PLC交通灯方案设计.docx

PLC交通灯的方案设计目录PLC交通灯1摘要2第一章PLC的特点及应用21. 1概述21.2 PLC的特点21.3 PLC的应用32. 1 PLC的分类42. 2 PLC的构造52. 3 PLC的工作原理52.4 PLC汇编语言62.5 PLC的根本指令72. 6PLC交通灯毕业论文编程器件10第三章梯形图的设计与编程方法103. 1控制要求103. 2控制时序113. 3PLC交通灯毕业论文硬件及外围元器件114. 1梯形图115. 4软件设计110008ANB00090RX0030010OUTY0064程序完毕指令（END）符号（名称）功能梯形图表示操作元件END （完毕）程序完毕一 完毕在程序完毕处写上END指令，PLC只执行第一步至END之间的程序，并立即 输出处理。假设不写END指令，PLC将以用户存贮器的第一步执行到最后一 步，因此，使用END指令可缩短扫描周期。另外。在调试程序时，可以将END 指令插在各程序段之后，分段检查各程序段的动作，确认无误后，再依次删 去插入的END指令。其他的一些指令，如置位复位、脉冲输出、去除、移位、主控触点、空操作、 跳转指令等，同学们可以参考一些课外书，在这里我们不详细介绍了。下面同学们可练习由梯形图写出与之对应的助记符形式的指令。并由 后面的GPP软件传输到PLC中，实时运行。2. 6PLC交通灯编程器件一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M代表辅助继电器，SPM 代表专用辅助继电器，T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表 数据存放器，MOV代表传输等。第三章梯形图的设计与编程方法3. 1控制要求信号灯受启动及停顿按钮的控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开场工作，并 周而复始地循环工作，当按下停顿按钮时，系统将停顿在初始状态，所有信号灯都熄灭。4. 2寸空制时序交通灯示意图如图1所示，在东西南北两个方向均安装信号灯，两个方向各6个灯, 分为红、黄、绿三种颜色。工作时序如图2所示，假设东西向较忙，绿灯时间是南 北向的2倍(40s)。按下起动按钮后，南北向绿灯亮维持20s, 20s后，南北黄灯闪 烁3次，计6S,期间，东西向红灯也亮，并维持26s； 26s后，东西方向绿灯亮40s, 后东西向黄灯闪烁3次，计6s,期间，南北向红灯也亮，并维持46so接下去周而复 始，直到停顿按钮被按下为止。5. 3PLC交通灯硬件及外围元器件根据信号灯的控制要求，所有的器件有：三菱FX系列PLC、起动按钮SB1、停顿按钮SB2、红黄绿色信号灯各4只，输入/输出端口接线如图3所示。由图可见：起动按钮SB1接于输入继电器X0 端，停顿按钮SB2接于输入继电器xl端，东西方向的绿灯接于输出继电器Y5端，东 西方向黄灯接于输出继电器Y4端，东西方向的红灯接于输出继电器Y3端，南北方 向绿灯接于输H1继电器Y2端，南北方向的黄灯接于输出继电器Y1,南北方向红灯 接于输出继电器Y0。将输出端的C0M1及COM2用导线相连，输出端的电源为交流 220Vo如果信号灯的功率较大，一个输出继电器不能带动两只信号灯，可以采用 一个输出点驱动一只信号灯:也可以采用输出继电器先带动中间继电器，再由中 间继电器驱动信号灯。3. 4 I/O分配表第四章程序设计4. 1梯形图4. 2 PLC交通灯毕业论文指令图6. 3流程图7. 4软件设计采用步进梯形指令双流程编程实现，应用并联分支构造，其状态转移图如图4所示。 由图可知，我们把东西和南北方向信号灯的动作分成两个流程同时起动，分别运 行各自的时序动作，相互之间的配合由统一的时钟进展有机配合，不会出现过失。 现仅以南北方向的动作简单分析一下工作原理，东西方向工作过程根本一样， 在此不再赘述。系统起动时，利用M8002开机脉冲自动进入X0状态，系统处于等待 状态。当启动按钮SB1按下时，xOll接通,Y1和Y4同时起动,Y1使南北绿灯亮, Y4使东西红灯亮（东西方向以下不分析），xO起动的同时TO开场计时，20s后利用常 开接点的闭合使状态进入T4,此时Y3和Y5起动，T4使南北黄灯亮，口计时6s, 6s 后进入T2,在T3状态下，起动C0和T2,此时南北黄灯灭，C0计数加1, T2时间到时， 如果co, J-数不到3次，状态转到T0循环，如果C0计数到3次，状态转入T4,这样就 做到了南北方向黄灯闪烁3次的要求。南北方向黄灯闪烁3次后，系统进入T4状态, 在T4状态下，为下次闪烁作好准备，同时起动Y3和Y5, Y1使南北红灯亮，亮46s 后进入X0状态，至此南北方向的一个循环执行完，此时东西方向也应该完成，在两个方向都完成后（必须都完成），又重新进入X0和XII,如此反复工作。在任何时候按下停顿按钮SB2, XI接通，并复位相关状态和计数器，系统自动 停顿。摘要PLC可编程序控制器是以微处理器为根基,综合了计算机技术、自动控制技术和通 讯技术开展而来的一种新型工业控制装置。