【正文】 總點數步能超過 256 點。在 PLC 內部，與 PLC 輸入端子相連的輸入繼電器是一種光電隔離的電子繼電器，有無數電子常開觸點和常閉觸點，可在 PLC 內隨意使用。其中 F 系列已停產，取而代之的是 FX2 系列機型，屬于該性能疊裝式機型，是三菱公司的典型產品。其種類越多、數量越大，存儲各種信息的能力和控制能力就越強。 I/O 點數越多，外部可接的輸入器件和輸出器件就越多，控制規(guī)模就越大。一個字含 16 位，或者說一個通道含 16 個繼電器。 5. 外設端口服務階段 這個階段里， CPU 完成與外設端口連接的外圍設備的通信處理。 3. 掃描周期計算處理階段 若預先設定掃描周期為固定值則進入等待狀態(tài)，直至達到該設定值時掃描再往下進蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 15 行。用戶程序的語句條數多少不同，所用的掃描時間必然不同。各階段完成的任務如下： 1. 公共處理階段 在每一次掃描開始之前， CPU 都要進行復位監(jiān)視定時器、硬件檢查、用戶內存檢查等操作。 （ 3） 功能塊圖 。 I/O 擴展端口 當主機上的 I/O點數或類型不能滿足用戶需要時，主機可以通過 I/O擴展端口連接 I/O擴展單元來增加 I/O 點。 繼電器輸出型 PLC 的負載電源可以根據需要選用直流或交流。 圖 繼電器輸出電路 繼電器輸出單元的電路如圖 所示。 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 11 圖 晶閘管輸出電路 圖中， T 為光控雙向晶閘管（兩個晶閘管反向并聯）， LED 為輸出點狀態(tài)指示， R C構成阻容吸收保護電路， FU 為熔斷器。 工作原理為：當對應于晶體管 T2 的內部繼電器的狀態(tài)為 1 時，通過內部電路使光電耦合器 T1 導通，從而使晶體管 T2 飽和導通，因此負載得電。所以這個電路可以接收外部的交流輸入電壓，其工作原理與直流輸入電路基本相同。 有的 PLC 內部提供 24V 的直流電源，這時直流輸入單元無需外接電源，用戶只需將開關接在輸入端子和公共端子之間即可，這就是所謂無源式直流輸入單元。 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 8 圖 直流輸入電路 圖中， T 為一光電耦合器，發(fā)光二極管與光電三極管封裝在一個管殼中。在 PLC 斷電時能保持數據的存儲器區(qū)稱數據保持區(qū)。目前較先進的 PLC（如 CPM1A 等）采用可隨時讀寫的快閃存儲器作為用戶程序存儲器。 存儲器 存儲 器可以分為以下 3 種 1. 系統程序存儲器。 2. 檢查、校驗用戶程序。整體式 PLC蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 6 的基本組成如圖 所示。此后，在不斷引進國外 PLC 生產線的同時，積極開發(fā)國產 PLC。 現在， PLC 不僅能進行邏輯控制，在模擬量的閉環(huán)控制、數字量的智能控制、數據采集、監(jiān)控、通信聯網及集散控制等方面都得到廣泛的應用。 首先提出 PLC 概念的是美國做大的汽車制造廠家通用汽車公司（ GM）。但個人計算機（ Personal Computer）也常簡稱 PC，為了避免混淆，可編程控制器仍被稱為 PLC。對交通的管控能力，也就從一個側面體現了這個國家對整個社會的管理控制能力，因此各國都很重視用各種高科技手段來強化對交通的管控能力。 許多大城市如北京、上海、南京等出現了交通超負荷運行的情況，再加上政府大力發(fā)展的道交、出租車，使得車輛越來越多，這不僅要求道路要越來越寬闊，而且要求有新的交通管理模式和交通規(guī)則的出臺。我們選用了 OMRON 公司推出的 CPM1A40CDRAV 型 PLC， 具有可靠性高、體積小、擴展方便，使用靈活的特點 。 ............................ 28 十字路口交通燈 控制實際情況 ............................. 28 流程圖 ................................................ 29 可編程控制器選擇 ....................................... 