【正文】 3, 150 Network 17 LD T43 A S , 1 R , 1 Network 18 // 東西直行綠燈閃爍 3s LD TON T44, 30 Network 19 LD T44 A S , 1 R , 1 Network 20 // 東西直行黃燈工作 2s LD TON T45, 20 Network 21 LD T45 A S , 1 R , 1 Network 22 // 東西左轉(zhuǎn)綠燈工作 15s LD TON T46, 150 Network 23 LD T46 A S , 1 R , 1 Network 24 // 東西左轉(zhuǎn)綠燈閃爍 3s LD TON T47, 30 Network 25 LD T47 A S , 1 R , 1 Network 26 // 東西左轉(zhuǎn)黃燈工作 2s LD TON T48, 20 Network 27 // 一周期結(jié)束，步 置為 1，即變?yōu)榛顒?dòng)步 LD T48 A S , 1 R , 1 Network 28 // 南北直行綠燈輸出 LD A O = Network 29 // 東西直行綠燈輸出 LD A O = Network 30 LD A O = Network 31 LD A O = Network 32 LD O 。 開始 調(diào)試時(shí)， 由于輸出量設(shè)置出了問題，沒能達(dá)到預(yù)期的信號(hào)燈交替亮起效果，在請(qǐng)教老師和查閱資料之后， 我 找到了錯(cuò)誤并重新設(shè)置了輸出量，最終系統(tǒng)運(yùn)行成功。通過 Microsoft Office Visio 軟件繪制的 T 型圖和程序請(qǐng)見附錄一和附錄二。經(jīng)過編程和調(diào)試完成十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。 七、十字路口交通信號(hào)燈系統(tǒng) PLC 控制應(yīng)用 模型介紹及控制過程分析 十字路口交通信號(hào)燈系統(tǒng)的特點(diǎn)是能夠交替控制東西和南北兩個(gè)通行道的信號(hào)燈，并且具有自動(dòng)循環(huán)功能，在十字路口的東西、南北主干道上裝設(shè)主干道紅燈、人行道紅燈、綠左轉(zhuǎn)、綠直行和黃燈。不同類型的計(jì)數(shù)器不能使用相同編號(hào)。可以用 TONR 來累計(jì)輸入電路接通的若干個(gè)時(shí)間間隔。當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，輸出位變?yōu)?OFF，當(dāng)前值保持不變，直到輸入電路接通。當(dāng)前值大于等于預(yù)置時(shí)間 (PT— Preset Time)端指定的設(shè)定值 (1~32767)時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)?ON，梯形圖中該定時(shí)器的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。該指令只能用于輸出位（ Q）。 .邏輯出棧（ Logic Pop， LPP）指令：使棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動(dòng)一層，第二層數(shù)據(jù)成為棧頂值，棧頂原來的數(shù)據(jù)丟失。 4. 裝載與 (ALD， And Load)指令 —— 電路塊串聯(lián)連接 .兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)連接而 成的電路塊稱為“并聯(lián)電路塊”。 (5) AN：用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)與其它觸點(diǎn)的串聯(lián)連接；即讀出該存儲(chǔ)器狀態(tài)后取反，再與棧頂值相與，得到的結(jié)果存入棧頂。但在程序執(zhí)行過程中，壓入堆棧中的內(nèi)容最終不一定會(huì)彈出來使用。 (7) 數(shù)據(jù)處理指令：如 MOVB、 SLB、 ADD、 MUL 等。操作碼定義要執(zhí)行的功能，它告訴 CPU 該執(zhí)行什么操作 ；操作數(shù)為執(zhí)行該操作所需要的信息，它告訴 CPU 用什么去做，一般情況下，指令的操作數(shù)在 PLC 的存貯器中。在主程序中可以調(diào)用子程序和中斷程序。在設(shè)計(jì)復(fù)雜程序時(shí)建議使用梯形 圖編程。一條指令由一個(gè)操作碼和一個(gè)操作數(shù)組成，操作數(shù)由標(biāo)識(shí)符和參數(shù)組成。有三種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)（單系列）、選擇系列和并行系列。 圖 6 掃描過程示意圖 五、 PLC 編程語言 PLC 中的程序由兩部分組成： ① 操作系統(tǒng)：由 PLC 的生產(chǎn)廠家提供，它支持用戶程序的運(yùn)行； ② 用戶程序： 是用戶為完成特定的控制任務(wù)而編寫的應(yīng)用程序。 