【文章內容簡介】 按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 　　即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據的梯形圖起作用；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)據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 　　在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。 　　(三) 輸出刷新階段 　　當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。 PLC內部運作方式　　雖然PLC所使用之階梯圖程式中往往使用到許多繼電器、計時器與計數(shù)器等名稱，但PLC內部并非實體上具有這些硬件，而是以內存與程式編程方式做邏輯控制編輯，并借由輸出元件連接外部機械裝置做實體控制。因此能大大減少控制器所需之硬件空間。實際上PLC執(zhí)行階梯圖程式的運作方式是逐行的先將階梯圖程式碼以掃描方式讀入CPU 中并最后執(zhí)行控制運作。在整個的掃描過程包括三大步驟，“輸入狀態(tài)檢查”、“程式執(zhí)行”、“輸出狀態(tài)更新”說明如下： 步驟一“輸入狀態(tài)檢查”：PLC首先檢查輸入端元件所連接之各點開關或傳感器狀態(tài)（1 或0 代表開或關），并將其狀態(tài)寫入內存中對應之位置Xn。步驟二“程式執(zhí)行”：將階梯圖程式逐行取入CPU 中運算，若程式執(zhí)行中需要輸入接點狀態(tài)，CPU直接自內存中查詢取出。輸出線圈之運算結果則存入內存中對應之位置，暫不反應至輸出端Yn。步驟三“輸出狀態(tài)更新”：將步驟二中之輸出狀態(tài)更新至PLC輸出部接點，并且重回步驟一。 此三步驟稱為PLC之掃描周期，而完成所需的時間稱為PLC 之反應時間，PLC 輸入訊號之時間若小于此反應時間，則有誤讀的可能性。每次程式執(zhí)行后與下一次程式執(zhí)行前，輸出與輸入狀態(tài)會被更新一次，因此稱此種運作方式為輸出輸入端“程式結束再生”。 2．3 PLC的主要特點(1) 可靠性高，抗干擾能力強PLC是專為工業(yè)控制而設計，在硬件方面采用了電磁屏蔽、光電隔離、模擬量和數(shù)字量濾波、優(yōu)化電源等措施，并對元件進行了嚴格的篩選，在軟件方面采用了警戒時鐘、故障診斷、自動恢復等措施，利用后備電池對程序和數(shù)據進行保護，因此，PLC具有其他工業(yè)控制設備更高的可靠性。(2)編程簡單，使用方便PLC采用面向過程，面向問題的“自然語言”編程，比如梯形圖語言編程方式，非常直觀，易懂易編，容易推廣使用，現(xiàn)代的 PLC已經使用 IEC11313作為編程語言標準，具有功能清晰、易于理解的特點正在被技術人員所接納和采用。(3)功能強大，應用靈活PLC的基本功能包括數(shù)字和模擬量輸入/輸出、算術和邏輯運算、定時、計數(shù)、步進、移位、比較、代碼轉換等，還能完成A/D、D/A轉換、以及通訊網絡、生產過程監(jiān)控等功能。PLC的配置、安裝、使用和維護都很簡單，方便，PLC標準的積木式結構與模塊化的程序設計可以適應大小不同、功能復雜的控制要求，并能適應產品規(guī)格或者工藝要求的變化，從而可以節(jié)省大量的人力和物力 PLC的選用 plc目前的主要品牌美國AB，和利時，ABB，松下，西門子，匯川，三菱，歐姆龍，臺達，富士，施耐德，信捷 創(chuàng)研等。 西門子PLC西門子股份公司（SIEMENS AG FWB：SIE, NYSE：SI）是世界最大的機電類公司之一，1847年由維爾納馮西門子建立。如今，它的國際總部位于德國慕尼黑。西門子股份公司是在法蘭克福證券交易所和紐約證券交易所上市的公司。西門子在電氣工程和電子領域擁有完善的業(yè)務組合。西門子的業(yè)務活動受到各種地區(qū)和行業(yè)因素的影響,西門子的業(yè)務領域還能充分體現(xiàn)未來發(fā)展的大趨勢。目前，西門子正在研發(fā)新的方案，以迎接未來來自衛(wèi)生、能源、水處理、通信、交通、安防、物流和自動化領域的挑戰(zhàn)。西門子SIAMTIC模塊化控制器有著很大的優(yōu)勢，它可以即買即用，長期兼容性和可用性，可以在惡劣環(huán)境下工作，模塊還可以擴展和升級。西門子的產品十分的抗震動，通過集中式和分布式I/O控制。所以西門子在最近的一些年內能夠很有力的打進中國的市場并能在中國的市場牢牢的扎根。這和西門子產品的質量和性能有著十分大的關系. 其中西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO，S7200(CN)，S71200, S7300，S7400，工業(yè)網絡，HMI人機界面，工業(yè)軟件等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性更高。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7300）和中、高性能要求的PLC（如S7400）等。 西門子S7200西門子S7200系列可編程控制器S7200系列PLC是西門子公司的產品，是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7200系列具有極高的性能/價格比。S7200系列PLC具有極高的可靠性、極豐富的指令集、豐富的內置集成功能、實時特性、強勁的通訊能力、豐富的擴展模塊等特點，易于掌握，操作便捷。S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調，電梯控制，運動系統(tǒng)等。