它具有构造简单、编程方便、可靠性 高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工 业自动化装置中应用最多的种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控 制的主要手段和重要的根基设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的 三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分 丰富，可对目前普遍使用的“渐进式信号灯进展准确控制,特别对多岔路口的控 制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本 身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进展统一调度管 理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理.关键词：交通灯PLC程序设计第一章PLC的特点及应用1.1 概述可编程控制器(Programmable Control 1 er)是计算机家族中的一员，是为工业控 制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术 的开展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置 称作可编程控制器，简称PC。但是为了防止与个人计算机(Personal Computer) 的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。1.2 PLC的特点1可靠性高，抗干扰能力强;2通用性高，使用方便；3程序设计简单，易学，易懂；4采用先进的模块化构造，系统组合灵活方便；5系统设计周期短；6安装简便，调试方便，维护工作量小；7对生产工艺改变适应性强，可进展柔性生产；1.3 PLC的应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制 造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳 为如下几类。1开关量的逻辑控制这是PLC最 根本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻 辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水 线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线 等。2模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和 速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量(Analog) 和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和 D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接 用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制 模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电 梯等场合。4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算 机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控 制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也 具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化 工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻将运算）、数据传送、数 据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些 数据可以与存储在存储器中的参考值比照，完成一定的控制操作，也可以利用通 信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系 统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品 工业中的一些大型控制系统。6通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制 的开展，工厂自动化网络开展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能， 纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。第二章PLC的构造及原理2.1 PLC的分类1按P1C的构造形式分类：1）整体式；2）模块式。2按plc的I/O点数分类：1）小型256点以下；2）中型256点以上，2048点以下；3）大型2048点以上。3按plc功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。2. 2 PLC的构造plc实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件构造 根本上与微型计算 机从构造上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU 板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块 可以按照一定规则组合配置。