLC 的 指令一般分為基本指令和高級指令兩部分。8、內部繼電器的種類和數(shù)量PLC 內部繼電器是指內部輔助繼電器、定時器/計數(shù)器、移位寄存器、特

20、殊 功能繼電器等，其數(shù)量多少關系到編程是否靈活方便。- 5 -基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)9、其它除以上基本性能外，不同的 PLC 還有一些其他指標，如輸入/輸出方式、 特殊功能模塊種類、自診斷、通訊聯(lián)網、遠程 I/O、監(jiān)控、主要硬件型號、 工作環(huán)境及電源等級等。第二章模擬交通燈控制系統(tǒng)設計要求2.1十字路口交通燈控制設計要求描述1、按下開關 S1 后，交通燈白天模式工作，南北紅燈亮 10s，同時東西綠燈先平光亮 5s，再閃爍亮 3s，然后東西黃燈亮 2s；總共 10s 結束后，東西紅燈 亮 10s，同時南北綠燈平光亮 5s，再閃爍亮 3s，然后南北黃燈亮 2s，依次循環(huán) 下去，在此過程中，

21、數(shù)碼管跟隨紅燈亮的 10s 開始顯示時間的減少，一直的循 環(huán)。2、 白天時，按下開關 S3，提前進入夜間模式，當此時按 S2 時，交通燈控 制系統(tǒng)可以關斷，但夜間模式時按 S4 鍵進入不了強制通行狀態(tài)，因夜間一般不 會出現(xiàn)強制通行的任務。3、 白天模式時、按下 S4，交通燈進入強制通行狀態(tài)，交通燈所有紅燈亮， 并且，數(shù)碼管顯示全為 8，象征吉利，此時一般是有大的領導來的時候，要一 路同行時使用。當通行完畢后按 S1 即可恢復正常。4、 當過一段時間，白天模式進行 60s 后，自動進入夜間模式，夜間模式持 續(xù) 30s 時，自動轉為白天模式，在夜間模式時，只能有黃燈閃爍，按任意按鈕 都沒有作用，只

22、要是 PLC 通電，夜間模式就能執(zhí)行。保證夜間不管是什么情況， 總能保證夜間模式的執(zhí)行。白天正常工作時紅黃綠燈亮滅對應時間如下：東西信號綠燈亮綠燈閃黃燈紅燈亮時間5s3s2s10s南北信號紅燈亮綠燈亮綠燈閃黃燈亮時間10s5s3s2s數(shù)碼管顯示數(shù)字顯示由 90 遞減數(shù)字顯示由 90 遞減夜間模式只能黃色燈閃，不能關閉。30s 后轉為白天模式，再 60s 轉為夜間模式強制通行強制所有紅燈亮，同時數(shù)碼管顯示 8.按 X0 恢復正常。2.2 十字路口交通燈的路況畫出模擬圖- 6 -基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)北綠黃 紅綠黃西紅紅東黃綠紅黃 綠南2.1 交通指揮燈示意圖第 3 章 交通燈控制系統(tǒng)硬件

23、設計 3.1 PLC 機型和容量的選擇步驟與原則隨著 PLC 技術的發(fā)展，PLC 產品的種類也越來越多。不同型號的 PLC，其結 構形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合 也各有側重。因此，合理選用 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術經濟指標有 著重要意義。PLC 的選擇主要應從 PLC 的機型、容量、I/O 模塊、電源模塊、特殊功能模 塊、通信聯(lián)網能力等方面加以綜合考慮。PLC 機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提 下，力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點：1、合理的結構型式PLC 主要有整體式和模塊式兩種結構型式。整體式 P

24、LC 的每一個 IO 點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式 PLC的功能擴展靈活方便在 IO 點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、IO 模塊的 種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復雜的控制系統(tǒng)。2、安裝方式的選擇PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程 IO 式以及多臺 PLC 聯(lián)網的分布 式。集中式不需要設置驅動遠程 IO 硬件，系統(tǒng)反應快、成本低；遠程 IO 式適- 7 -基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程 IO 可以分散安裝在現(xiàn)場裝 置附近，連線短，但需要增設驅動器和遠程 IO 電源；多臺

