【正文】 制部件，一般由控制電路，運算器，寄存器等組成，通過地址及數(shù)據(jù)總線與存儲器，I/O接口電路連接，它主要完成從存儲器中讀取指令并執(zhí)行，然后再取下一條指令，處理中斷等任務(wù)。為了提高抗干擾能力，一般的輸入，輸出接口均有光電隔離裝置，最常用的是由發(fā)光二極管和光電三極管組成的光電耦合器。交流供電的機型，允許電壓為85264V，頻率為4753HZ，一般情況下，PLC 還為用戶提供24V直流電源作為輸入電源或負載電源。 PLC所以被廣泛應用，是由它的突出特點和優(yōu)點的性能分不開的，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對工業(yè)控制設(shè)備安全可靠的要求，PLC采用了微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸電的的半導體電路來完成，PLC選用的電子器件一般是工業(yè)機，有的甚至是軍用機，平均無故障時間很長。可編程序控制器采用SIEMENS的S7200系列CPU224主機，I/O點數(shù)為40點(14個輸入點和10個輸出點)，具有2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。PLC編程采用STEP7Micro/WIN編程軟件，它提供一個完整的編程環(huán)境，可進行離線編程和在線連接和調(diào)試，并能實現(xiàn)梯形圖與語句表的互相轉(zhuǎn)換.可編程控制器能如此迅速的發(fā)展的原因是由于它具有通用計算機所不具備的特點：1可靠性可編程控制器采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計，例如：冗余設(shè)計、掉電保護設(shè)計、故障診斷、和信息保護和恢復等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性得到提高。例如，采用軟件過濾；軟件自診斷；簡化編程語言；信息保護和恢復。編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖、和語句表。 可編程控制器的組成如圖所示，PLC與通用計算機沒有什么區(qū)別，只是一臺增強了I/O功能的可與控制對象方便連接的計算機。 圖21. PLC的組成2. 輸出寄存器輸出寄存器的每一位都表明了PLC在下一個時間段的輸出值,而程序循環(huán)執(zhí)行開始時的輸出寄存器的值,表明的是上一時間段的真實輸出值。系統(tǒng)存儲器存儲的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能更改，PLC要在系統(tǒng)程序的管理下運行。 PLC的工作原理CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。用戶程序只是掃描周期的一個組成部分，用戶程序不運行時，PLC也在掃描，只不過在一個周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分內(nèi)容。自監(jiān)視功能主要由時間監(jiān)視器完成。 。該過程在機器運行中是可控的，即用戶可以通過軟件進行設(shè)定。該過程在機器運行中是否被執(zhí)行是可控的。為了現(xiàn)場調(diào)試方便，PLC具有I/O控制功能，用戶可以通過編程器封鎖或開放I／O。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段，CPU按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進行掃描，根據(jù)輸入映像寄存器和輸出映像寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，同時將執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映像寄存器中。(二) 輸入映像寄存器的內(nèi)容是設(shè)備驅(qū)動的，在程序執(zhí)行過程中的一個工作周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變，CPU采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像積存的值來控制程序的執(zhí)行。由于輸出映像寄存器的值可以作為程序執(zhí)行的條件，所以程序的下一個掃描周期的集中輸出結(jié)果是與編程順序有關(guān)的，即最后一次的修改決定了下一個周期的輸出值，這是編程人員要注意的問題。目前，有很多PLC都可以利用 微型計算機作為編程工具，這時應配上相應的編程軟件及接口，由于微機的強大功能，使PLC的編程和調(diào)試更為方便。