PLC的根本构造框图如下:2. 3 PLC 的承受现场信号1 . plc的工作方式1）输入采样阶段，在此阶段，顺序读入所有输入缎子通断状态，并将读入 的信息存入内存，接着进入程序执行阶段，在程序执行时，即使输入信号发生变 化，内存中输入信息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能读入 信息。2）程序执行阶段：plc对用户程序扫描。3）输出刷新阶段：当所有指令执行完毕通过隔离电路，驱动功率放大器,电路是输出端子向外界输出控制信号驱动外部负载。2 . 4 PLC汇编语言采用面向控制过程，面向问题，简单直观的plc编写横语言，常用的有：梯形 图，语句表，功能图等。3 .梯形图：由继电器控制逻辑演变而来，两者具有一定程度的相似性，但梯 形图编程语言功能更强更方便。主要特点：1）自上而下，从左到右的顺序排列，两列垂直线为母线。每一逻辑行, 起使左母线。2）梯形图中采用继电器名称，但不是真实物理继电器称为“软继电器3）每个梯级流过的是概念电流，从左向右，其两端母线设有电源。4）输入继电器，用于接入信号，而无线圈，输入继电器，通过输入接 入的继电器，晶体及晶闸管才能实现。4 .语句表：乂叫指令表，类似计算机汇编语言形式，用指令的记助符编程。例: 以以以下图是三菱公司的FX2N系列产品的最简单的梯形图例：X000X001X01END它有两组，第一组用以实现启动、停顿控制。第二组仅一个END指令，用以完毕程序梯形图与助记符的对应关系：助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系， 而梯形图的连线又可把指令的顺序予以表达。一般讲，其顺序为：先输入， 后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形图就可将其翻译 成助记符程序。上图的助记符程序为：地址指令变量0000LDxooo0001ORX0100002ANDX0010003OUTY0000004END反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图2. 5 PLC的根本指令1输入输出指令（LD/LDI/OUT）下面把LD/LDI/OUT三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说明:符号 功能梯形图表示操作元件LD （取） 常开触点与母线相连 HHX, Y, M, T, C,SLDI （取反）常闭触点与母线相连匕修X, Y, M, T, C,SOUT （输出） 线圈驱动 LO Y, M, T, C, S,FLD与LDI指令用于与母线相连的接点，此外还可用于分支电路的起点。OUT指令是线圈的驱动指令，可用于输出继电器、辅助继电器、定时器、 计数器、状态存放器等，但不能用于输入继电器。输出指令用于并行输出, 能连续使用屡次。X000. Y00（U 地址 卜旨令 数据0001 OUT YOOO2触点串连指令（AND/ANDI）,并联指令（OR/ORI）符号（名称）功能梯形图表示操作元件AND （与）常开触点串联连接|一11X, Y, M, T, C,SANDI （与非）常闭触点串联连接|11X, Y, M, T, C,S0R （或）常开触点并联连接一IT"X, Y, M, T, C,：ORT （或非）常闭触点并联连接TphX, Y, M, T, C,：AND、ANDI指令用于一个触点的串联，但串联触点的数量不限，这两个指令 可连续使用。OR、0RI是用于一个触点的并联连接指令。X00Il|非2Y/U、地址指令数据X0030002LDX0010003ANDIX0020004ORX0030005OUTY0013电路块的并联和串联指令（ORB. ANB）符号（名称）功 能 梯形图表示操作元件ORB （块或）电路块并联连接 um无ANB （块与）电路块串联连接 TI）无 含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接块，串联电路块并联连 接时，支路的起点以LD或LDNOT指令开场，而支路的终点要用ORB指令。ORB 指令是一种独立指令，其后不带操作元件号，因此，ORB指令不表示触点，可以看成电路块之间的一段连接线。如需要将多个电路块并联连接，应在每 个并联电路块之后使用一个ORB指令，用这种方法编程时并联电路块的个数 没有限制；也可将所有要并联的电路块依次写出，然后在这些电路块的末尾 集中写出ORB的指令，但这时ORB指令最多使用7次。将分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时使用ANB指令，各 并联电路块的起点，使用LD或LDNOT指令；与ORB指令-样，ANB指令也不 带操作元件，如需要将多个电路块串联连接，应在每个串联电路块之后使用 一个ANB指令，用这种方法编程时串联电路块的个数没有限制，假设集中使 用ANB指令，最多使用7次。ANBX000X002X003X001X004 X005Y006X003地址指令数据0000LD X0)00001 1 ORX0010002LDK0020003ANDX0030004LDIX0040005ANDX0050006ORX0060007ORB