30 十字路口交通燈模擬控制時序圖 ............................ 31 第五章 總結 ............................................ 33 難點分析 .............................................. 33 結束語 ...................................................... 35 參考文獻 .................................................... 36 致 謝 .................................................... 37 附錄 ........................................................ 38 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 1 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展， PLC 的應用正在不斷地走向深入 ，同時帶動傳統控制檢測日新月益更新。人、車、路三者關系的協調，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。而城市道路多十 字路口、多交叉的特點，也決定了城市道路的交通狀況必然受這種路況的制約。 經過整個畢業(yè)設計的過程， 對 PLC 的定時器、計數器指令有了更深的了解，邏輯思維及運 用能 力 得到了很大的提高?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統連成一 個整體、易于擴充其功能的原則設計。 [4] 由于 PLC 優(yōu)越的性能，其問世后發(fā)展極為迅速。功能完備的 PLC 不僅能滿足控制的要求，還能滿足現代大生產管理的需要?？梢灶A見， PLC 技術的推廣應用會使我國的工業(yè)自動化水平產生一個革命性的飛躍。 CPU 與各擴展模塊之間若通過電纜連接，距離一般不超過 10m。將接收到現場輸入的數據保存起來，在需要該數據的時候將其調出、并送到需要該數據的地方。 2. 用戶程序存儲器。用來存儲工作數據的區(qū)域叫工作數據區(qū)。這些信號經過輸入電路的濾波、光電隔離、電平轉換等處理，變成 CPU 能夠接收和處理的信號。 其工作原理是：當 S 閉合時光電耦合器導通， LED 點亮，表示 輸入開關 S 處于接通狀態(tài)。圖中只畫出對應于一個輸入點的輸入電路，各個輸入點所對應的輸入電路均相同。 2. 開關量輸出單元 按輸出電路所用開關器件的不同， PLC 的開關量輸出單元可分為晶體管輸出單元、晶閘管輸出單元和繼電器輸出單元。此時 LED不亮，表示該輸出點的狀態(tài)為 0。表示該輸出點接通；當對應于 T 的內部繼電器的狀態(tài)為 0 時 T 關斷，負載失電，指示燈 LED 滅。 圖中， LED 是輸出點狀態(tài)顯示器， J 為一小型直流繼電器。 PLC 輸出電路也有共點式、分組式、隔離式之別。 外設端口 每臺 PLC 都有外設端口。 [3] PLC 的工作原理 —— 循環(huán)掃描工作方式 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，它可以看成是一種由系統軟件支持的掃描設備，不論用戶程序運行與否，都周而復始地進行循環(huán)掃描，并執(zhí)行系統程序規(guī)定的任務。如果屬于嚴重故障，則停止 PLC 的運動。對同一種控制功能若選用不同的指令進行編程，掃描時間會有很大差異。其一，從輸入電路中讀取各輸入點的狀態(tài)，并將此狀態(tài)寫入輸入映像寄存器中，也就是刷新輸入映像寄存器的內容。位指二進制數的一位，僅有 0 兩種取值。用戶程序存儲器容量決定了 PLC 可以容納用戶程序的長短，一般以字為單位來計算。一般以掃描 1K 字蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 16 所用的時間來衡量掃描速度。 7. 智能單元的數量 PLC 不僅能完成開關量的邏輯控制，而且利用智能單元可完成模擬量控制、位置和速度控制以及通信聯網等功能。