【正文】 據(jù)，使用戶程序不丟失，如 EPROM、 EEPROM 寫入器等。 （ 5） PLC 的外部設(shè)備：外部設(shè)備是 PLC 系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 ①編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。 （ 3）電源模塊：有些 PLC 中的電源，是與 CPU 模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。它的總線接口，用于接 I/O 模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進行通訊。 CPU 雖然劃分為以上幾個部分，但 PLC 中的 CPU 芯片實際上就是微處理器，由于電 輸入接口部件 中央處理單元 CPU板 電 源 部 件 接口部件輸出 路的高度集成，對 CPU內(nèi)部的詳細分析已無必要，我們只要 弄清它在 PLC 中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。一般將一路信號稱作一個店，將輸入輸出點數(shù)的總和稱為機器的點。 箱體式 PLC 一般用于規(guī)模小，輸入輸出點數(shù)固定，不需要擴展的場合。 PLC 結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時 ,PLC 的編程語言也越來越豐富。 (3)PLC 大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信功能。 PLC 已成為工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中占主導地位的通用工業(yè)控制裝置。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展， 20 世紀 70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到 PLC 中，使 PLC不僅具有邏輯運算，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送等功能。但是電氣控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。 本文分六章，第 1章介紹了交通燈的作用和意義；第 2章介紹了 PLC 的發(fā)明、發(fā)展、PLC的一般結(jié)構(gòu)以及他的應(yīng)用領(lǐng)域；第 3章交通燈的軟件編程；第 4章介紹了系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)的 I/O 分配表和實物圖，系統(tǒng)的梯形圖；第 5章介紹了系統(tǒng)整體調(diào)試的硬件安裝和軟件調(diào)試；第 6章總結(jié)本次設(shè)計所學到的知識。 本文的研究內(nèi)容 PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。三菱 PLC有小型化，高速度，高性能等特點，三菱可編程控制器指令豐富，可以 接各種輸入，輸出擴充設(shè)備，有豐富的特殊擴展設(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。 隨著城市機動車量的不斷增加，許多大城市如北京，上海，南京等出現(xiàn)了交通超負荷運行的情況，因此，自 80 年代后期，這些城市紛紛修建城市高速公路，在 高速公路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。第一章 緒 論 交通信號燈的作用和意義 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。然而，隨著交 通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預期的作用。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程控制器（ PLC）對十字路口交通控制等實現(xiàn)控制。國際電工委員會（ IEC）頒布了對 PLC的規(guī)定：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)境下應(yīng)用而設(shè)計。 第二章 可編程控制器概況 可編程控制器（ PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱 PC）。 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)美國通用汽車公司的要求研制成功了世界上第一臺 PLC，并在通用汽車公司的自動裝配線上使用，取得很好的成果。 20世紀 80 年代后，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， 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 的發(fā)展趨勢 (1)向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高 PLC 的處理能力，要求 PLC 具有更好的響應(yīng)速度和更大的儲存容量。為了擴大適用范圍，廠家還制定了通用的通信彼岸準，已構(gòu)成更 大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。多種語言并存、互補與發(fā)展是 PLC進步的一種趨勢。模塊式 PLC一般用于規(guī)模較大，輸入輸出點數(shù)多，輸入輸出點數(shù)比例靈活的場合。按照點數(shù)的多少，可將 PLC 分為超小，小，中，打，超大等五類型如下 表 21： 表 21 PLC 按規(guī)模分類 超小型 小型 中型 大型 超大型 64點以下 64— 128點 128— 512點 512— 8192點 8192點以上 可編程控制器的配置 可編程控制器雖然外觀各異，但硬件結(jié)構(gòu)大體相同。 與通用計算機一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制 及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。 CPU 模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。 CPU 模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對 PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。同時，有的還為輸入電路提供 24V的工作電源。編程器是 PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。 ④輸入輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機等。 了解了 PLC 的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮 PLC 所提供的最佳功能。為了使 PLC 能處理模擬信號， PLC 廠家生產(chǎn)有配套的 A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，使 PLC 可用于模擬量控制。 （ 4）過程控制 這是對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用 （ 5）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能， 可以完成數(shù)據(jù)采集、分析及處理。在工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展加快前提下，廠家都十分重視 PLC 的通訊功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通訊十分方便。用戶在 MCGS 組態(tài)環(huán)境中完成動畫設(shè)計、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，生成擴展名為 .mcg 的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，其與 MCGS 運行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程”。 