【正文】 程序編輯器（ LAD、 FBD或 STL）提供的所有指令的樹型視圖。 TD200 面板上的 8 個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。 4．寫入器 寫入器的功能是實(shí)現(xiàn) PLC和 EPROM 之間的程序傳送，是將 PLC 中 RAM 區(qū)的程序通過(guò)寫入器固化到程序存儲(chǔ)卡中。 簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。 2．系統(tǒng)的運(yùn)行方式 (1)手動(dòng)運(yùn)行方式。 PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 （一） 應(yīng)用系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 1 . PLC 控制系統(tǒng)類型 (1)由 PLC 構(gòu)成的單機(jī)控制系統(tǒng)。 從上述分析可知，當(dāng) PLC的輸入端輸入信號(hào)發(fā)生變化到 PLC 輸出端對(duì)該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為 PLC 輸入／輸出響應(yīng)滯后。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。當(dāng) PLC 進(jìn)入程序執(zhí)行階段后輸入端將 被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。對(duì)于元件映象寄存器來(lái)說(shuō)，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過(guò)程而變化。 2．程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段， PLC 對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。 2. I/O 賦值（分配輸入輸出） a. 將你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入信號(hào)進(jìn)行賦值，與 PLC 的輸入編號(hào)相對(duì)應(yīng)。 PLC 最主要的目的是 控制外部系統(tǒng)。維持 2秒后， T40動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， 線圈失電，南北黃燈滅。又過(guò) 3 秒， T44 的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， 線圈失電，東西綠燈滅；此時(shí) T44的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合、 T47 的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開， 線圈得電，東西黃燈亮， 線圈失電，模擬東西向行駛車的燈滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2 秒。 PLC在交通暢通工程中的應(yīng)用設(shè)計(jì) 14 第四章 交通燈控制要求 過(guò)程 信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。 將先前導(dǎo)出的 AWL 文件打開。 打開仿真軟件，點(diǎn) “ 配置 ” “ CPU 型號(hào) ” (或在已有的 CPU 圖案上雙擊 )。 7 ） 下載程序到可編程控制器，完成所有的組態(tài)、參數(shù)賦值和編程任務(wù)之后，可以下載整個(gè)用戶程序到可編程控制器。符號(hào)的命名一般用字母編寫不超過(guò) 8 個(gè)字節(jié)，最好不要使用很長(zhǎng)的漢字進(jìn)行描述，否則對(duì)程序 的執(zhí)行有很大的影響。模板的特性也可以用參數(shù)進(jìn)行賦值。 STEP7 程序的使用 1） 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目就象一個(gè)文件夾，所有數(shù)據(jù)都以分層的結(jié)構(gòu)存在于其中，任何時(shí)候你都可以使用。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。我們?cè)诰幊讨氨仨毰?PLC 的指令系統(tǒng) 程序： PLC 指令的有序集 合， PLC 運(yùn)行它，可進(jìn)行相應(yīng)的工作，當(dāng)然，這里的程序是PLC在交通暢通工程中的應(yīng)用設(shè)計(jì) 12 指 PLC 的用戶程序。常用的圖形符號(hào)即梯形圖，它類似于電氣原理圖是符號(hào)，易為電氣工作人員所接受。 編程指令：指令是 PLC 被告知要做什么，以及怎樣去做的代碼或符號(hào)。 編程語(yǔ)言的形式 最常用的兩種編程語(yǔ)言，一是梯形圖，二是助記符語(yǔ)言表。 掃描循環(huán)的執(zhí)行取決于 S7200 是位于 STOP（停止）模式還是 RUN（運(yùn)行）模式。 2 在程序中執(zhí)行控制邏輯： S7200執(zhí)行程序的指令，并將數(shù)值存儲(chǔ)在不同的內(nèi)存區(qū)。 重復(fù)任務(wù)循環(huán)。 當(dāng)程序經(jīng)過(guò)評(píng)估， S7200 將程序邏輯結(jié)果存儲(chǔ)在稱作進(jìn)程圖像輸出寄存器的輸出內(nèi)存區(qū)中。 S7200 讀取輸入狀態(tài)。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最簡(jiǎn)單的就是看價(jià)格。 （八） 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 以上七條講的都是 PLC 的技術(shù)性能。 當(dāng)然， A值越大越好，它可使 PLC 系統(tǒng)得到充分的利用，是為什么要使用 PLC的重要指標(biāo)。 （七） 可靠控制 為使 PLC 能可靠工作，在硬件與軟件兩個(gè)方面 PLC 廠家都采取了很多措施，對(duì)一些特殊可靠要求的 PLC，還有相應(yīng)的特殊的措施，如熱備、冗余等等。 狀態(tài)監(jiān)控指令，用以監(jiān)視及記錄 PLC 及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對(duì)提高 PLC 控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。 流程控制指令，用以控制程序運(yùn)行流程。 （五） 指令系統(tǒng) PLC 的指令繁多，但主要的有這么幾種類型： 基本邏輯指令，用于處理邏輯關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)邏輯控制。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。內(nèi)存大，可存儲(chǔ)的程序量大，也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。用戶內(nèi)存主要用以存儲(chǔ)用戶程序，個(gè)別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。所以，大型 PLC的工作速度總是比小的要快。 （二） 控制規(guī)模 控制規(guī)模代表 PLC 控制能力，看其能對(duì)多少輸入、輸出點(diǎn)及對(duì)多少路模擬進(jìn)行控制。 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(shí)器， C 代表計(jì)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)取? 3 電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ OLD、 ALD） 符號(hào)（名稱） 功 能 梯形圖表示 操作元件 OLD（塊或） 電路塊并聯(lián)連接 無(wú) ALD（塊與） 電路塊串聯(lián)連接 無(wú) 4 程序結(jié)束指令（ END） 符號(hào)（名稱） 功 能 梯形圖表示 操作元件 END（結(jié)束） 程序結(jié)束 無(wú) 在程序結(jié)束處寫上 END 指令， PLC只執(zhí)行第一步至 END 之間的程序，并立即輸出處理。 =指令是線圈的驅(qū)動(dòng)指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器 、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。 2）梯形圖中采用繼電器名稱，但不是真實(shí)物理繼電器稱為“軟繼電器” 3）每個(gè)梯級(jí)流過(guò)的是概念電流，從左向右，其兩端母線設(shè)有電源。 P PLC匯編語(yǔ)言 采用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題，簡(jiǎn)單直觀的 plc 編寫橫語(yǔ)言，常用的有：梯形圖，語(yǔ)句表，功能圖等。 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及 。 按 I/O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能 管 理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。如果沒有一個(gè)良好的可靠得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的 ，因此 PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視，一般交流電壓波動(dòng)在 +10%(+15%)范圍內(nèi)可以不采取其它措施，而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。 系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) 除了 I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)還包括 PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備 (邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等 )的存儲(chǔ)區(qū)，該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在 PLC 斷電時(shí)由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失，后者當(dāng)PLC 斷電時(shí)數(shù)據(jù)被清零 1) 邏輯線圈 與開關(guān)輸出一樣，每個(gè)邏輯線圈占用系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，只供用戶在編程中使用，其作用類似 于電器控制線路中的繼電器，另外不同的 PLC 還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。 存儲(chǔ)空間的分配 雖然各種 PLC 的 CPU 的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù) PLC 的工作原理其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)； 系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)（包括 I/O 映像區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）； 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)。 存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器； 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲(chǔ)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。 結(jié)構(gòu)如圖所示： 中央處理單元（ CPU） 中央處理單元（ CPU）是 PLC 的控制中樞，它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接受并PLC在交通暢通工程中的應(yīng)用設(shè)計(jì) 5 儲(chǔ)存從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、儲(chǔ)存器 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。 按 PLC 功能分類：抵擋型，中檔型，高檔型。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳輸、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。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量 和數(shù)字量之間的 A/D轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。通常所說(shuō)的 SCADA 系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)端和遠(yuǎn)程端也可以采用 PLC作現(xiàn)場(chǎng)機(jī)。具有 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)化功能，通過(guò) I/O 模塊完成對(duì)模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動(dòng)等測(cè)量接口。包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。我國(guó)從 1974 開始研制。直到1971 年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。隨著汽車的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期愈來(lái)愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)工，廢料，甚至阻礙了更新周期的縮短。隨著技術(shù)的發(fā)展，這 種裝置的功能已大大超過(guò)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(jiǎn)稱 PC。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化 、 價(jià)格低 、 可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性 、 科學(xué)化。PLC在交通暢通工程中的應(yīng)用設(shè)計(jì) WuHan Polytechnic Universityamp。 交通信號(hào)的出現(xiàn)，使得交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量 、 提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果?？勺兂绦蚩刂破髟诠I(yè)自動(dòng)化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。早期的可編程控制器可以稱作可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller） ，簡(jiǎn)稱 PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。 1973 年，西歐國(guó)家也研制出他們的第一臺(tái) PLC。 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義 :“ PLC 是一種