25、 PLC 聯(lián)網的分布 式適用于多臺設備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型 PLC， 但必須要附加通訊模塊。3、相應的功能要求一般小型(低檔)PLC 具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關 量控制的設備都可滿足。對于以開關量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 AD 和 DA 轉換單元，具有加減算術運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔 PLC。對于控制較復雜，要求實現(xiàn) PID 運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網等功能，可視 控制規(guī)模大小及復雜程度，選用中檔或高檔 PLC。但是中、高檔 PLC 價格較貴， 一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。4、響應速度要求PLC 是為工業(yè)自動

26、化設計的通用控制器，不同檔次 PLC 的響應速度一般都 能滿足其應用范圍內的需要。如果要跨范圍使用 PLC，或者某些功能或信號有 特殊的速度要求時，則應該慎重考慮 PLC 的響應速度，可選用具有高速 IO 處理功能的 PLC，或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的 PLC 等。 5、系統(tǒng)可靠性的要求對于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應考慮 是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。6、機型盡量統(tǒng)一主要考慮到以下三方面問題：1) 機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。2) 機型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術力量的培訓和技術水平 的提高。3) 機型統(tǒng)一，其

27、外部設備通用，資源可共享，易于聯(lián)網通信，配上位計算 機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。3.2 PLC 容量的選擇步驟與原則PLC 的容量包括 IO 點數(shù)和用戶存儲容量兩個方面。1、IO 點數(shù)的選擇PLC 平均的 IO 點的價格還比較高，因此應該合理選用 PLC 的 IO 點的 數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的 IO 點最少，但必須留有一定的裕 量。通常 IO 點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上 10%15%的裕量來確定。2、存儲容量的選擇- 8 -基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)用戶程序所需的存儲容量大小不僅與 PLC 系統(tǒng)的功能有關，而且還與功能 實現(xiàn)的方法、程序編寫

28、水平有關。一個有經驗的程序員和一個初學者，在完成 同一復雜功能時，其程序量可能相差25%之多，所以對于初學者應該在存儲容量 估算時多留裕量。PLC 的 IO 點數(shù)的多少，在很大程序上反映了 PLC 系統(tǒng)的功能要求，因此 可在 IO 點數(shù)確定的基礎上，按下式估算存儲容量后，再加20%30%的裕量。存儲容量(字節(jié))開關量 IO 點數(shù)×10模擬量 IO 通道數(shù)×1003.3本系統(tǒng)選擇的 PLC本次交通燈設計用的是 FP-1C40 可編程控制器。由于實驗室的 PLC 是松下FP-1C40 可編程控制器，所以為了方便演示而選擇的。3.4 可編程控制器 I/O 端口分配根據(jù)對交通指揮信

29、號燈系統(tǒng)控制設計分析，系統(tǒng)采用自動控制方式，輸入 有系統(tǒng)白天模式按鈕，白天關閉系統(tǒng)按鈕，夜間模式按鈕，白天強制通行按鈕， 輸出有東西方向、南北方向各兩組指示信號。由于每一個方向的兩組指示燈中， 同種顏色的指示燈同時工作，為了節(jié)省輸出點數(shù)，可采用并聯(lián)輸出方法。當夜 間模式時有顯示正處于夜間模式的指示燈，當處于白天模式時有處于白天模式 的指示燈，當處于強制通行時，有處于強制通行模式的指示燈。由此可知，該 系統(tǒng)所需的輸入點數(shù)為 4，輸出點數(shù)為 16。全部是開關量，則可將 I/O 分配用 表 3-1 和表 3-2 表示表 3-1 輸入口地址分配表輸入口地 址分配表白天工作開按鈕 S1X0白天工作關按鈕

