【正文】 十字路口交通信號燈示意圖 交通信號燈共有 12 盞，每個路口各有紅，黃，綠三盞， 具體分布如下圖所 29 示： 十字路口交通信號燈 控制過程分析 交通信號燈啟動和停止受觸摸屏上的啟動按鈕和停止按鈕控制，按下啟動按鈕，信號燈系統(tǒng)開始工作（現(xiàn)先以東西為例說明）。 因此必須合理的設(shè)計(jì)路口主 干道的系統(tǒng)。在調(diào)試程序時，可以將 END 指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動作，確認(rèn)無誤后，再依次刪去插入的 END 指令。 OR、 ORI 是用于一個觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。所以，這個指標(biāo)也是重要的?？煽看胧┑哪康氖窃黾?PLC 平均故障間隔時間、MTBF（ MeanTimeBetweenFailure）及減少 PLC 的平均修復(fù)時間、 MTTR（ MeanTimeToRepair），以提高 PLC 的有效度 A（ Availability）。所以，多數(shù)支持編程的軟件，也具有監(jiān)視 PLC 工作的功能。關(guān)鍵在于要把用高級語言編寫的程序轉(zhuǎn)換成助記符語言，或直接轉(zhuǎn)換成 PLC 所能識別的機(jī)器語 言。熟悉計(jì)算機(jī)而又未從事過一般電氣工作的人員，樂于用這 種語言對 PLC 編程。這種語言僅使用文字符號，所使用的編程工具簡單，用簡易編程器即可。 22 當(dāng)然，并不是所有的 PLC 都有上述那么多類的指令，也不是有的 PLC 僅有上述幾類指令。這類指令不管什么樣的PLC 都總是有的。而過去同是小型機(jī)的 C60P 的 DM 區(qū)才 64 個字。 計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行計(jì)數(shù)，到達(dá)某設(shè)定計(jì)數(shù)值可發(fā)送相應(yīng)信號。內(nèi)部繼電器多，便于PLC 建立復(fù)雜的時序關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)多種多樣的控制要求。在物理上并無這些器件，僅僅為 RAM。系統(tǒng)內(nèi)存是與 CPU 配置在一起的。 20 輸入輸出設(shè)備：它用以接收信號或輸出信號，便于與 PLC 進(jìn)行人機(jī)對話。編程器還可監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以進(jìn)行 PLC 用戶程序的調(diào)試。 除了模塊， PLC 還有外部設(shè)備。擴(kuò)展箱體也依 I/O 點(diǎn)數(shù)的多少劃分有不同的規(guī)格。 電源模塊，它為 PLC 運(yùn)行提供內(nèi)部工作電源，而且，有的還可為輸入信號提供電源。 這個性能含義是指某型號 PLC 具有多少種模塊，各種模塊都有什么規(guī)格，并各具什么特點(diǎn)。 18 控制規(guī)模還與輸入、輸出電路數(shù)有關(guān)。 控制規(guī)模與速度有關(guān)。一般的作法是采用輸入中斷，然后再輸出即時刷新，即中斷程序運(yùn)行后，有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新，而不等到整個程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。因?yàn)?PLC 監(jiān)測到輸入信號，經(jīng)運(yùn)行程序后產(chǎn)生的輸出，才是對輸入信號的響應(yīng)。指令的條數(shù)也不同。然后進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，并將運(yùn)算結(jié)果存入元件映象寄存器中。 了解了 PLC 的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮 PLC 所提供的最佳 。 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，形成一個統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。 2 模擬量：按信號類型分，有電流型（ 420mA,020mA ） ， 電壓型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等 。 3) 計(jì)時器 4) 計(jì)數(shù)器 (3) 用戶程序存儲區(qū) 用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序，不同類型的PLC 其存儲容量各不相同。 13 （ 2） EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種可擦除的只讀存儲器，在斷電情況下存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變 (在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲器內(nèi)容 )。 在使用者看來，不必要詳細(xì)分析 CPU 的 內(nèi)部電路，但對各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。模塊式 PLC 包括 CPU模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 (2)配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。美國 GE 公司的 CNC設(shè)備新機(jī)種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的 PLC。 相對來說，位置控制模塊比計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（ CNC）裝置體積更小，價格更低，速度更快， 操作方便。 這就是著名的 GM10 條， 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制出第一臺 可編程控制器 ，在美國 9 通用汽車自動裝配線上 首次 試用 成功 ， 實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動控制 .可編程控制器 ,簡稱 PLC(Programmable logic Controller).隨后有許多國家也開始引進(jìn)這門新技術(shù) ,應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn) .PLC 就這樣誕生了 ! PLC 的用途及特點(diǎn) PLC 的用途 PLC 的初期由于 其價格高于繼電器控制裝置 ,使其應(yīng)用受到限制。