【正文】 圖 445 十字路口交通燈示意圖 圖 446 十字路口交通燈時間圖 紅燈 綠燈 綠閃 黃燈綠燈 綠閃 黃燈 紅燈 30秒33秒35秒30秒33秒35秒東西方向南北方向交通燈工作狀態(tài)圖Y27Y17Y7Y6Y6Y4 Y4 Y5 26 圖 4 45 十字路口交通燈示意圖 綠綠黃紅黃紅(a) 交通燈控制梯形圖Y17M8013Y17T2T1T2Y17ENDY4Y6Y7Y27Y5Y17T2Y17T0Y17T0K330T2K300T1K350T0T0T2T1T0綠黃紅綠黃紅Y4Y6Y7Y27Y5Y17南北通行 東西通行(b) 時序圖 27 運行效果 本系統(tǒng)具有可靠性高，抗干擾能力強等優(yōu)點，可以組成能滿足各種控制要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設計和制作硬件裝置。 、高度專業(yè)化的融合是可編程控制系統(tǒng)的新特征。 綜上所述，我們不難得出下面幾個結論 : 、計算機集散控制系統(tǒng)及 PLC 正在走著一條相互融合的道路?？v觀各著名廠商，其 PLC 產品都有不同程度的冗余功能，而且發(fā)展越來越完善。硬件冗余的容錯技術將進一步得到應用，不僅會有 CPU 單元冗余、通信單元冗余、電源單元冗余、 I/0 單元冗余、而且整個系統(tǒng)都會實現(xiàn)冗余。怎樣才能使一個系統(tǒng)既具有通用性又具備專業(yè)化呢 ?硬件系統(tǒng)的模塊化便是解決這一矛盾的鑰匙。另一方面，可編程控制器與工業(yè)控制機等其他裝置的通信難易也體現(xiàn)了開放性的特點。 提高一個系統(tǒng)的智能程度不僅提高系統(tǒng)的品質，在某種意義上也提高了系統(tǒng)的可靠性。為了使各廠家的產品有一個共同的參考平面，制定了國際標準。標準化一方面保證了產品的出廠質量，另一方面也保證了各個廠家產品的互相兼容。今后， PLC 將主要朝著以下兩個方向發(fā)展 :一個是向超小型專用化和低價格方向發(fā)展 。 （ 10）故障診斷功能 PLC 可以對系統(tǒng)構成、某些硬件狀態(tài)、指令的合法性等進行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報警并顯示錯誤類型，如屬嚴重錯誤則自動終止運行。利用編程器可以調整定時器、計數(shù)器的設 定值和當前值，并可以根據(jù)需要改變 PLC 內部邏輯信號的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內容，為調試和維護提供了極大的方便。中、大型 PLC 數(shù)據(jù)處理功能更加齊全，可完成開方、 PID 運算、浮點運算等操作，還可以和 CRT、打印機相聯(lián)、實現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的顯示的打印。 （ 4）步進控制功能 PLC 為用戶提供了若干個移位寄存器，可以實現(xiàn)由時間、計數(shù)或其他指定邏輯信號為轉步條件的步進控制。 （ 3） 計數(shù)控制功能 計數(shù)控制功能是 PLC 的基本功能之一。 （ 2） 定時控制功能 定時控制功能是 PLC 的最 基本功能之一。 功能說明： （ 1） 邏輯控制功能 邏輯控制功能實際上就是位處理功能，是 PLC 的最基本功能之一。即使不經過特殊的培訓，一般工程技術人員也能很快掌握。它可分為邏輯型和動作型兩大類。 順序控制是 PLC 最基本、應用最廣泛的領域。 總之，在使用 PLC 時，可以把輸入端為一個繼電器線圈，其相應的繼電器結點可以在內部控制電路中使用，而輸出端又可以等效為內部輸出繼電器的一個動合觸點，驅動外部設備。 內部控制電路是是用戶根據(jù)控制要求編制的程序，作用是運算和處理由輸入部分得到的信息并判斷應產生哪些輸出。 另外， PLC 的外部設備中還包括打印機：在用戶程序編制階段用來打印帶注解的梯形圖或指令語句表程序，以利于維修和系統(tǒng)的改造 ；外存儲器：存儲部分程序或改變生產工藝流程時需要調用的程序，它所存的程序也可重新裝入內存，有 利于 PLC 的內存程序的恢復； EPROM 寫入器：用語將用戶程序寫入到EPROM 中去，它提供了一個非易失性的用戶程序保存方法。 19 各個電路和不同的掃描階段會造成輸入和輸出的延遲，這是 PLC 的主要缺點。 (三 ) 程序執(zhí)行完后的輸出映像寄存器的值決定了下一個掃描周期的輸出值，而在程序執(zhí)行階段，輸出映像寄存器的值即可以作為控制程序執(zhí)行的條件，同時又可以被程序修改用于存儲中間結果或下一個掃描周期的輸出結果。在程序執(zhí)行期間，即使輸入端子狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內容也不會改變 — 輸入端子狀態(tài)變化只能在下一個工作周期的輸入階段才被集中讀入。封鎖 I／ O 就是關閉 I／ O 掃描過程。 CPU 在 18 處理用戶程序時，使用的輸入值不是直接從輸入點讀取的運算的結果也不直接送到實際輸出點，而是在內存中設置了兩個映像寄存器：一個為輸入映像寄存器，另一個為輸出映像寄存器。用戶程序的長短，會影響過程所用的時間 . 。一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網(wǎng)絡的 PLC 系統(tǒng)才有通信掃描過程，這一過程用于 PLC 之間及 PLC 與上位計算機或終端設備之間的通信。 WDT 是一個硬件定時器，每一個掃描周期開始前都被復位。典型的 PLC 在一個周期中可完成以下 5 個掃描過程。如下圖所示， CPU 的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通信請求、執(zhí)行 CPU 自診斷測試及寫輸出等內容。用 戶存儲器中存放的是用戶程序和運行所需要的資源， I/O 寄存器的值作為條件決定著存儲器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復雜的控制功能。在程序執(zhí)行過程中 ,CPU 可以讀其值 ,并作為條件參加控制 ,還可以修改其值 ,而中間的變換僅僅影響寄存器的值。其完成控制的實質是按一定算法進行 I／ O 變換，并將這個變換物理實現(xiàn)，應用于工業(yè)現(xiàn)場 。這種編程的靈活性是繼電器順序控制所不能比擬的，正是由于編程的柔性特點，再柔性制造單元 FMC、柔性制造系統(tǒng) FMS、計算機集成制造系統(tǒng) CIMS 和計 16 算機集成流程工業(yè)系統(tǒng) CIPS，可編程控制系統(tǒng)成為主要的控制設備。報警和運行信息的顯示等?？删幊绦蚩刂破魇菫楣I(yè)生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用的計算機控制系統(tǒng)更簡單的編程語言和更可靠的硬件。自由通訊口方式是 S7200 PLC 的一個很有特色的功能，它使 S7200 PLC 可以由用戶自己定義通訊協(xié)議。 15 PLC 具有良好的環(huán)境適應性，可用于十分惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。 可編程控制器是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲器來存儲指令，并實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、記數(shù)和算術運算等功能。我們所用的 OMRON CPM1A 系列 PLC 的輸入 /輸出接口電路圖如下圖所示： 由于輸入及輸出的升年時秒度即可能是數(shù)字能量，又有可能是開關量或者模擬量，所以，選擇接口部件時要考慮接口處的信號的性質。 存儲器是具有記憶功能的半導體電路， PLC 的存儲器包括系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。 （ 5） 通訊功能的增強和標準化 （ 6） PLC 的軟件化與 PC 主要用途 PLC 編程一般采用易于理解和掌握的梯形圖語言及面向工業(yè)控制的簡單指令編制程序，非常形象直觀，在了解了 PLC 簡單工作原理和它的編程技術后，就可以結合實際需要進行應用設計，進而將 PLC 用語實際控制系統(tǒng)中，此外，PLC 還具有使用和編程方便，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠，在實際運用中設施施工周期短等特點，是一種用于工業(yè)自動化控制的理想工具。除了開關量邏輯控制功能以外，現(xiàn)代小型 PLC 還具有中斷功能、脈沖捕獲功能、內置的實時鐘、用 EEPROM 代替 RAM 和 鋰電池，使 PLC 成為完成完全免維護的設備，將過去許多需要特殊功能模塊完成的功能軟件化，如用 PID 指令實現(xiàn) PID 控制，用定位控制實現(xiàn)位置控制。 