【正文】 多，反映它的特點(diǎn)的性能指標(biāo)也高。規(guī)模大的PLC指令條數(shù)多，指令的功能也強(qiáng)，才能應(yīng)付對(duì)點(diǎn)數(shù)多的系統(tǒng)進(jìn)行控制的需要。如控制規(guī)模為1024點(diǎn)，那就得有1024條I/O電路。規(guī)模大，用戶程序長(zhǎng)，要求有更大的用戶存儲(chǔ)區(qū)。因?yàn)橐?guī)模大了，用戶程序也長(zhǎng)，執(zhí)行指令的速度不快，勢(shì)必延長(zhǎng)PLC循環(huán)的時(shí)間，也必然會(huì)延長(zhǎng)PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)。這就是把工作速度作為PLC第一指標(biāo)的原因。多數(shù)PLC都可對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng)，快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào)，PLC有種種措施。當(dāng)輸入信號(hào)送入PLC時(shí)，PLC的輸入刷新正好結(jié)束，就是這種情況。 執(zhí)行時(shí)間短可加快PLC對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。指令不同，執(zhí)行的時(shí)間也不同。 PLC的指令是很多的。入輸出設(shè)備：用于接收信號(hào)或輸出信號(hào)，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過(guò)畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。（七）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。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。（三） 電源PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。I/O 映象區(qū)，由于PLC 投入運(yùn)行后只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)，因此它需要一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元(RAM)以存放I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作I/O 映象區(qū)，一個(gè)開關(guān)量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位(bit)，一個(gè)模擬量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字(16 個(gè)bit)， 因此整個(gè)I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開關(guān)量I/O 映象區(qū)，模擬量I/O 映象區(qū)。（3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器，使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。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。 在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套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。當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。 功能塊圖(FBD)這是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語(yǔ)言，具有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。梯形圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：（1）.可根據(jù)原有的繼電邏輯控制圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)；（2）.沒(méi)有固定的方法和步驟可遵循，試探性和隨意性強(qiáng)；（3）.由于需要中間變量完成記憶聯(lián)鎖互鎖，需要考慮的因素很多；（4）.設(shè)計(jì)耗時(shí)長(zhǎng)，且修改麻煩；梯形圖編規(guī)則：（1）、 每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒(méi)有數(shù)量限制。解算的結(jié)果立即可以被后面的邏輯解算所利用。當(dāng)圖6中的觸點(diǎn)2接通時(shí)，可假設(shè)“概念電流”或“能流”（Power flow）從左向右流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序一致。梯形圖的主要特點(diǎn)（1）PLC梯形圖是的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等。梯形圖(LD)梯形圖是使用得最多的PLC圖形編程語(yǔ)言，有時(shí)又被稱為電路或程序。在選擇支路中，取決于哪一個(gè)轉(zhuǎn)換是活動(dòng)的，CPU只執(zhí)行一條支路。步、轉(zhuǎn)換和動(dòng)作（Action）是SFC中的三種主要元件（見圖5）。該標(biāo)準(zhǔn)由以下5部分組成：通用信息、設(shè)備與測(cè)試要求、PLC的編程語(yǔ)言、用戶指南和通訊。程序軟件可以使用梯形圖或指令表語(yǔ)言編程，還可以對(duì)程序進(jìn)行仿真測(cè)試或運(yùn)行監(jiān)控存儲(chǔ)和修改程序也非常方便。不同類型或型號(hào)的PLC只能使用專業(yè)的手持編程器，一般供現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試程序用。由于梯形圖與繼電器電路原理圖非常接近，因此直觀易學(xué)。PLC按輸入/輸出接口（I/O接口）總數(shù)的多少可分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。3 PLC的分類PLC按結(jié)構(gòu)可分為整體式和模塊式。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。PID模塊提供了使PLC具有閉環(huán)控制的功能，即一個(gè)具有PID控制能力的PLC可用于過(guò)程控制。例如：注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。目前PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂(lè)等行業(yè)。同時(shí)可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于 1993 年成立了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，為我國(guó)可編程序控制器的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。②可編程序控制器的引進(jìn)應(yīng)用和消化移植階段（80 年代初期到90年代初期）80年代初期開始，隨著我國(guó)改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進(jìn)的同時(shí)，國(guó)外原裝的可編程序控制器開始涌入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。大致可劃分為下述三個(gè)階段：①可編程序控制器的初級(jí)認(rèn)識(shí)階段（70 年代后期到 80 年代初期）國(guó)際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國(guó)內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國(guó)對(duì)可編程序控制器的認(rèn)識(shí)始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)中，當(dāng)時(shí)的上海寶鋼一期工程中有多項(xiàng)工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺(tái)可編程序控制器。現(xiàn)代PLC無(wú)論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同，PLC體積被大幅度縮小。