【正文】 .............................. 26 附錄３ S7200PLC 的 CPU 的輸出規(guī)范 ................................................................................... 27 1 第 1 章 緒論 課題 背景 1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。 1869 年 1 月 2 日，煤氣 燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。這種流量變化的偶然性是無法建立準確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應控制的交通燈。另外隨著眾 2 多高科技技術在日常生活的普遍應用，城市空中各種電磁干擾日益嚴重，為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定，選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的 PLC 是必要的。 近年來 PLC 的性能價格比有較大幅度的提高，使得實 際應用成為可能。本系統(tǒng)就是應用可編程序控制器 (PLC)對十字路口交通控制燈實現(xiàn)控制。 第四章，通過對系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進行系統(tǒng) 性 梳理，將隱藏的不足之處加以修正和完善，確保系統(tǒng)能順利運行。有人將它與數(shù)控技術、 CAD/CAM 技術工業(yè)機械人技術并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術的四大支柱。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應性差。從此這項技術迅速發(fā)展起來。 PLC 不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使 PLC 真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實的多功能控制器。 PLC 的原理、結構、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟， PLC 的應用領域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機床、生產(chǎn)線擴展。 PLC 的應用范圍開始向順序控制的全部領域擴展。此外， PLC 的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化 PLC。一方面， PLC 在繼續(xù)提高 CPU 運算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運動控制的特殊功能與模塊，使 PLC 的應用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領域。 ①體積小型化。 PLC 的性能主要包括 CPU性能與 I/O 性能兩大方面。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進的設備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領域。 ③ 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（ 90 年代初期到現(xiàn)在） 進入 90 年代，我國的可編程序控制器進入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (2) 政府重視 可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當時機械電子工業(yè)部的領導下，于 1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會。但最近十多年來，PLC 的應用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關元件的價格大大下降，使得 PLC 的成本下降；另一方面 PLC 的功能大大增強，它也能解決復雜的計算和通信問題。 PLC 應用于單機控制、多機群控、生產(chǎn)自動線控制等。 （ 3）過程控制 PLC 還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。 （ 5）通信網(wǎng)絡 PLC 的通信包括主機與遠程 I/O 之間的通信、多臺 PLC 之間的通信、PLC 和其他智能控制設備（如計算機、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。 PLC 的 硬件 結構 PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機其 硬件結構基本上與微型計算機從結構上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。 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從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。這樣在對于 I/O 響應要求不高的場合， PLC 與繼電器控制裝置的處理結果上就沒有什么區(qū)別了。 1 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O映象區(qū)中的相應得單元內(nèi)。 2 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。 PLC 的掃描工作過程 如圖 2圖 23所示 圖 22 PLC 的 掃描 工作 過程 圖 圖 23 PLC 的 掃描周期 圖 本章小結 本 章 介紹的是 PLC 的 產(chǎn)生、發(fā)展及應用，通過這 些基礎知識， 希望能給 PLC 初學者經(jīng)常會遇到的疑惑 有 一些幫助 ， 更好地理解 PLC 的控制 ， 基于 PLC 在交通燈 控制系統(tǒng) 上應用 這一范疇 ，使下一步 PLC 的程序設計開發(fā) 和實際需要有機地融合在一起 。 3 南北紅燈亮維持 25S。到 2S 時，東西黃燈熄，東西紅燈亮。然后閃爍 3S，熄滅。 設計思想分析如下： 給一個啟動的輸入信號， 要配合一個 SB1 的按鈕，當 SB1 啟動 按鈕動作 ，系統(tǒng)工作。 