【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 序因需修改與調(diào)試，所以稱(chēng)為用戶(hù)調(diào)試程序，存放在可以隨機(jī)讀寫(xiě)操作的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM內(nèi)以方便用戶(hù)修改與調(diào)試。通過(guò)修改與調(diào)試后的程序稱(chēng)為用戶(hù)執(zhí)行程序，由于不需要再作修改與調(diào)試，所以用戶(hù)執(zhí)行程序就被固化到EPROM內(nèi)長(zhǎng)期使用。 3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器PLC運(yùn)行過(guò)程中需生成或調(diào)用中間結(jié)果數(shù)據(jù)(如輸入/輸出元件的狀態(tài)數(shù)據(jù)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值和當(dāng)前值等)和組態(tài)數(shù)據(jù)(如輸入輸出組態(tài)、設(shè)置輸入濾波、脈沖捕捉、輸出表配置、定義存儲(chǔ)區(qū)保持范圍、模擬電位器設(shè)置、高速計(jì)數(shù)器配置、高速脈沖輸出配置、通信組態(tài)等)，這類(lèi)數(shù)據(jù)存放在工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，由于工作數(shù)據(jù)與組態(tài)數(shù)據(jù)不斷變化，且不需要長(zhǎng)期保存，所以采用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM。 RAM是一種高密度、低功耗的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池作為備用電源，一旦斷電就可通過(guò)鋰電池供電，保持RAM中的內(nèi)容。 輸入輸出接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類(lèi)型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類(lèi)型。晶體管和晶閘管輸出為無(wú)觸點(diǎn)輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負(fù)載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負(fù)載；繼電器輸出為有觸點(diǎn)輸出型電路，用于低頻負(fù)載。 現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件輸入給PLC各種控制信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)、操作按鈕、選擇開(kāi)關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量等，通過(guò)輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將CPU送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。1) 輸入接口輸入接口用于接收和采集兩種類(lèi)型的輸入信號(hào)，一類(lèi)是由按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、繼電器觸頭等開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類(lèi)是由電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變換器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。 濾波電路用以消除輸入觸頭的抖動(dòng)，光電耦合電路可防止現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾進(jìn)入PLC。由于輸入電信號(hào)與PLC內(nèi)部電路之間采用光信號(hào)耦合，所以?xún)烧咴陔姎馍贤耆綦x，使輸入接口具有抗干擾能力?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)通過(guò)光電耦合后轉(zhuǎn)換為5V的TTL送入輸入數(shù)據(jù)寄存器，再經(jīng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)傳送給CPU。 2) 輸出接口輸出接口電路向被控對(duì)象的各種執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。常用執(zhí)行元件有接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥(模擬量)、調(diào)速裝置(模擬量)、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成，與輸入接口電路類(lèi)似，內(nèi)部電路與輸出接口電路之間采用光電耦合器進(jìn)行抗干擾電隔離。 微電腦輸出接口電路一般由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路集成在芯片上，CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)將輸出信號(hào)送到輸出數(shù)據(jù)寄存器中，功率放大電路是為了適應(yīng)工業(yè)控制要求，將微電腦的輸出信號(hào)放大。 3) 其它接口若主機(jī)單元的I/O數(shù)量不夠用，可通過(guò)I/O擴(kuò)展接口電纜與I/O擴(kuò)展單元(不帶CPU)相接進(jìn)行擴(kuò)充。PLC還常配置連接各種外圍設(shè)備的接口，可通過(guò)電纜實(shí)現(xiàn)串行通信、EPROM寫(xiě)入等功能。編程器作用是將用戶(hù)編寫(xiě)的程序下載至PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶(hù)程序，監(jiān)視用戶(hù)程序的執(zhí)行過(guò)程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。 編程器有簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器兩種。