PLC 的工作原理 PLC 通電后，需要對(duì)硬件和軟件進(jìn)行初始化 ，為使 PLC 的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不只是執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直到 PLC 停機(jī)或切換到 STOP 狀態(tài)。 圖 4 起動(dòng) 保持 停止電路 .KM ―接觸器（大功率繼電器或電磁閥） .SB1―啟動(dòng)按鈕 .SB2―停止按鈕 .M ―三相電動(dòng)機(jī) 邏輯表達(dá)式： PLC 的操作模式 PLC 有兩種基本的工作狀態(tài) : RUN / STOP, 通過模式開關(guān)進(jìn)行選擇、運(yùn)行狀態(tài)通過面板上的 LED 指示燈顯示。 （ 2）運(yùn)動(dòng)控制 使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等場(chǎng)合的位置、速度等過程控制，廣泛應(yīng) 用于各種機(jī)械的加工場(chǎng)合。 （ 5） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 PLC用軟件代替了繼電器系統(tǒng)中容易出現(xiàn)故障的大量觸點(diǎn)和接線，外部?jī)H剩下輸入和輸出相關(guān)的少量硬件元件，接線大量減少，因觸點(diǎn)接觸不良的故障大為減少。 PLC的安裝接線方便，一般用接線端子連接外 部接線。驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載（現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的直 流電源一般由用戶提供。 （ 4） I/O模塊的噪聲隔離的作用 I/O 模塊從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞 CPU模塊中的元器件，或使 PLC不能正常工作，所以 CPU模塊不能直接與外部 I/O裝置直接相連，需要在I/O模塊電路中進(jìn)行濾波、光電隔離等抗干擾隔離處理措施。 ② 模擬量輸入模塊用來接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流或電壓信號(hào)。 ④ EPROM：可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，非易失性，斷電保持，需用專用設(shè)備寫入，比 RAM 速度慢。系統(tǒng)程序由 PLC生產(chǎn)廠家固化在 ROM中，用戶不能直接存取。 圖 1 PLC 組成模塊示意圖 CPU模塊 （ 1） 由微處理器（ CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。 國際電工委員會(huì)（ IEC）對(duì) PLC的定義： PLC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)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 23 附錄二 7 四、 PLC 工作原理 6 PLC 的特點(diǎn) 對(duì)于如何采用合適的控制方法，最大限度的緩解主干道，利用好城市高速道路和解決城區(qū)交通擁堵現(xiàn)象，目前最為有效方案是使用交通信號(hào)控制系統(tǒng)，可見改善城市交通燈控制 系統(tǒng)是很重要的一件事情。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留 并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 PLC 期末綜合論文 題目： 基于 PLC 的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。大部分城市的交通出現(xiàn)了超負(fù)荷運(yùn)行的情況，所以交通阻塞問題已經(jīng)成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。6 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 12 S7200 的控制程序 12 觸點(diǎn)指令 13 輸出指令與其它指令 15 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令 15 計(jì)數(shù)器指令 18 順序功能圖 21 八、項(xiàng)目開發(fā)總結(jié) PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是其他計(jì)算控制設(shè)備無法比擬的。組成模塊示意圖如圖 1所示。 輸入采樣 程序執(zhí) 行 輸出刷新 系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，它使 PLC具有基本 的智能，能夠完成 PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。 ③ E2PROM：可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，非易失性，斷電保持，寫入時(shí)間比RAM 慢，多用來存儲(chǔ)用戶程序和需長(zhǎng)時(shí)間保存的重要數(shù)據(jù)。 ① 開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號(hào)。 外部設(shè)備傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需信號(hào)電平多種多樣（如 DC24V或AC220V/380V），而 PLC中 CPU模塊處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)電平（ 5V工作電壓），所以 I/O模塊需實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn) 換。小型 PLC可以為輸入電流或外部電子傳感器提供 DC24V直流電源。用戶不必自己設(shè)計(jì)制作硬件裝置，只需確定 PLC的硬件配置和設(shè)計(jì)外部接線圖即可。 PLC用軟件代替了繼電器系統(tǒng)中容易出現(xiàn)故障的大量觸點(diǎn)和接線，外部?jī)H剩下輸入和輸出相關(guān)的少量硬件元件，接線大量減少，因觸點(diǎn)接觸不良的故障大為減少。可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可用于自動(dòng)生產(chǎn)線，還可用于民用或家庭場(chǎng)合。 用觸點(diǎn)和線圈 實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算 例如圖 4所示的交流接觸器控制異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 保持 停止電路。 在程序中插 入 STOP 指令，可以使 CPU 由 RUN 模式進(jìn)入 STOP 模式。 由于 PLC在一個(gè)掃描工作周期的各個(gè)階段采用分時(shí)操作的工作方式，引起的滯后時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)兩三個(gè)掃描周期。它提供了一種組織程序的圖形方法，步、轉(zhuǎn)換和動(dòng)作是順 序功能圖中的三種主要元素。 梯形圖與語句表 功能塊圖 指令是程序的最小獨(dú)立單位，用戶程序是由若干條順序排列的指令構(gòu)成的。而指令表程序邏輯關(guān)系難于一眼看出，程序可讀性差。 是程序主體，每個(gè)項(xiàng)目都必須并且只能用一個(gè)主程序。 S7200 指令系統(tǒng) 指令是程序的最小獨(dú)立單位，用戶程序由若干條順序排列的指令構(gòu)成的一條指令由一個(gè)操作碼和一個(gè)操作數(shù)組成，操作數(shù)由標(biāo)識(shí)符和參數(shù)組成。 (6) I/O 狀態(tài)表： RAM 中存放 I/O 接口的狀態(tài)，供用戶程序執(zhí)行時(shí)使用。 在 PLC 用戶程序的執(zhí)行過程中，當(dāng)執(zhí)行 LD 指令時(shí)，都有一個(gè)移棧操作，將棧頂（結(jié)果寄存器 R 值推入下層堆棧，騰空棧頂以便執(zhí)行后續(xù)操作。常閉觸點(diǎn)的連接指令有： (4) LDN：用于梯形圖電路的起始常閉觸點(diǎn)的連接，即將指令指定的存儲(chǔ)位狀態(tài)取反后載入棧頂，棧中值順序下移一層，最底層數(shù)據(jù)溢出丟失。 OLD 指令單獨(dú)使用，不需要操作數(shù)（地址），相當(dāng)于需要并聯(lián)的兩塊電路右側(cè)的一段垂直連線。第 2~9層的數(shù)據(jù)不變，但原棧頂值丟失。 2. 立即輸出指令（＝ I） 執(zhí)行立即輸出指令時(shí)，將棧頂值立即寫入指定的物理輸出位和對(duì)應(yīng)的輸出過程映像寄存器。當(dāng)前值和設(shè)定值均為 16 位有符號(hào)整數(shù) (INT)。輸入電路斷開后開始定時(shí)，當(dāng)前值從 0 開始增大。（達(dá)到設(shè)定值后，當(dāng)前值仍繼續(xù)增大，直到最大值 32767）。 計(jì)數(shù)器編號(hào)范圍為 C0~C255。當(dāng)前值為－ 32767 時(shí)，下一個(gè) CD輸入的上升沿使當(dāng)前值減 1，變?yōu)樽畲笾?32767。 南 北 綠 燈南 北 左 轉(zhuǎn)南 北 黃 燈南 北 紅 燈東 西 綠 燈東 西 左 轉(zhuǎn)東 西 黃 燈東 西 紅 燈1 5 s 3 s 2 s 1 5 s 3 s 2 s 4 0 s繪 圖 ： 王 菡 苑 圖 8 信號(hào)燈控制時(shí)序圖 十字路口交通信號(hào)燈系統(tǒng)采用 PLC 控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。 根據(jù) S7200 PLC 的順序編程控制設(shè)計(jì) 方法，設(shè)計(jì)順序功能圖，運(yùn)用起保停電路和接通延時(shí)定時(shí)器控制交通信號(hào)燈的信號(hào)，利用 控制綠燈的閃爍，同時(shí)加入了置位復(fù)位電路，對(duì)活動(dòng)步進(jìn)行控制。用了 ~ 和~ 十三個(gè)步進(jìn)行編程。 系統(tǒng)運(yùn)行階段，把設(shè)計(jì)好 的程序和硬件系