輸入接線端是PLC與外部的開關(guān)，按鈕，傳感器轉(zhuǎn)換信號等連接的端口，每個端子可等效為一個內(nèi)部繼電器線圈，線圈號即輸入接點號，這個由接到輸入端的外部信號來驅(qū)動，其驅(qū)動電源可由PLC的電源部件提供，也可由獨立的交流電源供給，每個輸入繼電器可以有無數(shù)多個內(nèi)部觸電（動合，動斷的形式均可），供用戶設(shè)計PLC的內(nèi)部控制電路時使用。輸出部分作用是驅(qū)動外部負載，在PLC內(nèi)部，有若干能與外部設(shè)備直接相連的輸出繼電器（有繼電器形、雙向硅形，晶體管形等三種形式），它也有無限多個軟件實現(xiàn)的動合，動斷觸點，可在PLC內(nèi)部控制電路中使用，但對應每個輸出只有一個硬件的動合觸點與之相連，用以驅(qū)動需要操作的外部負載，外部復雜的驅(qū)動電源接在輸出公共端（COM）上。從PLC受到一個輸入信號到PLC向輸出端輸出一個控制信號所需的PLC I/O響應時間，一般在設(shè)計系統(tǒng)時都要對此進行一定的考慮。 用于順序控制的PLC編程語言既不同于高級語言，也不同于匯編語言，它是面向現(xiàn)場、面向問題、面向用戶的簡單直觀的程序控制語言。在順序控制中應用的較為廣泛。例如生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力、速度等。另外，在PLC中一個邏輯位的狀態(tài)可以無限次的使用，邏輯關(guān)系的修改和變更也十分方便。程序執(zhí)行時，PLC將根據(jù)用戶用定時器指令指定的定時器對某個操作進行限時或延時控制，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。程序執(zhí)行時，PLC將根據(jù)用戶用計數(shù)器指令指定的計數(shù)器對某個控制信號的狀態(tài)改變次數(shù)進行計數(shù)，以完成對某個計數(shù)過程的計數(shù)控制。（5）數(shù)據(jù)處理功能 PLC大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能，可以實現(xiàn)算術(shù)運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、譯碼編碼等操作。（8）監(jiān)控功能 PLC設(shè)置了較強的監(jiān)控功能，利用編程器或監(jiān)視器，操作人員對PLC有關(guān)部分的運行狀態(tài)進行監(jiān)視。PLC電源恢復后，可以在原工作基礎(chǔ)上繼續(xù)工作。僅僅將PLC理解為開關(guān)量控制的時代己經(jīng)過去，PLC不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)的廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，其功能也日趨完善。一種自動化產(chǎn)品的競爭力除表現(xiàn)在其技術(shù)上的個性外，更重要的還在于其滿足國際標準化的程度和水平。但是，這些標準目前只能是統(tǒng)一區(qū)域性的產(chǎn)品，而不能實現(xiàn)全球的統(tǒng)一性。這樣PLC執(zhí)行指令的速度將達到納秒級。當今可編程控制產(chǎn)品種類繁多，加上自動化項目越來越大，致使常常在一個工程項目中出現(xiàn)不同廠家的產(chǎn)品做主從站的現(xiàn)象，這就要求每一廠家的產(chǎn)品族中，都要考慮到和其他廠家產(chǎn)品的兼容性問題。但是工業(yè)的每一領(lǐng)域都有其自己的特點。 隨著PLC進入過程控制的領(lǐng)域，對PLC可靠性的要求進一步提高。MTBF(平均無故障時間)是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標。為了滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的控制與管理的需要，PLC將廣泛采用計算機信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使PLC系統(tǒng)的生產(chǎn)控制功能和信息管理功能融為一體。FX2N系列擁有無以匹及的速度、高級的功能、邏輯選件以及定位控制等特點，F(xiàn)X2N是從16到256路輸入/輸出的多種應用的選擇方案。FX2N通過儲存的程序周期運轉(zhuǎn)。我選用PLC作為控制器件是因為可編程控制器核心是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設(shè)計制造的計算機。 主程序流程圖急車強通？急車強通子程序正常時序子程序滯留情況子程序正常時序滯留情況？