【正文】 雙重輸出：由于 STL 指令具有轉(zhuǎn)移源復(fù)位功能，因此 STL 指令允許雙重甚至多種輸出，而不會出現(xiàn)前后矛盾的輸出驅(qū)動。 (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。 顯然，這樣的交通燈控制系統(tǒng)效率較低，無法依據(jù)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 。如能在外部自由設(shè)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。 由上可見，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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 。 圖 十字路口交通燈模擬控制時序圖 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)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(guān)系，根據(jù)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。用 a、 b、 p 分別表示左轉(zhuǎn)、直行、右 轉(zhuǎn)和人行道的交通信號燈。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(jīng)數(shù)如表 311 所示。由兩個以上觸點串聯(lián)連接的回路稱為串聯(lián)回路塊，將串聯(lián)回路塊英烈連接時，分支開始用 LD 或 LDI 指令，分支結(jié)束用 ORB 指令。一般計數(shù)器和停電保持型計數(shù)器的分配可通過外圍設(shè)備的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。 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。擴(kuò)展單元是用于 I/O 點數(shù)的裝置，內(nèi)部設(shè)有電源。一般以掃描 1K 字蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 所用的時間來衡量掃描速度。位指二進(jìn)制數(shù)的一位，僅有 0 兩種取值。對同一種控制功能若選用不同的指令進(jìn)行編程，掃描時間會有很大差異。 [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(tǒng)軟件支持的掃描設(shè)備，不論用戶程序運行與否，都周而復(fù)始地進(jìn)行循環(huán)掃描，并執(zhí)行系統(tǒng)程序規(guī)定的任務(wù)。 PLC 輸出電路也有共點式、分組式、隔離式之別。表示該輸出點接通；當(dāng)對應(yīng)于 T 的內(nèi)部繼電器的狀態(tài)為 0 時 T 關(guān)斷，負(fù)載失電，指示燈 LED 滅。 2. 開關(guān)量輸出單元 按輸出電路所用開關(guān)器件的不同， PLC 的開關(guān)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。 其工作原理是：當(dāng) S 閉合時光電耦合器導(dǎo)通， LED 點亮，表示 輸入開關(guān) S 處于接通狀態(tài)。用來存儲工作數(shù)據(jù)的區(qū)域叫工作數(shù)據(jù)區(qū)。將接收到現(xiàn)場輸入的數(shù)據(jù)保存起來，在需要該數(shù)據(jù)的時候?qū)⑵湔{(diào)出、并送到需要該數(shù)據(jù)的地方?？梢灶A(yù)見， PLC 技術(shù)的推廣應(yīng)用會使我國的工業(yè)自動化水平產(chǎn)生一個革命性的飛躍。 [4] 由于 PLC 優(yōu)越的性能，其問世后發(fā)展極為迅速。 經(jīng)過整個畢業(yè)設(shè)計的過程， 對 PLC 的定時器、計數(shù)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。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。我們選用了 OMRON 公司推出的 CPM1A40CDRAV 型 PLC， 具有可靠性高、體積小、擴(kuò)展方便，使用靈活的特點 。對交通的管控能力，也就從一個側(cè)面體現(xiàn)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(qiáng)化對交通的管控能力。 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）。此后，在不斷引進(jìn)國外 PLC 生產(chǎn)線的同時，積極開發(fā)國產(chǎn) PLC。 2. 檢查、校驗用戶程序。目前較先進(jìn)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。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)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。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。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)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(lián)）， LED 為輸出點狀態(tài)指示， R C構(gòu)成阻容吸收保護(hù)電路， FU 為熔斷器。 繼電器輸出型 PLC 的負(fù)載電源可以根據(jù)需要選用直流或交流。 （ 3） 功能塊圖 。用戶程序的語句條數(shù)多少不同，所用的掃描時間必然不同。 5. 外設(shè)端口服務(wù)階段 這個階段里， CPU 完成與外設(shè)端口連接的外圍設(shè)備的通信處理。 I/O 點數(shù)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。其中 F 系列已停產(chǎn)，取而代之的是 FX2 系列機(jī)型，屬于該性能疊裝式機(jī)型，是三菱公司的典型產(chǎn)品。 FX2N 系列 PLC 的輸入、輸出繼電器總點數(shù)步能超過 256 點。 (6) 計數(shù)器 計數(shù)器在程序中用作技術(shù)控制。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 表 33 AND、 ANI 指令 助記符，名稱 功能 回路表示和可用軟元件 程序步 AND與 常開觸點串聯(lián)連接 1 ANI 與非 常閉初見串聯(lián)連接 1 OR、 ORI 指令 OR、 ORI 指令分別用于單個常開、常閉觸點的并聯(lián)，并聯(lián)觸點數(shù)量不受限制，該指令可以連續(xù)多次使用。 END 為程序結(jié)束指令， PLC 反復(fù)進(jìn)行輸入處理，程序執(zhí)行和輸出處理，在程序的最后寫入 END 指令，則 END 以后的其余程序不再執(zhí)行，而直接進(jìn)行輸出處理。