東西方向道 路亮 紅 燈 狀態(tài)過程中 ， 東西紅燈亮 30S,需計時器設定延時 30 秒，才會轉入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時，南北方向道 路 也一起 亮 綠 燈 25S,需計時器設定延時 25 秒，才會轉下一狀態(tài)南北綠燈閃爍 ； 南北綠燈閃爍 3S，需振蕩器 或脈沖 源 （秒 /次）動作使南北綠燈閃爍，還要需計時器設定延時 3 秒，才會轉下一狀態(tài)南北黃燈亮 ； 南北黃燈亮 2S,需計時器設定延時 2 秒，才會轉入下一狀態(tài)南北紅燈亮?？删幊炭刂破饕敵鲆粋€信號，驅(qū)動一個報警燈。 狀態(tài) 2： 南北 紅燈（ 7） 繼續(xù) 亮， 東西 綠燈（ 12） 閃 。 狀態(tài) 6： 東西 紅燈（ 7） 繼續(xù) 亮， 南北黃燈 （ 8） 亮 。 CPU224 另有 24V、 280mA 電源供 PLC 輸入點使用。 SB1 COM COM L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 P L C 15 系統(tǒng) 程序設計 系統(tǒng)的梯形圖 16 17 18 19 語句表 步序 指 令 步序 指 令 0 LD 啟動 18 LD T35 1 AN 19 TON T36, +200 南北黃燈 2S 2 AN T97 20 LDN T33 3 TON T33, +2500 南北紅燈25S 21 AN 4 LD T33 22 A 5 TON T97, +3000 東西紅燈30S 23 = 南北紅燈工作 6 LDN 24 LD T33 7 A 25 = 東西紅燈工作 8 AN T33 26 LD 9 TON T98, +2021 東西綠燈20S 27 AN T98 10 LD T98 28 LD T98 11 TON T99, +300 東西綠燈 閃爍3S 29 AN T99 12 LD T99 30 A T32 13 TON T100, +200 東西黃 燈2S 31 OLD 14 LD T33 32 = 東西綠燈工作 15 TON T34, +2500 南北綠燈 25S 33 LD T99 16 LD T34 34 AN T100 17 TON T35, +300 南北綠燈閃爍 3S 35 = 東西黃燈工作 20 步序 指 令 步序 指 令 36 LD 45 = 南北黃燈工作 37 AN T34 46 LD 38 LD T34 47 A 39 AN T35 48 = 報警 燈工作 40 A T32 49 LD 41 OLD 50 AN T96 42 = 南北綠燈工作 51 TON T32, +500 43 LD T35 52 LD T32 44 AN T36 53 TON T96, +500 系統(tǒng)程序分析 當開關 SB1 合上時， 觸點接通， T33 通電待 25 秒后動作 （南北紅燈熄滅） ， T98通電待 20 秒后動作 （東西綠燈閃爍） ， 得電，南北紅燈亮；同時 的動合觸點閉合， 線圈得電，東西綠燈亮。 此時 自開關閉合南北紅燈亮起 累計時間達 25 秒， T33 的動斷觸點斷開， 線圈失電，南北紅燈滅 ； T33 的動合觸點閉合， T97 通電待 30 秒后動作（東西紅燈熄滅）， T34通電待 25 秒后動作（南北綠燈閃爍）， 線圈得電，東西紅燈亮， 的動合觸點閉合， 線圈得電，南北綠燈亮。 自南北紅燈滅及東西紅燈亮 累計時間達 30 秒鐘， T97 的動斷觸點斷開， T33 動斷觸點復位， 線圈失電，即維持了 30 秒的東西紅燈滅。在滿足控制要求、環(huán)境要求和性價比等條件下，合理選擇 PLC 的機型和硬件配置，正確地進行估算，合理選擇輸入 /輸出模塊，完成 PLC 的硬件與軟件的設計。 系統(tǒng)結合 ，要軟硬兼施，才能 具備一個 工程師 綜合素質(zhì)。 第一步：目測。 第三步：加電檢測。動態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠、由分到合。 由近 及遠是將信號流經(jīng)的各器件按照距離 可編程控制器 的邏輯距離進行由近及遠的分層，然后分層調(diào)試。如果出現(xiàn)故障，應返回編程環(huán)境，檢查梯形圖的錯誤并修改程序再進行調(diào)試，如此反復直到調(diào)試成功。就如畫電氣原理圖吧，整體的構造腦海里都有一個整體的概念。這個只有你自己投入進去你 才 23 能發(fā)現(xiàn)自己知識點的欠缺。 在程序設計過程中，我對以前的編程方法做了歸納，之前我習慣用功能流程寫程序，遇到難點的時候習慣翻書，對照例子提取點精華。只要你能熟悉掌握，靈活應用的話，那么編程對你來說將變的非常容易。但結構多。 這次的課程設計使我把 可編程控制器 的理論知識用在實踐中，實現(xiàn)了理論和實踐相結合，從中更懂得理論是實踐的基礎，實踐又能檢驗理論的正確性，讓我受益非淺， 對我以后工作 中遇到問題 或者繼續(xù)學習將會產(chǎn)生巨大的幫助和影響。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從 選題 到查閱資料， 方案可行 的確定和 論文 綱領 細節(jié)的 修改，中期檢查，后期詳細設計等整個過程中都給予了我悉心的指導。 在研究設計與方法上必須采用實證研究范式，即相關設計或因果實驗設計，具體收集數(shù)據(jù)方法可用實驗法、測驗法、問卷法、訪談法、觀察 法。 （二）目錄 目錄需 通過 WORD 定義三級大綱形式自動生成目錄。中英文摘要頁單獨編排頁碼，頁碼居中采用羅馬數(shù)字排序。注意將所要研究的問題界定清楚，題目不要過大或含糊不清。 英文題目表達可以不與中文題目完全一致，但要求與中文題目內(nèi)容要對應。 英文摘要 (Abstracts)，主要內(nèi)容包括： Objective。其表達可以不與中文摘要完全一致，但要求與中文摘要內(nèi)容要對應。避免選用一些外延較廣的詞作為關鍵詞，應從《漢語主題詞 表》和專業(yè)主題詞表中選用。指出本研究問題的重要性及其應用價值，即作者對這一問題進行研究的原因。正文內(nèi)容應該觀點突出，言之有物，邏輯清晰，層次分明，結構完整，方法得當，論證嚴謹，資 料真實，行文流暢，用語規(guī)范。 國內(nèi)外研究概況 ： 是對 國內(nèi)外相關研究的歷史回顧與現(xiàn)狀分析 。 研究方法 內(nèi)容包括 ：被試、研究工具、 實驗設計、 研究程序、數(shù)據(jù) 管理與分析 等 。 實驗設計： 如果是實驗研究，還應該在研究工具與研究程序兩部分之間加入實驗設計 。如果是描述性或相關研究，則要說明訪談的程序、觀察的過程、編碼記分方法、問卷的編制過程、問卷的施測過程等。 選擇正確的統(tǒng)計分析方法，按合理的邏輯順序報告結果。 常用的統(tǒng)計學符號規(guī)定如 下：樣本代表的總體數(shù) 為 N， 樣本數(shù)為 n，平均數(shù)為 M，標準差為 SD， t 檢驗為 t， F 檢驗為 F，卡方檢驗為 χ２ ，相關系數(shù)為 r，顯著性為 p。表和圖不要重復表達同一內(nèi)容。 表格要有表頭（即表的標題），置于表格之上，標明表格序號，表格內(nèi)的統(tǒng)計符號用斜體，數(shù)字采用5 號 Times New Roman 字體編排。同一個表格或插圖不能分兩頁