啟動YNYN圖32 主程序流程圖啟動電源，信號輸入先傳送到急車強通控制，無線接收數(shù)據(jù)相同執(zhí)行急車強通的子程序，不同就傳送到滯留情況，電感式傳感器有高頻電流通過電感時，車流量大，當車輛進入路口經(jīng)過第一個傳感器時，使統(tǒng)計數(shù)加1，經(jīng)過第二個傳感器2出路口時，使統(tǒng)計數(shù)減1，其差值為該股車道上車輛的滯留量(動態(tài)值)，可以與其他道的值進行比較，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時長的依據(jù)。啟 動東西綠燈亮20S南北紅燈亮25S東西綠燈閃亮3S東西黃燈亮2S東西紅燈亮30S南北綠燈亮25S南北綠燈閃亮3S南北黃燈亮2S圖3 正常時序流程圖圖33正常時序流程圖圖34 十字路口交通燈正常時序控制時序圖圖35正常時序控制梯型圖十字路口PLC自動調(diào)整紅綠燈時給信號燈電源，信號系統(tǒng)工作；南北紅燈亮，東西綠燈亮；南北紅燈亮維持25s，在南北紅燈亮的同時東西綠燈亮，并維持20s；到20s 時，東西綠燈閃亮，綠燈閃亮周期為1s（，）；綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮，并維持2s；到2s時，東西黃燈熄，東西燈亮，同時南北紅燈熄滅，南北綠燈亮；西燈亮維持30s，南北綠燈亮維持25s到25s時，南北綠燈閃亮3s后熄滅，南北黃燈亮，并維持2s；到2s時南北黃燈熄，南北紅燈亮，同時東西紅燈熄,東西綠燈亮，開始第二周期的動作。T452 2s計時到，T452常閉觸點斷開，使Y43Y435斷開，南北紅燈熄、東西黃燈熄；T452常開觸點閉合，使Y452常閉觸點閉合，使Y43Y430接通，東西紅燈亮、南北綠燈亮；T453開始計時。當啟動開關(guān)斷開時，X400斷開電器斷開，全部信號燈熄滅。當東西急車強通開會合上時，X401接通，M200接通，M200常閉觸點斷開，使T45T45T45T45T455全部計時器斷開；M200常開觸點閉合，使Y43Y434接通，南北紅燈亮、東西綠燈亮，讓東西急車放行，當東西急車強通開關(guān)斷開時，X401斷開，M200斷開，M210接通，M200發(fā)出脈沖，使M230接通并自保，M230常閉自動端開，使“東西綠燈”支路及“東西綠燈計時”支路斷開；M230常開觸電閉合，使Y432繼續(xù)接通，南北紅燈繼續(xù)亮；使“東西綠燈閃”支路及“東西綠燈閃計時”支路接通，T451開始計時。 車流滯留情況紅綠燈時間長度控制圖39 十字路口PLC自動調(diào)整紅綠燈時長的程序流程圖流程圖中的15s、30s、75s等時間分別為交管部門定的車輛左轉(zhuǎn)彎時間、直行最小時間、允許的最大通行時間。車輛通行的時間中包含綠、黃燈閃爍的時間，紅、黃、綠各燈的切換與現(xiàn)用的方式相同。圖310 十字路口PLC自動調(diào)整紅綠燈時長的程序梯型圖梯形圖程序說明：計時器T4：7為正常時序東西綠燈亮計時，計時時間為20S；計時器T4：8為正常時序下東西綠燈的閃亮時長計時，計時3S；計時器T4：9 T4：10為正常時序下東西綠燈的閃亮頻率的計時，閃亮周期計時，計時1S；計時器T4：11為正常時序下東西黃燈亮計時，計時時間為2S；計時器T4：18為東向西向車輛在距十字路口200M處停止時間，計時器計時50S；計時器T4：22東西方向車停時間達到50S要求，東西方向綠燈亮，計時50S。如，將東西向的(見圖5)左行、直行、右行道上的車輛的滯留量相加，再與其它的3個方向的車流量進行比較，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時長的依據(jù)。程序的控制規(guī)律如下:(1)當各路口的車輛滯留量達一定值溢滿時(相當于比較嚴重的堵車)，紅綠燈切換采用現(xiàn)有的常規(guī)定時控制方式。進一步的說明在后面的注釋中。實際應用時σ的值需整定，過小則導致紅綠燈切換過頻，過大又不能實現(xiàn)適時控制。三菱plc 0 LDS03 LDX002S20Y57 LDX1Y5Y5OX0Y015 ANIS3019STLS2020OUT東西向紅燈21 OUTK30022 LD23 SETK20027 LDT128 SETK5031 LDT234SETT3T10S3143 STLY4S3250 OUTY5黃燈51 OUTT12T1253 SETT1360 OUTPLC還具有功能強，適應面廣的特點，現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運算、計時、計數(shù)、順控等功能，數(shù)值運算和數(shù)據(jù)處理等功能。PLC還具有功能強，適應面廣的特點。目前大多數(shù)品牌的PLC內(nèi)部均配有實時時鐘，通過編程控制可對信號燈實施全天候無人化管理。 我國人口眾多交通路道擁擠已嚴重制約經(jīng)濟快速持續(xù)發(fā)展，影響人們的日常生活。[19] 廖常初，可編程控制器的編程方法與應用，重慶：重慶大學出版社，2001。電工技術(shù)，1998。[24] 廖常初，PLC梯形圖的書許控制設(shè)計法與順序功能圖。可編程控制妻原理及其應用實例。哈爾濱工業(yè)大學出版社，1998。