【正文】 的標(biāo)志。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。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。但這一技 術(shù)在 19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。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。1 1 II 目 錄 摘要 .......................................................2 第一章 緒論 ................................................5 第二章 PLC 的基礎(chǔ)知識(shí) .......................................4 PLC 概述 ..............................................4 PLC 的由來(lái) .............................................4 PLC 的定義 .............................................5 PLC 的工作原理 ..........................................5 PLC 的結(jié)構(gòu) .............................................6 PLC 的基本性能指標(biāo) ......................................11 第三章 PLC網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器 ...............................19 歐姆龍網(wǎng)絡(luò) .............................................19 可編程控制器通信與網(wǎng)絡(luò)概述 ................................22 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)的概念 .............24 第四章 交通信號(hào)控制系統(tǒng)實(shí)況 .................................25 十字路口交通燈控制實(shí)際情況描述 .............................25 結(jié)合十字路口交通燈的路況畫(huà)出模擬圖 .........................25 第五章 可編程控制器程序設(shè)計(jì) .................................26 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖 .............................26 I/O端口分配 ...................................27 程序梯形圖 及語(yǔ)句表 .......................................28 第六章 總結(jié) .................................................34 程序調(diào)試 ...............................................34 難點(diǎn)分析 ...............................................34 PLC 智能化控制交通燈的方法 ................................34 收獲與體會(huì) ..............................................34 結(jié)束語(yǔ) ......................................................35 致謝 ........................................................36 參考文獻(xiàn) ....................................................37 1 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。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。 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)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。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。 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(kāi)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； 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。于 1977 年開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用。 ” 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(guò)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。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。 即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 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/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 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。 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)。 24 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)，這樣即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。 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(chǔ)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(gè)開(kāi)關(guān)量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位 (bit)，一個(gè)模擬量 I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字 (16 個(gè) bit)， 因此整個(gè) I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開(kāi)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(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過(guò)畫(huà)面監(jiān)視數(shù)據(jù)。 