30、 S2X1夜間模式按鈕 S3X2強制通行按鈕 S4X4表 3-2 輸出口地址分配表輸出口地址分配表東西紅燈Y0數(shù)碼管 a 段Y8東西黃燈Y1數(shù)碼管 b 段Y9東西綠燈Y2數(shù)碼管 c 段YA南北紅燈Y3數(shù)碼管 d 段YB南北黃燈Y4數(shù)碼管 e 段YC南北綠燈Y5數(shù)碼管 d 段YD顯示強制通行Y6數(shù)碼管 f 段YE顯示夜間模式Y7顯示白天工作YF3.3 PLC 外部接線圖- 9 -X0X1X2X3COMY8Y9YAYBYCYDYEY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7YFCOM1東西紅燈東西綠燈東西黃燈南北紅燈南北綠燈南北黃燈強制同行夜間顯示白天顯示電源基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)白天開 S1白天關

31、S2夜間開 S3強制通行S4FEAG BCD數(shù)碼管端口4.1圖 3-1,PLC 外部接線圖第四章 模擬交通燈控制系統(tǒng)軟件設計 時序圖交通等正常白天工作時，對指揮燈的控制要求按一定時序進行，如下： 啟動/南北紅燈東西綠燈東西黃燈東西紅燈- 10 -基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)夜間模式時，只有每個路口的黃燈交替閃爍。4.2繼電器、定時器、計數(shù)器、寄存器功能分配表如附件 4 所示。4.3流程圖根據(jù)交通燈工作的實際控制情況，可得出其流程圖如圖附5所示,。4.4 程序梯形圖根據(jù)對交通信號燈的控制要求及 PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 分配的定義，可對 PLC 進行控制程序的設計，其梯形圖如附件 6 所示。

32、下面對所設計的梯形圖作幾點說明：(1) 當按下 S1 按鈕，白天模式指示燈 YF 亮，Y0 接通 10s，東西紅燈亮 10s，數(shù)碼管由 9 每秒遞減至 0， 同時 Y5 接通亮，南北綠燈亮 5s，閃爍 3s， 之后 Y4 接通南北黃燈亮 2s。之后，南北黃燈滅，數(shù)碼管由 9 每秒遞減至 0， Y3 接通，南北紅燈亮 10s，同時，Y2 接通，東西紅燈變?yōu)榫G燈亮 5s，閃 3s， 然后，Y1 接通。東西黃燈亮 2s。(2) 白天時，按下 S3，進入強制通行狀態(tài)，Y0 和 Y3 保持接通，東西南北 紅燈一直亮。(3) 白天時，按下 S2，可以進入夜間模式，Y1 和 Y4 同時間隔通電，南北 黃燈閃

33、爍，再按其他鍵可以返回其他狀態(tài)。(4) 白天時，按下 S1，關閉整個系統(tǒng)，但時間照樣走(1) 夜間時執(zhí)行夜間模式，Y1 和 Y4 同時間隔通電，東西南北黃燈閃爍， 同時按其它鍵都沒有關閉或更換模式的功能。第五章系統(tǒng)的軟硬件調試 - 11 -東西紅燈Y0數(shù)碼管 a 段Y8基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)5.1、硬件調試接通電源，檢查松下 FP-1C40 型可編程控制器是否可以正常工作，接頭 是否接觸良好，然后把其與電腦的通信口連接。電腦與 PLC 連接正確之后，再連接交通燈的外接電路，將數(shù)碼管和模擬交通連接，并連上電源線。 通過下載程序，調試電路是否正確。5.2、軟件調試打開 FPSOFT 軟件，

34、按要求輸入梯形圖，看軟件是否與 PLC 可編程控制 器正常連接，下載此梯形圖到 PLC 可編程控制器，進行下一步的運行調 試。5.3、運行調試在硬件調試和軟件調試的基礎上，運行此程序并進行調試直至程序可以 按照系統(tǒng)要求運行。參考文獻和資料1、 吳建強、姜三勇編著可編程控制器原理及其應用，哈爾濱工業(yè)大學出 版社,1998 年 9 月。2、 常斗南主編，可編程控制器原理應用實驗，機械工業(yè)出版社，1998 年 7 月。3、 李俊秀、趙黎明主編，編程控制器應用技術實訓指導，化學工業(yè)出版社， 2004 年 1 月。4、 中國期刊網附件:附件 1輸入口地址分配表輸入口地址分配表白天工作開按鈕 S1X0白天工作關按鈕 S2X1夜間模式按鈕 S3X2強制通行按鈕 S4X4附件 2輸出口