擴展單元是用于 I/O 點數的裝置，內部設有電源。輸出繼電器的外部輸出用觸點在 PLC 內與該輸出端子相連，有無數的電子常開 觸點和常閉觸點，可在 PLC 內隨意使用。 FX2N 系列 PLC 的輔助繼電器 (M)分為一般用 (M0M499)、停電保持用 (M500M3071)和特殊用途 (M8000M8255)輔助繼電器。 FX2N 系列 PLC 的狀態(tài)器 (S)分為一般用 (S0S499)、停電保持用 (S500S899)和報警器用 (S900S999)，其中 S0~19 一般用作返回原點的狀態(tài)。一般計數器和停電保持型計數器的分配可通過外圍設備的參數設置進行調整。并列的 OUT 指令能多次連續(xù)使用。由兩個以上觸點串聯連接的回路稱為串聯回路塊，將串聯回路塊英烈連接時，分支開始用 LD 或 LDI 指令，分支結束用 ORB 指令。 表 37 INV 指令 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 24 助記符，名稱 功能 回路表示和可用軟元件 程序步 INV取反 運算結果反轉 1 MC、 MCR 指令 MC 為主控指令，用于公共串聯觸點的連接， MCR 為主控復位指令，既 MC 得復位指令。其助記符、名稱、功能、梯形圖表示、可用軟元件及所占程序不經數如表 311 所示。 (3) 狀態(tài)轉移過程中，在一個掃描周期內兩種狀態(tài)同時接通，因此為了避免不能同時接通的一對輸出同時接通，除了在 PLC 外部設置互鎖外，在相應的程序上也應設施互鎖。用 a、 b、 p 分別表示左轉、直行、右 轉和人行道的交通信號燈。 圖 自動循環(huán)控制方式流程圖 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 30 可編程控制器選擇 本文采用時序圖設計法，其編程思路如下： 分析 PLC 的輸入和輸出信號，以作為選擇 PLC 機型的依據之一。 圖 十字路口交通燈模擬控制時序圖 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 31 十字路口交通燈模擬控制 時序圖 為了弄清各燈之間亮、滅的時間關系，根據控制要求，可以先畫出各方向各車道的三色燈的工作時序圖。 電感式車輛探測傳感器及交通燈布置示意圖見圖 。 由上可見，本系統結構簡單，可靠性高，且成本不高，特別適合于交通繁忙，無立交的十字路口 。 同時還 感謝我的家人，他們在我的大學的學習階段不斷地鼓勵我，在我做畢業(yè)設計的階段一直給與我支持與關懷。如能在外部自由設定亮滅周期 , 取消多點共用同一輸出點可減少故障點 , 那么 , 本控制方案也可用于實際控制。 圖 ，車輛探測器 1的信號輸入 PLC 內高速計數器，用于探測車蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 34 輛通過信號，其距十 字路口的安裝距離可依據本系統最大計數車輛確定，一般可取 200—250m。 顯然，這樣的交通燈控制系統效率較低，無法依據道路與季節(jié)變化情況改變控制方式，容易造成交通擁擠，也浪費人力、物力 。在圖 中，南北方向的三色燈共 14 盞，同車道同顏色的燈在同一時間亮、滅，所以可將同車道同顏色的燈兩兩并聯，用一個輸出信號控制。 (1）按鈕 1—— 按下該按鈕以后，則南北向均為綠燈，東西向均為紅燈。 (7) STL 指令內不禁止使用跳轉指令，但由于動作復雜，建議不要使用。 允許雙重輸出：由于 STL 指令具有轉移源復位功能，因此 STL 指令允許雙重甚至多種輸出，而不會出現前后矛盾的輸出驅動。將程序全部清除時，全部指令稱為 NOP。 MRD 指令時讀出最上端所存數據的專用指令，堆棧內的數據不發(fā)生移動。 OUT 指令后，通過觸點對其他線圈使用 OUT 指令實現縱接輸出時，如果順序不錯，可以重復連續(xù)使用，否則必須使用后述 MPS 指令。 (8) 指針 FX2N 系列 PLC 的指針包括分支用指針 (P)和中斷用指針 (I)。 FX2N 系列 PLC 定時器設定值可采用程序存儲器內的常數 (K)直接指定，也可以用數據寄存器 (D)的內容直接指定。其中存在驅動是有效和 END 指令執(zhí)行后有效兩種。 FX2N 系列 PLC 的輸入、輸出繼電器地址分配如表 31所示。 三菱 FX2N 系列 可編程序控制器主