【正文】 線(xiàn)框內(nèi)是 PLC 內(nèi)部的輸出電路，框外右側(cè)為外部用戶(hù)接線(xiàn)。如果負(fù) 載是感性的，則必須與負(fù)載并接續(xù)流二極管（如圖 中虛線(xiàn)所示），負(fù)載通過(guò)續(xù)流二極管釋放能量。圖中只畫(huà)出對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸出點(diǎn)的輸出電路，各個(gè) 輸出點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸出電路均相同。輸入單元只有一個(gè)公共端子（ COM）的稱(chēng)為共點(diǎn)式，外部各輸入元件都有一個(gè)端子與 COM 相接；分組式是將輸入端子分為若干組，每組各公用一個(gè)公共端子；隔離式輸入單元，是具有公共端子的各組輸入點(diǎn)之間互相隔離，可各自使用獨(dú)立的電源。這里光電耦合器中是兩個(gè)反向并聯(lián)的發(fā)光二極管，任意一個(gè)二極管發(fā)光都可以使光電三極管導(dǎo)通。虛線(xiàn)框內(nèi)是 PLC 內(nèi)部的輸入電路，框外左側(cè)為外部用戶(hù)接線(xiàn)。此時(shí) A 點(diǎn)位低電平，該電平經(jīng)濾波器送到內(nèi)部電路中。 LED 顯示該輸入點(diǎn)的狀態(tài)。 （ 1）直流輸入單元 直流輸入單元的電路如圖 所示，外接的直流電源極性可任意。輸入單元接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備向 PLC 提供的信號(hào)，例如由按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)繼電器觸點(diǎn)、接近開(kāi)關(guān)、撥碼器等提供的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。其中元件映像寄存器用來(lái)存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)量輸入 /輸出狀態(tài)以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部器件的 ON/OFF 狀態(tài)。 3. 工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程或工藝的要求，用戶(hù)程序經(jīng)常需要改動(dòng)，所以用戶(hù)程序存儲(chǔ)器必須可讀寫(xiě)。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器是只讀存儲(chǔ)器，用戶(hù)不能更改其內(nèi)容。 5. 故障診斷。 3. 接收調(diào)用現(xiàn)場(chǎng)信息。 中央處理單元（ CPU） CPU 是 PLC 的核心部件，它類(lèi)似人的大腦，能指揮 PLC 按照預(yù)先編好的系統(tǒng)程序完成各種任務(wù)。裝有 CPU 的單元 稱(chēng)為 CPU 模塊，其他稱(chēng)為擴(kuò)展模塊。另外還有獨(dú)立的 I/O 擴(kuò)展單元等與主機(jī)配合使用。隨著 PLC 產(chǎn)品性能價(jià)格比的不斷提高，中小企業(yè)普及應(yīng)用 PLC 的投資已經(jīng)完全可以承受。 我國(guó)從 70 年代中期開(kāi)始研制 PLC。這些功能使 PLC 應(yīng)用于模擬量的閉環(huán)控制、運(yùn)動(dòng)控制、速度控制等具有了硬件基礎(chǔ)； PLC 具有輸出和接收高速脈沖的功能，配合相應(yīng)的傳感器及伺服裝置， PLC 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的智能控制； PLC 配合可編程終端設(shè)備（如觸摸屏），可以實(shí)時(shí)顯示采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，為分析、研究系統(tǒng)提供依據(jù)；利用 PLC 的自檢信號(hào)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控； PLC 具有較強(qiáng)的通信功能，可與計(jì)算機(jī)或其他智能裝置進(jìn)行通信和聯(lián)網(wǎng)，從而能方便地實(shí)現(xiàn)集散控制。隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 展， 80 年代中期， PLC 的處理速度和可靠性大大提高，不僅增加了多種特殊功能，而且體積進(jìn)一步縮小，成本大幅度下降。根據(jù)這種設(shè)想， 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制出了世界上第一臺(tái) PLC，并在美國(guó) GM 公司的汽車(chē)自動(dòng)裝配生產(chǎn)線(xiàn)上試用獲得成功。傳統(tǒng)的繼電器控制對(duì)頻繁變動(dòng)的生產(chǎn)線(xiàn)很不適應(yīng)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。因此，它被稱(chēng)為可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱(chēng) PLC。通過(guò)對(duì)交通信號(hào)燈的控制要求分析，對(duì) PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行可靠，具有很高的蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 實(shí)用價(jià)值 。 由于交通路口的形狀和規(guī)模不一，所采用的信號(hào)燈的數(shù)量、控制要求不一，控制的復(fù)雜程度也就不一樣，為此、有關(guān)部門(mén)愈來(lái)愈多的注重在交通管理中引進(jìn)自動(dòng)化、智能化技術(shù)，比如“電子警察”、自 動(dòng) 適應(yīng)交通 信號(hào)燈以及耗資巨大的交通指揮控制系統(tǒng)等。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)道路的系統(tǒng)研究和控制，加寬道路并沒(méi)有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。在交叉口如何解決混合交通流中的相互影響或彼此的相互影響，就是解決問(wèn)題的關(guān)鍵！隨著我國(guó)城市化建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多的新興城市的出現(xiàn)，使得城市的交通成為了一個(gè)絕對(duì)主要的 問(wèn)題。s efficiency and strengthen the control of traffic lights and monitoring the security situation is very important. The main idea of design is to achieve the control of traffic lights at crossroads by PLC. We will use OMRON, CPM1A40CDRAV type PLC, high reliability, small size, easy to expand the use of flexible features. Key word: Traffic light, PLC, control 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 前言 引言 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。所以，改善與提高現(xiàn)有的交通系統(tǒng)的工作效率，加強(qiáng)交通路口的信號(hào)燈控制和安全狀況的監(jiān)控是非常重要的。蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目 錄 摘 要 ...................................................... 1 Abstract ..................................................... 1 第一章 前言 .............................................. 2 引言 ................................................... 2 設(shè)計(jì)目的及意義 .......................................... 2 第二章 可編程控制器（ PLC）概述 ............................. 4 PLC 的定義 .............................................. 4 PLC 的產(chǎn)生與發(fā)展 ........................................ 4 PLC 的基本組成及其作用 ................................... 5 中央處理單元（ CPU） .................................. 6 存儲(chǔ)器 .............................................. 7 輸入 /輸出單元 ........................................ 7 電源部分 ........................................... 12 I/O 擴(kuò)展端口 ........................................ 12 外設(shè)端口 ........................................... 12 PLC 的編程語(yǔ)言 —— 梯形圖編程語(yǔ)言 ........................ 12 PLC 的工作原理 —— 循環(huán)掃描工作方式 ...................... 14 PLC 的主要性能指標(biāo) ..................................... 15 第三章 三菱 FX2N 系列 PLC ................................. 17 三菱 FX2N 系列可編程序控制器的基本組成 .................. 17 三菱 FX2N 系列 可編程序控制器主要變成元件 ................ 17 FX2N 系列可編控制器的基本指令 ............................ 19 LD、 LDI、 OUT 指令 .................................. 19 AND、 ANI 指令 ....................................... 20 OR、 ORI 指令 ........................................ 21 ORB、 ANB 指令 ....................................... 22 MPS、 MRD、 MPP 指令 ................................... 22 LDP、 LDF、 ANDP、 ANDF、 ORP、 ORF 指令 .................. 23 INV 指令 ............................................ 23 MC、 MCR 指令 ........................................ 24 PLS、 PLF 指令 ....................................... 24 STL、 RET 指令 ....................................... 25 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 NOP、 END 指令 ....................................... 25 三菱 FX2N 系列 PLC 可變程序控制器步進(jìn)梯形指令 .............. 26 第四章 交通信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 部分交通路口的信號(hào)燈工作時(shí)間不合理，交通違章或肇事記錄不確切。 關(guān)鍵 詞 ： 交通燈， PLC，控制 Abstract With the development at full speed of science and technology in recent years, the application of the PLC is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. . At present, traffic pressure in many large and mediumsized cities in China is very great. Some traffic lights’ working hours is unreasonable, violation and records of the incident is inaccurate too. Therefore, to improve and enhance the existing transport system39。 不同的城市有不同城市的問(wèn)題，但共性就是混合交通流問(wèn)題。因此，自 80 年代后期，很多城市紛紛擴(kuò)建 城市道路，在道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的多車(chē)道城市道路，緩解城區(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(mén)亟待解決的主要問(wèn)題。 設(shè)計(jì)目的及意義 本設(shè)計(jì)應(yīng)用 PLC 實(shí)現(xiàn)十字路口交通信號(hào)燈的 控制。早期的可編程控制器只能進(jìn)行計(jì)數(shù)、定時(shí)以及對(duì)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。 1987 年，國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）在可編程控制器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿中，對(duì)可編程控制器定義如下：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 20 世紀(jì) 60 年代初，美國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短，其生產(chǎn)線(xiàn)必須隨之頻繁地變更。 1968 年，該公司提出用一種新型控制裝置替代繼電器控制，這種控制裝置要把計(jì)算機(jī)的通用、靈活、功能完備等優(yōu)點(diǎn)與繼電器控制的簡(jiǎn)單、 易懂、操作方便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，而且要使那些不很熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。 70 年代中期，歐美及日本的一些生產(chǎn)廠家，其 PLC 產(chǎn)品中多以微處理器及大規(guī)模集成電路芯片為其核心部件，使 PLC 的功能進(jìn)一步擴(kuò)展，并且有了自診斷功能，可靠 性得到進(jìn)一步提高。如今大、中型，甚至小型 PLC都配有 A/D、 D/A 轉(zhuǎn) 換及算術(shù)運(yùn)算功能，有的還具有 PID 功能。為了進(jìn)一步擴(kuò)大 PLC 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，適應(yīng)大、中、小型企業(yè)的不同需要， PLC 產(chǎn)品