簡(jiǎn)易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語(yǔ)句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型PLC的編程及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。圖形編程器既可用語(yǔ)句形式編程，又可用梯形圖編程，同時(shí)還能進(jìn)行脫機(jī)編程。 目前PLC制造廠家大都開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶(hù)程序的編輯、修改，并通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶(hù)程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。 PLC的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供CPU、存儲(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè)PLC的能源供給中心。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置。 PLC的應(yīng)用范圍目前，可編程控制器PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線(xiàn)。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線(xiàn)、電鍍流水線(xiàn)等。 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。第三章 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng) 車(chē)輛通過(guò)的檢測(cè)(電感式傳感器)電感式傳感器其主要部件是埋設(shè)在公路下十幾厘米深處的環(huán)狀絕緣電線(xiàn)(特別適合新鋪道路，可用混凝土直接預(yù)埋，老路則需開(kāi)挖再埋)。當(dāng)有高頻電流通過(guò)電感時(shí)，（a）中虛線(xiàn)所形成的高頻磁場(chǎng)。當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入這一高頻磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，汽車(chē)就會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，環(huán)狀絕緣電線(xiàn)的電感開(kāi)始減少。當(dāng)汽車(chē)正好在該感應(yīng)線(xiàn)圈的正上方時(shí)，該感應(yīng)線(xiàn)圈的電感減到最小值。當(dāng)汽車(chē)離開(kāi)這高頻磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，該感應(yīng)線(xiàn)圈電感逐漸復(fù)原到初始狀態(tài)。由于電感變化該感應(yīng)線(xiàn)圈中流動(dòng)的高頻電流的振幅(本論文所涉及的檢測(cè)工作方式)和相位發(fā)生變化，因此，在環(huán)的始端連接上檢測(cè)相位或振幅變化的檢測(cè)器，就可得到汽車(chē)通過(guò)的電信號(hào)。若將環(huán)狀絕緣電線(xiàn)作為振蕩電路的一部分，則只要檢測(cè)振蕩頻率的變化即可知道汽車(chē)的存在和通過(guò)。電感式傳感器的高頻電流頻率為60kHz，尺寸為 23m，電感約為100 ％以上。電感式傳感器安裝在公路下面，從交通安全和美觀考慮, 它是理想的傳感器。傳感器最好選用防潮性能好的原材料。檢測(cè)汽車(chē)存在的具體實(shí)現(xiàn)是在感應(yīng)線(xiàn)圈的始端連接上檢測(cè)電感電流變化的檢測(cè)器, 并將之轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)脈沖電壓輸出。其具體電路圖由三部分組成:信號(hào)源部分、檢測(cè)部分、比較鑒別部分。, 輸出脈沖波形見(jiàn)圖 (b)。 車(chē)輛檢測(cè)原理圖及檢測(cè)電路電壓脈沖輸出波形 車(chē)輛存在與檢測(cè)電路原理框圖車(chē)輛計(jì)數(shù)是智能控制的關(guān)鍵，為防止車(chē)輛出現(xiàn)漏檢的現(xiàn)象，環(huán)狀絕緣電線(xiàn)在地下的鋪設(shè)我們?cè)O(shè)采取在每個(gè)車(chē)行道上中的出口地(停車(chē)線(xiàn)處)以及在離出口地一定遠(yuǎn)的進(jìn)口的地方各鋪設(shè)一個(gè)相同的傳感器，(以典型的十子路口為例)，同一股道上的兩傳感器相距的距離為該股道正常運(yùn)行時(shí)所允許的最長(zhǎng)停車(chē)車(chē)龍為好。 傳感器的鋪設(shè) 用PLC實(shí)現(xiàn)智能交通燈控制　車(chē)輛的流量記數(shù)、交通燈的時(shí)長(zhǎng)控制可由可編程控制器(PLC)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，也可選用其他種類(lèi)的計(jì)算機(jī)作為控制器。本例選用PLC作為控制器件是因?yàn)榭删幊炭刂破骱诵氖且慌_(tái)計(jì)算機(jī)，它是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有高可靠性豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，編程簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)單，維修方便。利用PLC，可使上述描敘的各傳感器以及各道口的信號(hào)燈與之直接相連，非常方便可靠。 用PLC實(shí)現(xiàn)智能交通燈控制原理框圖每股行車(chē)道的車(chē)流量通過(guò)PLC分別統(tǒng)計(jì)。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入路口經(jīng)過(guò)車(chē)輛傳感器（）時(shí)，使統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，東西南北方向依次分別統(tǒng)計(jì)車(chē)流量。