第3章 交通燈控制系統(tǒng)整體設計 系統(tǒng)的控制要求（1）南北方向綠燈和東西方向的綠燈不能同時亮；如果同時亮，則應自動立即關閉信號燈系統(tǒng)，并立即發(fā)出報警信號。 （2）系統(tǒng)工作后，首先南北紅燈亮并維持25s；與此同時，東西綠燈亮，并維持20s時間，到20s時，東西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅。（3）在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮并維持2s，然后東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 （4）東西紅燈亮并維持30s；與此同時，南北綠燈亮并維持25s；然后，南北綠燈閃亮3s后熄滅。 （5）南北綠燈熄滅時，南北黃燈亮維持2s后熄滅；同時南北紅燈亮，東西綠燈亮。至此，結束一個工作循環(huán)。按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結合西門子S7200系列可編程控制器的特性（見附錄），選擇適合的型號。設計思想分析如下：給一個啟動的輸入信號，要配合一個SB1的按鈕，當SB1啟動按鈕動作，系統(tǒng)工作。首先，南北方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，東西方向道路處于允許通行的狀態(tài)。南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，南北紅燈亮25S,需計時器設定延時25秒，才會轉入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同時，東西方向道路也一起亮綠燈20S,需計時器設定延時20秒，才會轉下一狀態(tài)東西綠燈閃爍；東西綠燈閃爍3S，需振蕩器或脈沖源（秒/次）動作使東西綠燈閃爍，還要需計時器設定延時3秒，才會轉下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮2S,需計時器設定延時2秒，才會轉入下一狀態(tài)東西紅燈亮。其次，東西方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，南北方向道路處于允許通行的狀態(tài)。東西方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，東西紅燈亮30S,需計時器設定延時30秒，才會轉入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時，南北方向道路也一起亮綠燈25S,需計時器設定延時25秒，才會轉下一狀態(tài)南北綠燈閃爍；南北綠燈閃爍3S，需振蕩器或脈沖源（秒/次）動作使南北綠燈閃爍，還要需計時器設定延時3秒，才會轉下一狀態(tài)南北黃燈亮；南北黃燈亮2S,需計時器設定延時2秒，才會轉入下一狀態(tài)南北紅燈亮。如此循環(huán)下去。另外，當斷開系統(tǒng)，所有信號燈熄滅；需要按鈕SB1動作斷開系統(tǒng)，停此輸入信號入可編程控制器，而最快的方法，是使可編程控制器不動作，那么肯定無信號輸出。而且，南北、東西綠燈同時亮，報警?？删幊炭刂破饕敵鲆粋€信號，驅動一個報警燈。綜上所述，可編程控制器要滿足一個信號輸入（作系統(tǒng)接通、斷開作用），七個信號輸出，十字路口有十二個交通信號燈，但南北、東西兩個為一組用一個輸出信號控制，再加上一個報警信號驅動的報警燈。通過如下的十字路口交通燈狀態(tài)分析表、主流程圖、十字路口交通燈時序圖一一展開，將十字路口交通燈控制系統(tǒng)設計思路逐漸脈絡清晰。表31 十字路口交通燈狀態(tài)分析表南北方向交通燈狀態(tài)紅燈亮25S綠燈亮25S綠燈閃3S黃燈亮2S東西方向交通燈狀態(tài)綠燈亮20S綠燈閃3S黃燈亮2S紅燈亮30S 結合十字路口交通燈的路況模擬控制實驗在PLC交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有3個控制燈，分別為：禁止通行燈 （亮時為紅色）準備禁止通行燈 （亮時為黃色）直通燈 （亮時為綠色） 另外行人道東西南北每面都有2個控制燈,分別為：禁止通行燈 （亮時為紅色）直通燈 （亮時為綠色） 結合十字路口交通燈實際情況設計交通燈模擬控制系統(tǒng)如下：當南北主干道紅燈點亮時，東西主干道應依次點亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當東西主干道紅燈點亮時，南北主干道依次點亮綠燈，綠燈閃，黃燈。南北向和東西向行人道均設為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應在南北主干道綠燈點亮時點亮，當南北主干道綠燈閃亮和黃燈點亮時南北行人道綠燈也要對應閃亮，其它時間為紅燈。東西行人道通行綠燈于東西主干道綠燈點亮是點亮，當東西主干道綠燈閃亮和黃燈點亮時東西行人道綠燈也要對應閃亮，其它時間為紅燈。除此之外還可以擁有其它功能，如使用10個脈沖開關，實現(xiàn)讓盲人可以方便通過十字路口和手動控制車流量。其中8個安裝在人行道的兩邊。當東西方向行走的盲人要過馬路的時候，按下脈沖開關東西向行人道綠燈亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲10秒恢復原來的控制系統(tǒng)。南北向脈沖開關對應東西向功能相同，另外兩個脈沖開可以控制車流量，當東西向主干道等待車量較多的時候，按下東西向控制脈沖開關，東西向主干道延長綠燈點亮時間到15秒。東西向行人道綠燈也要對應延長。南北向脈沖開關對應東西向功能相同。本系統(tǒng)增加了急車強通的功能。急車強通信號受急車強通開關的控制。有急車來時，將該方向急車強通開關接通，無論原來信號燈的狀態(tài)如何，一律強制讓急車方向的綠燈亮，使急