1. 向高性能、高速度、大容量發(fā)展 大型 PLC 大多采用 CPU 結構，不斷向高性 能、高速度、大容量發(fā)展。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用 PLC 或定制 PLC 取代嵌入式控制器 (在工業(yè)自動化領域，可編程控制器 (PLC)作為自動控制的三大技術支柱（ PLC、機 器人、 CAD/CAM）之一，成為大多數(shù)自動化系統(tǒng)的設備基礎。 PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 相同 I/O 點數(shù)的系統(tǒng)，用 PLC 比用 DCS，其成本要低一些（大約能省 40%左右）。 PLC 用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點， 12 在微秒量級，解算 1K 邏輯程序不到 1 毫秒。運行時按存儲程序的內容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。綜合相關資料，2020 年全球 PLC 的銷售收入為 100 億美元左右，在自動化領域占據(jù)著十分重要的位置。今天的 PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用。 交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。 PLC 發(fā)展至今，已有 30 多年的歷史。函數(shù)、表格、 CRT 顯示、打印機打印等功能。 （ 3）按實現(xiàn)的功能分類 按照 PLC 所能實現(xiàn)的功能的不同，可以把 PLC 大致的分為低檔、中檔、和高檔機三類。因此，按控制規(guī)模對 PLC 分類時，可根據(jù) I/O 點數(shù)的不同大致分為小 型、中型和大型 PLC。組合式 PLC 安裝完成后，需進行登記，使 PLC 對安裝在個總線上的模塊進行確認。 組合式 PLC：組合式 PLC 為總線結構。 （ 1）按結構形式分類 PLC 按照硬件的結構形式可以分為整體式和組合式。近年來，隨著我 國對外開放，日、美、西德等國生產的 PLC 己通過多種途徑進入了我國，引起了各方面的重視并得到應用。加上其是專為工業(yè)控制所設計，所以具有極好的抗干擾性能 。 70 年代初，日本的 OMRON 也 9 推出了他們的 PLC。隨著計算機技術的飛速發(fā)展， PLC 軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質與量的變化，其控制技術也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時推動了先進制造技術的相應發(fā)展。它的內部存儲器可以執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類型的機械或生產過程。系統(tǒng)運行時，可編程控制器依次讀取程序存儲器中的程序語句，對它們的內容加以解釋并執(zhí)行。特別是它的高可靠性和較強的適應惡劣環(huán)境的 能力，受到用戶的青睞。 交通滯留的異常情況 ，在路口與路尾設置兩個傳感器進行檢測車流 量 .交通路段車流量繁忙時，傳感器起到勘測車流量的存在與通過的作用。而城市高速道路在構造上的特點，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路藕合處交通狀況的制約。在這一系統(tǒng)中，道路不僅僅是易變化的部分，而其它組成部分則存在著較大的可變性和隨機性。到 1917 年，美國的鹽湖城開始使用由人工控制的紅、黃、綠 3 色的信號燈。與此同時，通過限制車輛增加削減交通需求也因受到客觀因素的制約而無法取得滿意的結果。交通問題不僅的發(fā)展中國家，就在發(fā)達國家也是一個令人困擾的嚴重問題。因此，它既可對開關量進行控制，也可以對模擬量進行控制，既可控制一臺生產機械、一條生產線，也可控制一個生產過程。由于 PLC 產品的系列化和模塊化， PLC 配備有品種齊全 的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成能滿足各種控制要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設計和制