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況， CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 30 PLC 的指令是很多的。 執(zhí)行時(shí)間短可加快 PLC對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。 為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào) ， PLC 有種種措施。這就是把工作速度作為 PLC 第一指標(biāo)的原因。同時(shí)點(diǎn)數(shù)多，系統(tǒng)的存儲(chǔ)器輸入、輸出的信號(hào)區(qū)（輸入輸出 繼電器區(qū)或稱輸入、31 輸出映射區(qū)）也大。 控制規(guī)模是對(duì) PLC其它性能指標(biāo)起著制約作用的指標(biāo)；也是 PLC劃分為微、小、中、大和特大型 三 、 組成模塊 PLC 的結(jié)構(gòu)雖有箱體及模塊式之分，但從質(zhì)上看，箱體也是模塊，只是它集成了更多的功能。 常見(jiàn)的 PLC 模塊有： CPU 模塊，它是 PLC 的硬件核心。不同廠家或同一廠家但不同類型的 PLC 都不大相同。通訊模塊代表PLC的組網(wǎng)能力，代表著當(dāng)今 PLC 性能的重要方面。有的還有專用的計(jì)算機(jī)，可用其它高級(jí)語(yǔ)編程。而為實(shí)現(xiàn)這些存儲(chǔ)，相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機(jī)、軟驅(qū)或 ROM 寫(xiě)入器，以及相應(yīng)的接口部件。 四 、 內(nèi)存容量 PLC 內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。系統(tǒng)內(nèi)存對(duì)于用戶，主要體現(xiàn)在 PLC 能提供多少內(nèi)部器件。 內(nèi)部繼電器數(shù)，有的稱為標(biāo)志位數(shù)，代表著 PLC 的內(nèi)部繼電器數(shù)。定時(shí)值可任意設(shè)定。小型機(jī)也如 此。功能很強(qiáng)的指令，綜合多種作用的指令日見(jiàn)增多。流程控制指令也較多，運(yùn)用得好，可使程序簡(jiǎn)練，并便于調(diào)試與閱讀。 助記符語(yǔ)言是最基本也是最簡(jiǎn)單的 PLC 語(yǔ)言。 流程圖語(yǔ)言，它也是圖形語(yǔ)言，不過(guò)所用的符號(hào)不與電氣元件符號(hào)相似，而與計(jì)算機(jī)用的流程圖符號(hào)相似，便干計(jì)算機(jī)工作人員了解與熟悉。這種混合語(yǔ)言有不同的實(shí)現(xiàn)方法，而且多用于大型的 PLC 的編程 高級(jí)語(yǔ)言， PLC 編程也可以使用高級(jí)語(yǔ)言，如 BASIC、 C語(yǔ)言等。只是要下力氣去開(kāi)發(fā)，以及市場(chǎng)有這個(gè)需要。 七 、 可靠控制 為使 PLC能可靠工作，在硬件與軟件兩個(gè)方面 PLC 廠家都采取了很多措施，對(duì)一些特殊可靠要求的 PLC，還有相應(yīng)的特殊的措施，如熱備、冗余等等。其實(shí)，使用 PLC，還要考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 （ 4）東西紅燈亮并維持 30s；與此同時(shí)，南北綠燈亮并維持 25s；然后，南北綠燈閃亮 3s 后熄滅。除此之外另設(shè)兩個(gè)功能，使用 10 個(gè)脈沖開(kāi)關(guān)。即使是經(jīng)過(guò)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(méi)有什么車輛，而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過(guò)。 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)模糊控制此控制系統(tǒng)的輸入量是指十字路口各方向上車輛數(shù)的動(dòng)態(tài)變化量。 PLC 的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機(jī)型、容量、 I/O 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。 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。 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)。 產(chǎn)品規(guī)格： CPM1A CPU單元 CPM1A 在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型 PLC 所具有的功能，盡可能使安裝空間最小化， 并實(shí)現(xiàn)了具有 10 點(diǎn) 100 點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成。其中，每一方向的兩組指示燈中，同種顏色的指示燈并聯(lián)，用 PLC 的同一個(gè)輸出點(diǎn)。 (5) 延時(shí) 25s 后， TIM 000 的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)， 線圈失電，南北紅燈滅；同時(shí)， TIM 000 的常開(kāi)接點(diǎn)閉合， 接通，東西紅燈亮；由 于 的常開(kāi)接點(diǎn)閉合， 線圈得電，南北綠燈亮。 如果發(fā)生南北、東西綠燈同時(shí)亮，則系統(tǒng)出現(xiàn)故障，應(yīng)立即報(bào)警處理。 COM OM M COM OM M .00 00 0 .01 01 1 .02 02 2 .03 03 3 .04 04 4 .05 05 5 .06 06 6 00000000000M 0000M 000M 00M 0M M .01 01 1 北 綠 綠 南 綠 綠 北 黃 黃 南 黃 黃 南 紅 紅 北紅 警燈 東綠 西綠 東黃 西黃 西紅 東紅 圖 619 系統(tǒng)的 I/O 接線圖 電源 SB1 SB2 F1 F0 F2 F3 F4 F5 F6 啟動(dòng) / 停止 南北紅燈 東西綠燈 東西黃燈 東西紅燈 南北綠燈 南北黃燈 圖 618 交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖 6 流程圖 根據(jù)交通燈的實(shí)際控制情況，可得出其流程圖如下 ： 啟動(dòng)開(kāi)關(guān) 南北紅燈亮 南北綠燈 南北綠燈閃 14S 10S 4S 東西綠燈亮 東西綠燈閃 東西紅燈亮 10S 4S 14S 東西行人道 南北行人道 結(jié)束 10S 2S 2S 14S 14S 10S 2S 2S 南北主干道 啟動(dòng)開(kāi)關(guān) 東 西綠燈亮 東西綠燈閃 東西黃燈亮 東西紅燈亮 東西主干道 南北紅燈亮 南北