由于 PLC 本身具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必 然受高速道路與普通道路藕合處交通狀況的制約。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺 到有人要過馬路。這是世界上最早的交通信號燈。 大量的信號燈電路正向著數(shù)字化、小功率、多樣化、方便人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，多 值化方向發(fā)展隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。目前，伴隨著機(jī)動車輛的不斷增加，尤其是十字路口的交通建設(shè) ?頗為關(guān)鍵，嚴(yán)重的影響到城市交通安全。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中，具有對使用環(huán)境適 應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號燈進(jìn)行精確控制，特別對多岔路口的控制可方便地實(shí)現(xiàn)，所以我選用 PLC 來控制交通燈。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。 目前，城市規(guī)模還在不斷的擴(kuò)大，人們對交通信號燈的控制 也越來越高，我們需要更高層次的去了解交通信號燈，結(jié)合城市十字路口交通的需要，不斷地去創(chuàng)新，才能達(dá)到發(fā)展的需求，所以研究交通信號燈的極為重要。 隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加重要。 PLC 從原來具有邏輯控制、順序控制等功能，發(fā)展到現(xiàn)在已具有模擬量輸入 /輸出、定位控制、旋轉(zhuǎn)角度檢測、高速計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能。 （ 2）運(yùn)動控制 PLC 制造商目前已提供了拖動步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。著名的日本 FANUC 公司推出的 Systen 1 12系列，已將 CNC 控制功能作為 PLC 的一部分。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器 時間繼電器。 (3)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC的工作速度， IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模 。 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)，一個開關(guān)量 I/O 占用存儲單元中的一個位 (bit)，一個模擬量 I/O 占用存儲單元中的一個字 (16 個 bit)， 因此整個 I/O 映象區(qū)可看 作兩個部分組成：開關(guān)量 I/O 映象區(qū)，模擬量 I/O 映象區(qū)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。 2． 程序執(zhí)行階段 PLC 按從上到下，從左到右的順序株距掃描程序。速度高了，才可能通過運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮 PLC 的多種多樣的作用。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步，這個時間還在縮短。對急需處理的輸人信號延遲多長時間 PLC 能予以響應(yīng)，要另作要求?？刂撇患皶r，就不可能準(zhǔn)確與可靠，特別是對一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。規(guī)模大，用戶程序長，要求有更大的用戶存儲區(qū)。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 對點(diǎn)數(shù)多的系統(tǒng)進(jìn)行控制的需要。 組成 PLC 的模塊是 PLC 的硬件基礎(chǔ)，只有弄清所選用的 PLC 都具有那些模塊及其特點(diǎn)，才能正確選用模塊，去組成一臺完整的 PLC，以滿足控制系統(tǒng)對 PLC的要求。若干底板間的聯(lián)系有的用接口模塊，有的用總線接口。 通訊模塊，它接人 PLC 后，可使 PLC 與計(jì)算機(jī)，或 PLC 與 PLC 進(jìn)行通訊，有的還可實(shí)現(xiàn)與其它控制部件，如變頻器、溫控器通訊，或組成局部網(wǎng)絡(luò)。復(fù)雜一點(diǎn)的有圖形編程器，可用梯形圖語編程。這些設(shè)備，如存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器。它的情況，當(dāng)然是選用PLC 必須了解的重要方面，所以也應(yīng)把它列為 PLC 性能的重要內(nèi)容。大型 PLC的內(nèi)存容量可達(dá)幾十 k，以至于一百多 k。它與 PLC所能控制的 I/O 點(diǎn)數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關(guān)。 21 定時器，可進(jìn)行定時控制。趨勢也是越來越大。你不懂 PLC 指令怎么編程， 沒有程序， PLC 又怎么工作？ PLC 的指令越來越多，越來越豐富。但遇到流程控制指令也可作相應(yīng)改變。它之所以能使用一些助記符語言、梯形圖語言、流程圖語言，以至高級語言，全靠為使用這些語言而開發(fā)的種種軟件。多數(shù)是在計(jì)算機(jī)對 PLC 編程時，才使用這種語言。用梯形圖再確定塊中的種種量間的邏輯關(guān)系。 再前進(jìn)一步，從理論上講使用自然語言編程也是完全可能的。 總之，為了用好 PLC， PLC 的支持軟件越來越豐富，性能也越來越好，其界面也越來越友好，也因此，它的情況如何，已成為評判 PLC 性能的指標(biāo)之一。 （八） 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 以上七條講的都是 PLC 的技術(shù)性能。 OUT 指令是線圈的驅(qū)動指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。 ANB X000 X002 X003 Y006 X001 X004 X005 ORB X006 X003 地 址 指 令 數(shù) 據(jù) 0000 LD X000 0001 OR X001 0002 LD X002 27 0003 AND X003 0004