【正文】 CPU 能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。箱體式 PLC 的主箱體也有這些顯示。 CPU 的寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)框圖如下所示： 接受 驅(qū)動(dòng) 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 受控元件 圖 21 基本構(gòu)成 (1)CPU 的構(gòu)成： PLC 中的 CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺(tái) PLC 至少有一個(gè) CPU，它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。 (2)按應(yīng)用規(guī)模及功能分類：為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的應(yīng)用要求 ， PLC 能夠處理的輸入信號(hào)數(shù)量是不一樣的。為了便于 5 在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝，便 于擴(kuò)展，方便接線，其結(jié)構(gòu)與普通計(jì)算機(jī)有很大區(qū)別，常見(jiàn)的有箱體式，模塊式，及疊裝式三種結(jié)構(gòu)。外部故障的幾率很大，因此， PLC 廠家致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性 (5)編程語(yǔ)言多樣化。以適應(yīng)不同類型的自動(dòng)控制系統(tǒng)的需要。 自從第一臺(tái) PLC 出現(xiàn)以后，日本、德國(guó)、法國(guó)等也相繼開(kāi)始研制 PLC，并得到了迅速的發(fā)展。 早期的 PLC 僅有邏輯運(yùn) 算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制，故稱為可編程控制器。 PLC 的發(fā)明和發(fā)展 PLC 的發(fā)展 在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電器控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。通常的平均無(wú)障礙時(shí)間都在 30 萬(wàn)小時(shí)以上； （ 2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，維護(hù)方便，改造容易，功能完善，實(shí)用性強(qiáng)； （ 3）干擾能力強(qiáng)，具有硬件故障的自我檢查功能，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(lái) PLC 的性能價(jià)格比有較大幅度的提高，是的實(shí)際應(yīng)用成為可能。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道，城區(qū)與周邊地區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問(wèn)題， 根據(jù)交通等工藝控制要求和特點(diǎn)，我們采用了日本三菱公司 FX2N_48MR。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)控指揮中最重要的組成部分。 關(guān)鍵詞 ： PLC， 交通燈控制系統(tǒng) ， 性價(jià)比 2 Abstrac： With the social and economic development, urban transport problems are being increasingly a cause for concern. Of passengers, vehicles and the relationship between the way the coordination of traffic management has bee an important need to address one of the issues. In this paper, FX2N_48MR Mitsubishi programmable logic controller (PLC) control system of traffic lights. The system chosen PLC (Programmable Logic Controller) to achieve the traffic lights to control the entire system conducive to the realization of the automation and modernization。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(wèn)題之一。 本文提出了三菱公司FX2N_48MR 可編程控制器（ PLC）的交通燈控制系統(tǒng)。 is conducive to simple and practical procedure to acplish the functions of a better。 隨著城市機(jī)動(dòng)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(fù)荷運(yùn)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。三菱 PLC有小型化，高速度，高性能等特 點(diǎn)，三菱可編程控制器指令豐富，可以接各種輸入，輸出擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(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。 第 節(jié) 本文的研究?jī)?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(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)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(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。 本文分五章，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 章介紹了 系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)的 I/O 分配表和實(shí)物圖，系統(tǒng)的梯形圖；第 4 章介紹了系統(tǒng)整體調(diào)試的硬件安裝和軟件調(diào)試； 第5 章 交通燈的軟件編程。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(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 20 世紀(jì) 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(yùn)算，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送等功能。 PLC 已成為工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的通用工業(yè)控制裝置。 (3)PLC 大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信功能。 PLC 結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí) ,PLC 的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富。 箱體式 PLC 一般用于規(guī)模小，輸入輸出點(diǎn)數(shù)固定，不需要擴(kuò)展的場(chǎng)合。一般將一路信號(hào)稱作一個(gè)店，將輸入輸出點(diǎn)數(shù)的總和稱為機(jī)器的點(diǎn)。進(jìn)入運(yùn)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(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 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。 CPU 雖然劃分為以上幾個(gè)部分，但 PLC 中的 CPU 芯片實(shí)際上就是微處理器 ，由于電路的高度集成，對(duì) CPU 內(nèi)部的詳細(xì)分析已無(wú)必要，我們只要弄清它在 PLC 中的功能 輸入接口部件 中央處理單元 CPU板 電 源 部 件 接口部件輸出 6 與性能，能正確地使用它就夠了。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(jìn)行通訊。 （ 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(kāi)的，其主要用途是為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。 （ 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(jiǎn)易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對(duì)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存儲(chǔ)設(shè)備：有存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器，用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如 EPROM、 EEPROM 寫(xiě)入器等。 當(dāng)然， PLC 之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的， PLC 與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的 PLC 之間、 PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。 7 （ 2） 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。廣泛的運(yùn)用于各種機(jī)床、機(jī)械、機(jī)器人、電器等場(chǎng)合。 PID處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 （ 6） 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信包含 PLC 之間的通信以及 PLC 與其他智能設(shè)備間的通信。初始狀態(tài) 0 為各個(gè)燈都不亮。過(guò)一段時(shí)間轉(zhuǎn)至狀態(tài) 4，東西直行綠燈亮以及東西人行道綠燈亮。 （ 3） 循環(huán)一次要 90 秒。南北人行道綠燈在 0— 10 秒亮，在 10— 15 秒閃爍，其余南北人行道紅燈亮。南北人行道綠燈在 4555 秒亮，在 5560 秒閃爍，其余南北人行道紅燈亮。最后為輸出類指令，實(shí)現(xiàn)輸出控制，或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、 10 監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。 梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。 梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這也是 PLC 技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)繼承。 （ 4） 在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。 （ 2） 如果一次性不能焊接成功要把多功能電路板用密封袋裝好，防止氧化。 （ 4）焊接好后，要用萬(wàn)用表檢測(cè)每一條電路是否正常。把 C3 刪除就可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)了 為什么只進(jìn)行部分循環(huán)？ 當(dāng)系統(tǒng)能夠循環(huán)時(shí)，在仔細(xì)一看發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)只進(jìn)行部分循環(huán)，每次循環(huán)程序逗 從 10秒后開(kāi)始工作，為何不從 0 秒循環(huán)，我仔細(xì)分析了一下，發(fā)現(xiàn)程序中的計(jì)時(shí)器 T0 沒(méi)有 13 在 C3 出發(fā)后復(fù)位。 FX 系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語(yǔ)言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。 （ 1） 輸入繼電器（ X） PLC 的輸入端子是從外部開(kāi)關(guān)接受信號(hào)的窗口， PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器 X 是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致（按八進(jìn)制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于 PLC 外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。它們一般位于機(jī)器的上端。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的 。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒(méi)有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。在 FX2N 中普遍途采用 M0～ M499，共 500 點(diǎn)輔助繼電器，其地址號(hào)按十進(jìn)制編號(hào)。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。 每個(gè)定時(shí)器只有一個(gè)輸入，它與常規(guī)定時(shí)器一樣，線圈通電時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)；斷電時(shí)，自動(dòng)復(fù)位，不保存中間數(shù)值。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開(kāi)，設(shè)定值又寫(xiě)入，再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。 保持用計(jì)數(shù)器的通道號(hào) ： C100～ C199，共 100 點(diǎn)。之后即使計(jì)數(shù)器輸入 X011 再動(dòng)作，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。 FX2N 中每一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是 16bit（最高位為正、負(fù)符號(hào)位），也可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來(lái)存儲(chǔ) 32 bit 數(shù)據(jù)（最高位為正、負(fù)符號(hào)位）。（若特殊輔助繼電器 M8033 已被驅(qū)動(dòng)，則數(shù)據(jù)不被清零）。然而在二臺(tái) PLC 作點(diǎn)對(duì)的通信時(shí)， D490～D509 被用作通信操作。在 PLC 運(yùn)行時(shí)，可用 BMOV 指令讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中，但是不能用指令將數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件寄存器。 驅(qū)動(dòng)特殊輔助繼電器 M8074，由于采用掃描被 禁止，上述的數(shù)據(jù)寄存器可作為文件寄存器處理，用 BMOV 指令傳送數(shù)據(jù)（寫(xiě)入或讀出）。每條指令 及其應(yīng)用實(shí)例都以梯形圖和語(yǔ)句表兩種編程語(yǔ)言對(duì)照說(shuō)明。 （ 2）觸點(diǎn)串連指令（ AND/ANDI）、 并聯(lián)指令（ OR/ORI） 表 52 串聯(lián)、并聯(lián)指令的應(yīng)用 AND、 ANDI 指 令用于一個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)，但串聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不限，這兩個(gè)指令可連續(xù)使用。如需要將多個(gè)電路塊并聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)并聯(lián)電路塊之后使用一個(gè) ORB 指令，用這種方法編程時(shí)并聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制；也可將所有要并聯(lián)的電路塊依次寫(xiě)出，然后在這些電路塊的末尾集中寫(xiě)出 ORB 的指令，但這時(shí) ORB 指令最多使用 7 次。另外。對(duì)優(yōu)化城市交通具有一定的意義。體會(huì)到理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐有很大的指導(dǎo)作用，它讓我知道，只有在正確的理論指導(dǎo)下，才能設(shè)計(jì)出合乎實(shí)際需要的硬件電路。 （ 5）同組同學(xué)相互包容，彼此合作，取長(zhǎng)補(bǔ)短才能鑄就最后的成果。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回 憶。我不是 您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。 我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的 師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境 ， 還要感謝 電子院 和我的母校 — 南京 師范 大學(xué) 四年來(lái)對(duì)我的栽培 。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 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