用南北兩方向統(tǒng)計(jì)的車(chē)流量相比教，可得到車(chē)流量大的一個(gè)方向；用東西兩方向統(tǒng)計(jì)的車(chē)流量相比較，可得到車(chē)流量大的一個(gè)方向，然后用東西與南北各個(gè)車(chē)流量大的一方進(jìn)行比較，大的則綠燈加時(shí)，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時(shí)長(zhǎng)的依據(jù)。 交通燈硬件及外圍元器件根據(jù)信號(hào)燈的控制要求，所有的器件有：三菱FX系列PLC、起動(dòng)按鈕SB停止按鈕SB紅黃綠色信號(hào)燈各4只，輸入／。由圖可見(jiàn)：起動(dòng)按鈕SB1接于輸入繼電器X0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器Xl端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y0端，東西方向黃燈接于輸出繼電器Y1端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向紅燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向的綠燈接于輸出繼電器Y4，南北方向黃燈接于輸出繼電器Y5。如果信號(hào)燈的功率較大，一個(gè)輸出繼電器不能帶動(dòng)兩只信號(hào)燈，可以采用一個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)一只信號(hào)燈，也可以采用輸出繼電器先帶動(dòng)中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈。 PLC外部I/O設(shè)備接線(xiàn)圖第四章 交通燈程序設(shè)計(jì) 交通燈的控制要求按下啟動(dòng)按鈕后，交通等控制系統(tǒng)開(kāi)始工作。先程序初始化，計(jì)數(shù)器清零并開(kāi)始計(jì)數(shù)。4個(gè)計(jì)數(shù)器在一個(gè)綠燈的周期內(nèi)分別記錄下東西南北的車(chē)流量，若東西與南北大的兩個(gè)方向都小于20，則按原有的：紅燈亮25S，綠燈亮20S閃3S，黃燈亮2S進(jìn)行循環(huán)；若東西與南北的兩個(gè)方向都大于20，則也按照原有的時(shí)間進(jìn)行循環(huán)；若東西與南北大的兩個(gè)車(chē)流量中有一個(gè)車(chē)流量大于20，而另一方向小于20時(shí)，則車(chē)流量大的一方綠燈加時(shí)20S，車(chē)流量小的一方紅燈加時(shí)20S，依次循環(huán)檢測(cè)改變交通燈時(shí)間。 定時(shí)加調(diào)整控制流程圖交通指揮信號(hào)燈控制系統(tǒng)工作時(shí)，對(duì)指揮燈的控制要求按一定時(shí)序進(jìn)行。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 交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的資源分配（1） 數(shù)字量輸入部分：。（2） 數(shù)字量輸出部分：。（3） 輔助繼電器分配：。（4） 數(shù)據(jù)寄存器分配：。（5） 延時(shí)開(kāi)關(guān)的分配：。 數(shù)字量輸入地址分配表輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備X0啟動(dòng)按鈕X1東路口計(jì)數(shù)傳感器X2南路口計(jì)數(shù)傳感器X3西路口計(jì)數(shù)傳感器X4北路口計(jì)數(shù)傳感器 數(shù)字量輸出地址分配表輸出地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備Y0東西綠燈Y1東西黃燈Y2東西紅燈Y3南北紅燈Y4南北綠燈Y5南北黃燈 輔助繼電器地址分配表M8013南北綠燈閃爍輔助繼電器M8013東西綠燈閃爍輔助繼電器M8002復(fù)位按鈕M0東車(chē)流量西車(chē)流量M1東車(chē)流量=西車(chē)流量M2東車(chē)流量西車(chē)流量M5南車(chē)流量北車(chē)流量M6南車(chē)流量=北車(chē)流量M7南車(chē)流量北車(chē)流量M10南(北)車(chē)流量20輛M11南(北)車(chē)流量=20輛M12南(北)車(chē)流量20輛M15東(西)車(chē)流量20輛M16東(西)車(chē)流量=20輛M17東(西)車(chē)流量20輛 數(shù)據(jù)寄存器地址分配表D0東路口計(jì)數(shù)器D1南路口計(jì)數(shù)器D2西路口計(jì)數(shù)器D3北路口計(jì)數(shù)器D4東西兩方向大的一方D5南北兩方向大的一方D10南北紅燈定時(shí)時(shí)間D11南北綠燈定時(shí)時(shí)間D20東西紅燈定時(shí)時(shí)間D21東西綠燈定時(shí)時(shí)間 延時(shí)開(kāi)關(guān)地址分配表T0南北紅燈時(shí)間T1南北綠燈時(shí)間T2南北綠燈閃爍時(shí)間T3東西綠燈時(shí)間T4東西綠燈閃爍時(shí)間T5東西黃燈時(shí)間T6東西紅燈時(shí)間T7南北黃燈時(shí)間T10南北車(chē)輛計(jì)數(shù)時(shí)間20ST11東西車(chē)輛計(jì)數(shù)時(shí)間20S根據(jù)程序設(shè)計(jì)輸入、輸出端口的個(gè)數(shù)，該設(shè)計(jì)選用三菱FX2N32MR系列PLC，滿(mǎn)足編程要求。 程序重點(diǎn)部分分析一、車(chē)輛計(jì)數(shù)功能在南北綠燈亮一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過(guò)南北路口的兩傳感器記錄下通過(guò)各個(gè)路口的車(chē)輛數(shù)，南方向的車(chē)輛數(shù)放入寄存器D1，北方向的車(chē)輛數(shù)放入寄存器D3，通過(guò)比較指令對(duì)南北各個(gè)路口的車(chē)輛數(shù)進(jìn)行對(duì)比，然后記錄下路口車(chē)輛多的一個(gè)方向，將其車(chē)輛數(shù)放入寄存器D5。東西方向同理即可。 車(chē)輛計(jì)數(shù)二、通行車(chē)輛計(jì)數(shù)將南北兩路口車(chē)輛數(shù)多的一方的車(chē)輛數(shù)值放入寄存器D5后，通過(guò)比較指令對(duì)D5和20進(jìn)行對(duì)比。如果D5的數(shù)值小于或者等于20，則按照原交通燈的時(shí)間進(jìn)行工作；如果D5的數(shù)值大于20，則在原南北方向綠燈時(shí)間上延時(shí)20S，東西方向紅燈時(shí)間延時(shí)20S。東西方向同理即可。 通行車(chē)輛計(jì)數(shù)第五章 總結(jié)