【正文】 作過(guò)程圖輸入刷新 程序執(zhí)行輸出刷新一個(gè)掃描周期輸入刷新圖33 PLC的掃描周期圖隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類(lèi)也越來(lái)越多。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線(xiàn)路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線(xiàn)路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線(xiàn)圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線(xiàn)圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新階段。這樣在對(duì)于I/O響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒(méi)有什么區(qū)別了。圖31 PLC的結(jié)構(gòu)圖中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲(chǔ)器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。表21 十字路口交通燈狀態(tài)分析表交通燈方向燈的狀態(tài)南北方向紅燈亮25S綠燈亮25S綠燈閃3S黃燈亮2S東西方向綠燈亮20S綠燈閃3S黃燈亮2S紅燈亮30S圖22 時(shí)序圖南北干道東西干道啟動(dòng)南北紅燈亮25S南北綠燈閃3S南北綠燈亮25S 南北黃燈亮2S東西紅燈亮東西綠燈亮20S 東西綠燈閃3S 東西黃燈亮2S東西紅燈亮30S 西北綠燈亮結(jié) 束圖23 流程圖 第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)⑴ PLC結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。如果出現(xiàn)南北、東西綠燈同時(shí)亮的情況，系統(tǒng)報(bào)警。其次，東西方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，南北方向道路處于允許通行的狀態(tài)。 交通信號(hào)燈工作界面見(jiàn)圖21。南北綠燈亮維持25S。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2S。② 南北綠燈和東西綠燈不能同時(shí)亮，如果同時(shí)亮?xí)r應(yīng)關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng)，并報(bào)警。西門(mén)子可編程控制器指令豐富，可以連接各種輸出、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。近年來(lái)PLC的性能價(jià)格比有較大幅度的提高，使得實(shí)際應(yīng)用成為可能。如果進(jìn)一步結(jié)合工業(yè)控制的要求，形成一個(gè)較為成型的產(chǎn)品，則需要作更多、更深入的研究。另外，根據(jù)人車(chē)流量的多少，可能隨時(shí)增加路口的交通信號(hào)，比如增加轉(zhuǎn)彎或人行道交通信號(hào)，原有系統(tǒng)的制約性就更加明顯了。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。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(xiàn)紅綠燈。哈特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈，它由以旋轉(zhuǎn)式方形的紅綠兩種顏色玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1868年，英國(guó)機(jī)械師德紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，以免發(fā)生交通事故。但是隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。原交通信號(hào)燈控制大多采用繼電器或單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，存在著功能少、可靠性差、維護(hù)量大等缺點(diǎn),越來(lái)越不能適應(yīng)城市道路交通路口高速發(fā)展的要求。系統(tǒng)僅實(shí)現(xiàn)了小型PLC系統(tǒng)的一個(gè)雛形，在完善各項(xiàng)功能方面都還需要進(jìn)一步的分析、研究和調(diào)試工作?？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)工作；③ 上位機(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)停止的控制方式。西門(mén)子PLC有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，是S7200系列中最高檔次的超小型程序裝置。當(dāng)停止按鈕動(dòng)作時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。到20S時(shí)，東西綠燈閃爍，閃爍3S后熄滅。④ 東西紅燈亮維持30S。⑤ 回到①，循環(huán)執(zhí)行。南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過(guò)程中，南北紅燈亮25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)25S秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同時(shí)，東西方向道路的綠燈也一起亮20S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)20S，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍；東西綠燈閃爍3S，需脈沖源（秒/次）動(dòng)作使東西綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)3S，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)2S，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。另外，當(dāng)斷開(kāi)系統(tǒng)時(shí)，所有信號(hào)燈熄滅，需要按鈕SB2動(dòng)作斷開(kāi)系統(tǒng)，使可編程控制器停止動(dòng)作，那么肯定無(wú)信號(hào)輸出。通過(guò)將如下的十字路口交通燈狀態(tài)分析表見(jiàn)表2十字路口交通燈時(shí)序圖見(jiàn)圖2程序流程圖見(jiàn)圖23一一展開(kāi)，將十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路逐漸理清。其結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，見(jiàn)圖31[3]?？紤]到繼電器控制裝置各類(lèi)觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶(hù)程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式—掃描技術(shù)。① 輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。② 用戶(hù)程序執(zhí)行階段在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。PLC的掃描工作過(guò)程見(jiàn)圖32，掃描周期見(jiàn)圖33。PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。② 安裝方式的選擇 PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。⑤ 系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿(mǎn)足。Ⅲ機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。1L、2L為輸出公共端。表32 交通信號(hào)燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1報(bào)警燈H0停止按鈕SB2東西綠燈H1, H2東西黃燈H3，H4東西紅燈H5，H6南北綠燈H7，H8南北黃燈H9，H10南北紅燈H11，H12 PLC的接線(xiàn)形式根據(jù)I/O表及PLC的配置圖很容易就可以得到PLC端子接線(xiàn)圖見(jiàn)圖35[6]。用戶(hù)可以用語(yǔ)句表、梯形圖和功能塊編程，不同的編程語(yǔ)言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換，可以用符號(hào)表來(lái)定義程序中使用的變量地址對(duì)應(yīng)的符號(hào)，例如，指定符號(hào)“啟動(dòng)按鈕”，是程序便于設(shè)計(jì)和理解。有些SIMATIC所包含的指令，在IEC 11313中不是標(biāo)準(zhǔn)指令。除菜單條外，用戶(hù)可以根據(jù)需要通過(guò)檢視菜單和窗口菜單決定其它窗口的取舍和樣式的設(shè)置，除菜單條外，用戶(hù)可以根據(jù)需要通過(guò)檢視菜單和窗口菜單決定其它窗口的取舍和樣式的設(shè)置。這是一種位于其他編程語(yǔ)言之上的圖形語(yǔ)言，用來(lái)編制順序控制程序。 對(duì)于目前大多數(shù)可編程序控制器來(lái)說(shuō)，SFC還僅僅作為組織編程的工具使用，尚需用其他編程語(yǔ)言(如梯形圖)將它轉(zhuǎn)換為可編程序控制器可執(zhí)行的程序。根據(jù)第二章交通燈的控制要求可以畫(huà)出順序功能圖[9]：, 、,分別用T0、TTTTT5表示定時(shí)器.,進(jìn)入第一步狀態(tài),在該狀態(tài)南北紅燈亮,東西綠燈亮,同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器