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品（包括最新的FX3u系列產(chǎn)品），Qn,QnPH系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。2000年至今：PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。1990—2000年，PLC的高性能與小型化階段。在這一階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價(jià)格不斷下降，PLC被迅速普及。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機(jī)型、通用計(jì)算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘汰。隨著微電子技術(shù)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不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。此實(shí)驗(yàn)是以三菱公司的PLC為基礎(chǔ)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。它不僅是單機(jī)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣的控制設(shè)備，在大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動(dòng)搖的地位，PLC應(yīng)用程度之廣、普及程度之高，是其他計(jì)算機(jī)控制設(shè)備無(wú)法比擬的。第三章，結(jié)合交通燈控制系統(tǒng)的要求，進(jìn)行硬件、程序設(shè)計(jì)，從主要部件的選擇、流程的分析、程序思路的產(chǎn)生來(lái)完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)。三菱可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(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?？删幊炭刂破鹘煌艨刂葡到y(tǒng)的特點(diǎn)：①脫機(jī)手動(dòng)工作；②聯(lián)機(jī)自動(dòng)就地工作；③上機(jī)控制的單周期運(yùn)行方式；④由上位機(jī)通過(guò)串口向下位機(jī)送入設(shè)定配方參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；⑤自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)控制方式。為此，采用不依賴數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法設(shè)計(jì)交通燈控制器，能較好地解決這個(gè)問(wèn)題。即使是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、較適用的方案，仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒(méi)有什么車輛，而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過(guò)。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)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，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。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)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，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。 1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。internet function, constitute the same of the signal beacon on the road of bureau area net proceeds to unify to adjust a management, can shorten the vehicle go through waiting time, realizing scientific management.This paper chooses Mitsubishi PLC FX2n as the main ponents, focus on the hardware interface design, make use of the ladder diagram and the sentence form to carry out a program, the realization of the traffic lights at the crossroads automation control system.Keyword: PLC， traffic control，Automation目 錄第1章 緒論 1 1 2 3第2章 可編程控制器（PLC） 4 PLC基本概念 4 PLC的發(fā)展歷程 5 PLC的發(fā)展趨勢(shì) 6 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域、分類及程序語(yǔ)言 7 PLC的硬件結(jié)構(gòu) 11 PLC的工作原理 22 本章小結(jié) 24第3章 多工作方式交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 25 26 27 29 30 31 軟件設(shè)計(jì) 31 32 35 本章小結(jié) 37第4章 系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試 38 38 39設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì) 39參考文獻(xiàn) 40謝 辭 41附錄一 FX2N型PLC軟元件表 42 III 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行。同時(shí)，PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號(hào)燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時(shí)間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中。因此現(xiàn)在越來(lái)越多地將PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞: PLC，交通控制，自動(dòng)化 I ABSTRACTThe programmable preface in PLC controller is a kind of new industry controls the device, it regard microprocessor as the foundation, synthesizing the calculator technique, automatic control technique to develop with the munication technique .It has the construction simple, the plait distance is convenient, high etc. in dependable advantage, already extensive used for the industry process with the automatic control of the position inside. According to the covariance, the programmable controller is a kind of equipments that industry automate to equip the inside the application at most. The expert thinks, the programmable controller will bee the main means that aftertime industry control with the one of the important foundation equipments, the PLC, robot, CAD/ CAM will bee three major of pillar that industry produce. Because the PLC has to the strong characteristi