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 第四章 交通信號控制系統(tǒng) 設(shè)計 同理，東西方向的 14 盞三色燈也照此辦理，因此輸出只占 14 個輸出點。 高速計數(shù)器計數(shù)頻率可達(dá) 10kHz,可滿足探測車輛要求 。 同時他 對工作的責(zé)任感和對科研的精神給我留下深刻的印象，這將對我今后的學(xué)習(xí)和工作起到潛移默化的影響。 為此，可采用如下方案進(jìn)行交通燈控制： 首先，采用電感式傳感器探測車輛的流量以得到車輛脈沖，然后把這一脈沖輸入到 PLC； 考慮到車輛脈沖的頻率，采用 PLC 內(nèi)高速計數(shù)器對車輛脈沖的上升沿進(jìn)行計數(shù)，并按一定的智能控制原則自動調(diào)節(jié)紅綠燈的時間長度 。 流程圖 編寫這個程序的思路是：在啟動按鈕控制的時間內(nèi)，整個控制過程應(yīng)遵循如圖 所示的流程圖。 (2) STL 觸點斷開時，與其相連的賄賂不動作，一個掃描周期后步再執(zhí)行STL 指令。 表 36 LDP、 LDF、 ANDP、 ANDF、 ORP、 ORF 指令 助記符，名稱 功能 回路表示和可用軟元件 程序步 ANDP與脈沖上升沿 上升沿檢出串聯(lián)連接 2 ANDF與脈沖下降沿 下降沿檢出串聯(lián)連接 2 ORP 或脈沖上升沿 上升沿檢出并聯(lián)連接 2 ORF 或脈沖下降沿 下降沿檢出并列連接 2 INV 指令 在梯形圖中，只能在能輸出 AND 或 ANI、 ANDP、 ANDF 指令步的相同位置處，才可編寫INV 指令。 OUT 指令是對輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、定時器、計數(shù)器的線圈驅(qū)動指令，對輸入繼電器不能使用。此外，在不用于步進(jìn)梯形指令時，狀態(tài)奇也可與輔助繼電器一樣在一般的順控中使用。 輸出端子是 PLC 向外部負(fù)載發(fā)送信號的窗口。大部分 PLC 可以用 I/O 擴(kuò)展單元進(jìn)行 I/O 點數(shù)的擴(kuò)展；有的 PLC 可以使用各種功能模塊進(jìn)行功能擴(kuò)展等。這里說的存儲容量指的是用戶程序存儲器的容量。 4. I/O 刷新階段 在 I/O 刷新 階段， CPU 要做兩件事情。如果屬于一般性故障，則只報警不停機(jī)，等待處理。另外，通過I/O 擴(kuò)展口還可以連接各種智能單元，擴(kuò)展 PLC 的功能。圖中只畫出對應(yīng)于一個輸出點的輸出電路，各輸出點所對應(yīng)的輸出電蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 路均相同。如果負(fù) 載是感性的，則必須與負(fù)載并接續(xù)流二極管（如圖 中虛線所示），負(fù)載通過續(xù)流二極管釋放能量。虛線框內(nèi)是 PLC 內(nèi)部的輸入電路，框外左側(cè)為外部用戶接線。輸入單元接收現(xiàn)場設(shè)備向 PLC 提供的信號，例如由按鈕、操作開關(guān)、限位開繼電器觸點、接近開關(guān)、撥碼器等提供的開關(guān)量信號。系統(tǒng)程序存儲器是只讀存儲器，用戶不能更改其內(nèi)容。裝有 CPU 的單元 稱為 CPU 模塊，其他稱為擴(kuò)展模塊。這些功能使 PLC 應(yīng)用于模擬量的閉環(huán)控制、運動控制、速度控制等具有了硬件基礎(chǔ)； PLC 具有輸出和接收高速脈沖的功能，配合相應(yīng)的傳感器及伺服裝置， PLC 可以實現(xiàn)數(shù)字量的智能控制； PLC 配合可編程終端設(shè)備（如觸摸屏），可以實時顯示采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，為分析、研究系統(tǒng)提供依據(jù)；利用 PLC 的自檢信號可實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控； PLC 具有較強(qiáng)的通信功能，可與計算機(jī)或其他智能裝置進(jìn)行通信和聯(lián)網(wǎng)，從而能方便地實現(xiàn)集散控制。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對道路的系統(tǒng)研究和控制，加寬道路并沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 目 錄 摘 要 ...................................................... 1 Abstract ..................................................... 1 第一章 前言 .............................................. 2 引言 ................................................... 2 設(shè)計目的及意義 .......................................... 2 第二章 可編程控制器（ PLC）概述 ............................. 4 PLC 的定義 .............................................. 4 PLC 的產(chǎn)生與發(fā)展 ........................................ 4 PLC 的基本組成及其作用 ................................... 5 中央處理單元（ CPU） .................................. 6 存儲器 .............................................. 7 輸入 /輸出單元 ........................................ 7 電源部分 ........................................... 12 I/O 擴(kuò)展端口 ........................................ 12 外設(shè)端口 ........................................... 12 PLC 的編程語言 —— 梯形圖編程語言 ........................ 12 PLC 的工作原理 —— 循環(huán)掃描工作方式 ...................... 14 PLC 的主要性能指標(biāo) ..................................... 15 第三章 三菱 FX2N 系列 PLC ................................. 17 三菱 FX2N 系列可編程序控制器的基本組成 .................. 17 三菱 FX2N 系列 可編程序控制器主要變成元件 ................ 17 FX2N 系列可編控制器的基本指令 ............................ 19 LD、 LDI、 OUT 指令 .........................