【正文】 控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 (一） 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)，并將它們存晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 入 I/0 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。 在此期間， CPU 按照 I/0 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路， 再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。 為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 3) 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行 PLC 的功能 1) 邏輯控制 2) 定時(shí)控制 3) 計(jì)數(shù)控制 4) 步進(jìn)（順序）控制 5) PID 控制 6) 數(shù)據(jù)控制 7) 具有數(shù)據(jù)處理能力 8) 通信和聯(lián)網(wǎng) 9) 其它 PLC 還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT 模塊。 南北向（列）和東西向（行）主干道 南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有綠燈 10S，綠燈閃亮 2S（亮 滅 ） ,晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 黃燈 2S 和紅燈 14S。南北向脈沖開關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同，另外兩個(gè)脈沖開可以控制車流量，當(dāng)東西向主干道等待車量較多的時(shí)候，按下東西向控制脈沖開關(guān)，東西向主干道延長(zhǎng)綠燈點(diǎn)亮?xí)r間到 15 秒。此系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器 (PLC) 對(duì)十字路口 交通控制燈實(shí)現(xiàn)模糊控制傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常 是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí) 預(yù)先設(shè)置好。為了實(shí)現(xiàn)模糊控制，需要將綠燈時(shí)間分為兩部分：其一是固定的 10 秒作為路口車輛狀態(tài)參數(shù)的采 集時(shí)間 t1。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： 合理的結(jié)構(gòu)型式 晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。 王光耀 基于 PCL 的交通燈設(shè)計(jì) 13 1) I/0 點(diǎn)數(shù)的選擇 PLC 平均的 I / 0 點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用 PLC 的 I / 0 點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的 I/0 點(diǎn)最少，但必須留 有一定的裕量。由于所學(xué)知識(shí)及設(shè)備有限，無(wú)法對(duì)其路燈進(jìn)行智能化控制，所以在編程時(shí)就沒把智能控制這一塊加上去，再加上編程軟件無(wú)法下載，在畫梯形圖方面受到一點(diǎn)阻礙。 由于對(duì) PLC 內(nèi)部的功能繼電器不太熟悉（不同型號(hào)的PLC 內(nèi)部功能繼電器編號(hào)也不一樣）我想了一個(gè)用程序?qū)崿F(xiàn)的方法（程序段在第 86 條? 第 94 條指令之間），此方法可以說是軟件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序加長(zhǎng) 了但閃爍頻率可以控制比較靈活。提筆寫下 “致謝 ”，我才驚覺自己即將真正離開，人生亦從此展開新的畫卷。我要感謝在我 三 年的學(xué)習(xí)中無(wú)私傳授我知識(shí)的各位老師，是你們將自己寶貴的財(cái)富無(wú)私地奉獻(xiàn)給了我們，讓我們能在學(xué)業(yè)上有所成績(jī)；是你們讓我倍感教師職業(yè)的偉大，交給我們知識(shí)，又不忘教育我們?nèi)绾巫鋈耍? 。應(yīng)用這就涉及到了一個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)的關(guān)系。而且還可 連接可編程控制終端，創(chuàng)造了尚無(wú)前例的靈活運(yùn)用。 3) 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)。 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。 PLC 的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機(jī)型、容量、 I/0 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。具體由傳感器采集后送入可編程序控制器。這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì)的方法己不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。實(shí)現(xiàn)讓 盲人可以方便通過十字路口和手動(dòng)控制車流量。東西人行道通行綠燈于東西主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道直行綠燈閃亮是東西行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。 有相應(yīng)的 I/0 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如： 〃按鈕 〃行程開關(guān) 〃接近開關(guān) 〃傳感器及變送器 〃電磁線圈 〃控 制閥 直接連接另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對(duì)話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。一般交流電壓波動(dòng)在 + 10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去 PLC 的基本性能指標(biāo) PLC 的主要特點(diǎn) 一、 高可靠性 1) 所有的 I/0 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。經(jīng)過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/0 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 即 ，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/0 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/0 映象區(qū)或系統(tǒng) R AM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形 圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。” 以后國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC)又先后頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿，并在1987 年 2 月通過了對(duì)它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。于 1977 年開始工業(yè)應(yīng)用。 輸出為交流 115V， 2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等； 在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更； 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4KB。用可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制 系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)， 能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺到有 人要過馬路。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。十分形象地顯示出了 PLC在 交通燈系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 基于 PCL 的交通燈設(shè)計(jì) 所屬系部 機(jī) 電 工 程 系 所學(xué)專業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí) 高機(jī)械 0902 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱 2020 年 6 月 基于 PCL 的交通燈設(shè)計(jì) 摘 要 ： 近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展， PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí) 帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。 在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的PLC 應(yīng)用系統(tǒng)中， PLC 往往是作為一個(gè)核心部件 來(lái)使用，僅 PLC 方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì) 具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。 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。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下 喇叭 ，就使紅燈變?yōu)榫G燈。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。 PLC 的由來(lái) 早期工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的電器自動(dòng)控制系統(tǒng)是繼電器 接觸器控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱繼電器控制系統(tǒng)，隨著 20 世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日趨縮短，新產(chǎn)品 不斷涌 現(xiàn)，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)難以滿足現(xiàn)代社會(huì)小批量、多品種、低成本、 高質(zhì)量生產(chǎn)方式的生產(chǎn)控制要求，為了改變這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車公司在 1969 年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即： 編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序； 維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)； 可靠性高于繼電器控制裝置； 體積小于繼電器控制裝置； 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)； 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)； 輸入可以是交流 115V。我國(guó)從 1974 年開始研制。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行 PC 之功能著，亦被視為 PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器。 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。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 線圈在 I/0 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。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/0 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此 PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。 二、 豐富的 I/0 接口模塊 PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如： 〃交流或直流； 〃開關(guān)量或模擬量； 〃電壓或電流； 〃脈沖或電位； 〃強(qiáng)電或弱電等。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道 直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道直行綠燈閃亮?xí)r南北行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。 盲人安全通道控制和手動(dòng)控制車流量 除此之外另設(shè)兩個(gè)功能，使用 10 個(gè)脈沖開關(guān)。即使是經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行、適用的方案，仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車