主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在本窗口內(nèi)配 置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊設(shè)備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。 運行策略：本窗口主要完成工程運行流程的控制。當起動開關(guān)停止時 ，所有的燈信號全部熄滅。此時數(shù)碼管顯示數(shù)字為 0。主要內(nèi)容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動窗口（封面窗口退出后接著顯示的窗口）名稱，指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫，設(shè)定動畫刷新的周期。編制菜單分兩步進行，第一步首先搭建菜單的框 架，第二步再對各級菜單命令進行功能組態(tài)。后一部分則設(shè)置圖形的動畫屬性，與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動畫圖形的驅(qū)動源。 編寫程序調(diào)試工程：利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動畫顯示和控制流程是否正確。 MCGS 為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。 （ 2） 循環(huán)一次要 70 秒。（見附錄 1 圖） 系統(tǒng) I/O 分配表 交通燈的 I/O 分配表如下 ： 表 41 交通燈 I/O 的分配表 輸入信號 輸出信號 名稱 輔助繼電器 輸出繼電器 輸出元件 作用 啟動 M1 Y1 綠燈 東西綠燈指示 停止 M2 Y2 黃燈 東西黃燈指示 Y3 紅燈 東西紅燈指示 Y4 紅燈 南北紅燈指示 Y5 綠燈 南北綠燈指示 Y6 黃燈 南北黃燈指示 硬件安裝 安裝前的準備 鑒于控制要求，安裝前必須準備好所需要的器件，如下表所示： 表 42 器件清單 器件 數(shù)量（單位∕個） 器件 數(shù)量（單位∕個） 直徑為 5毫米綠燈 12 電烙鐵 1 直徑為 5毫米黃燈 4 焊錫 若干 直徑為 5毫米紅燈 12 多功能電路板 1 直徑為 3毫米綠燈 8 多路接口 1 直徑為 3毫米紅燈 8 18 導線 若干 安裝時的注意事項 （ 1）每個控制 燈都要用萬用表檢測它的好壞并判斷它的正負極，每個電阻也要用萬用表確定它的阻值。把每個燈的負極用導線連接在一起，可以簡化電路的焊接。 調(diào)試過程中遇到的問題 為什么不循環(huán)？ 當給了信號后系統(tǒng)正常運行，但只運行了 50S 就不循環(huán)了，查看系統(tǒng)沒什么不對的，最后在同學的指導下才知道，原來在梯形圖第四步時多加了計數(shù)器 C3 閉合，這使得在程序進行到 C3 作用時整個系統(tǒng)失去了信號，從而使系統(tǒng)只執(zhí)行一次。 第五章 軟件編程 編程元件 下面我們著重介紹三菱公司的 FX2N 系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能。一般情況下， X 代表輸入繼電器， Y代表輸出繼電器， M代表輔助繼電器， SPM 代表專用輔助繼電器， T代表定時器， C代表計數(shù)器， S 代表狀態(tài)繼電器， D代表數(shù)據(jù)寄存器， MOV 代表傳輸?shù)?。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為 X000 ～ X007， X010 ～ X017， X020 ～ X027 。輸出繼電器 的電子常開 /常閉觸點使用次數(shù)不限。 （ 3）輔助繼電器（ M） PLC 內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由 PLC 內(nèi)各軟元件的觸點驅(qū)動。如下圖中的 M300，它只起到一個自鎖的 功能。定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù) K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。當驅(qū)動輸入 X000 斷開或發(fā)生停電時，定時器就復位，輸出觸點也復位。每一個計數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減 1，當現(xiàn)時值減到零時停止計數(shù)，同時觸點閉合。 通用計數(shù)器的通道號： C0 ～ C99，共 100點。當?shù)?10次執(zhí)行線圈指令時，計數(shù)器 C0的輸出觸點即動作。 (6)數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)寄 存器是計算機必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。但是，由 RUN→ STOP 時，全部數(shù)據(jù)均清零。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，PLC 運行與否，其內(nèi)容也不變化。用外部設(shè)備口進行寫入操作。 ④ RAM 文件寄存器 通道分配 D6000～ D7999，共 2021 點。 FX2N 系列的基 本邏輯指令 基本邏輯指令是 PLC 中最基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了 PLC 的使用方法，各種型號的 PLC 的基本邏輯指令都大臺大同小異，現(xiàn)在我們針對 FX2N 系列，逐條學習其指令的功能和使用方法。輸出指令用于并行輸出，能連續(xù)使用多次。 ORB 指令是一種獨立指令，其后不帶操作元件號，因此， ORB 指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。若不寫 END 指令， PLC 將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用 END指令可縮短掃描周期。 系統(tǒng)的梯形圖 梯形圖 梯形圖是通過連線把 PLC 指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的 PLC 指令及 其前后順序，它與電氣原理圖很相似。母線是用來連接指令組的。一般講，其順序為：先輸入，后輸出（含其他處理）；先上，后下；先左，后右。如梯形圖的輸出（ OUT）指令，對應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如 LD， AND， OR）對應(yīng)于接點，互鎖指令（ IL、 ILC）可看成總開關(guān)，等等。 梯形圖的編程規(guī)則 （ 1）每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數(shù)量限制。 （ 5）在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析 PLC 的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動，這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動 —— 即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。 步 28~步 51 是信號燈顯示電路 ，用來對兩個方向信號燈的變化進行控 制。最后在定時器的線圈電路中，串聯(lián)一個 T5 的常閉觸點，其作用是當 T5 定時時間到，其常閉觸點斷開時，是所有的定時器復位，以便開始先一個循環(huán)過程。 3）調(diào)試運行。 當 PLC 運行時，可以使用 GX 軟件中的監(jiān)視功能監(jiān)控整個程序的運行過程，以方便調(diào)試程序。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。實驗最后成功完成，由于很多客觀原因，比如時間上，個人技術(shù)上，本設(shè)計的應(yīng)用范圍不是很廣，想想還可以用攝像頭測量十字路口的車流量，改變路口的通行時間，實現(xiàn)智能化。但不管怎么樣這次畢業(yè)設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶。他們使我的大學生活充滿了色彩，無論收獲、遺憾，對我來說都是一筆寶貴的財富。而且大大提高了動手的能力， 使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。 UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t n