【文章內(nèi)容簡介】 ，成為了工業(yè)自動化領域中最重要的、應用最多的控制設備，并已躍居工業(yè)自動化三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）的首位。近年來PLC的應用更為廣泛，它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，對使用環(huán)境適應性強，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，十字路口的交通燈控制可方便地實現(xiàn)。因此使用PLC控制交通燈系統(tǒng)勢在必行。當前，組態(tài)控制技術在工業(yè)自動化領域逐漸興起，成為一種新型的軟件開發(fā)技術。只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)、數(shù)據(jù)組態(tài)、畫面組態(tài)等工作即可完成所需應用軟件的開發(fā)工，可以作實現(xiàn)遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、過程控制等功能。而當前很多自動控制系統(tǒng)中，常常選用可編程序控制器(PLC)作為控制設備，用于數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)判別和輸出控制。在PLC 與計算機通訊的基礎上，通過組態(tài)軟件可以對PLC的當前工作狀態(tài)進行全方位的監(jiān)控，進一步對控制對象的工作過程進行全程模擬仿真，實現(xiàn)遠程控制。因其充分利用了計算機和PLC 的特點，實現(xiàn)了優(yōu)勢互補而得到廣泛應用。本文利用計算機作為上位機，利用MCGS組態(tài)軟件作為程序開發(fā)平臺，下位機采用三菱系列可編程序控制器，組成一個簡單實用的十字路口交通燈控制系統(tǒng)，以解決路口人行橫道中行人闖紅燈而引起的交通安全問題。第二章 PLC的基本介紹 可編程控制器的定義 通用叫法中文名稱為可編程控制器或可編程序控制器；英文名稱為Programmable Controller，簡稱PC；為避免和個人電腦的簡稱混淆，一般將可編程序控制器簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）。 什么是PLC可編程序控制器，它是一個以微處理器作為核心的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)以及算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式以及模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械生產(chǎn)過程?？删幊踢壿嬁刂破魍度脒\行后，其工作過程可分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出三個階段。PLC是微機技術與傳統(tǒng)繼電接觸控制技術互相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)之中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作和維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不涉及專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖作為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的程序的編制工作，就可方便地將PLC應用于生產(chǎn)實踐。 PLC的主要特點采用光耦隔離，設置多種濾波電路，內(nèi)部采用電磁屏蔽，采用開關穩(wěn)壓電源，可采用雙CPU冗余系統(tǒng)。 功能強，適應面廣。PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)、順序控制，模擬量輸入/輸出等功能，既可控制開關量，也可控制模擬量,可進行單機控制、生產(chǎn)線控制、生產(chǎn)過程控制以及聯(lián)網(wǎng)控制。通用性強，、模塊化，用戶可方便地配置出滿足不同控制規(guī)模的系統(tǒng)。編程語言簡單易學，程序易修改。LC采用梯形圖語言，與繼電器線路相似。安裝調(diào)試簡單，維修方便。PLC內(nèi)部不需接線，安裝工作量小I/O配有LED指示燈，調(diào)試維修方便，模塊更換方便。體積小、能耗低、重量輕，易于實現(xiàn)機電一體化。PLC體積小，適應環(huán)境能力強，因此很容易安裝在機械設備內(nèi)部，是機電一體化設備中較為理想的控制裝置。 PLC硬件系統(tǒng)組成微處理器（CPU）接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)；診斷電源、PLC工作狀態(tài)及編程的語法錯誤；接收輸入信號，送入數(shù)據(jù)寄存器并保存；運行時順序讀取、解釋、執(zhí)行用戶程序，完成用戶程序的各種操作；將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 系統(tǒng)存儲器——系統(tǒng)程序存儲器+系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）；存放模塊化應用功能子程序；存放命令解釋程序；存放功能子程序的調(diào)用管理程序；存放存儲系統(tǒng)參數(shù)。用戶存儲器——RAM/EPROM/EEPROM存放用戶工作程序；存放工作數(shù)據(jù)。輸入單元——帶光電隔離電路。多種輔助電源類型：AC電源DC24V輸入；DC電源DC24V輸入；DC電源DC12V輸入。接收開關量及數(shù)字量信號（數(shù)字量輸入單元）；接收模擬量信號（模擬量輸入單元）；接收按鈕或開關命令（數(shù)字量輸入單元）；接收傳感器輸出信號。輸出單元——帶光電隔離器及濾波器。多種輸出方式：1晶體管2晶閘管3繼電器，驅(qū)動直流負載（繼電器輸出單元）；驅(qū)動頻繁動作的交/直流負載（晶閘管輸出單元）。通訊及編程接口——采用RS485或RS422串行總線，連接專用編程器（FX20P、FX10P）；連接個人電腦（PC），實現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；連接工控機，實現(xiàn)編程及在線監(jiān)控；接網(wǎng)絡設備（如調(diào)制解調(diào)器），實現(xiàn)遠程通訊；連接打印機等計算機外設。I/O擴展接口——采用并行通訊方式。擴展I/O模塊；擴展位置控制模塊（如F230GM）；擴展通訊模塊（如FX232AW等）；擴展模擬量控制模塊（如FX2DA、FX4AD等）。電源：PLC配有開關電源，以供內(nèi)部電路使用。與普通電源相比，PLC電源的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強。對電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值177。15%的范圍內(nèi)波動。許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電。編程裝置：編程裝置的作用是用于編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進行人機對話。它是開發(fā)、應用、維護PLC不可缺少的工具。編程裝置可以是專用編程器，也可以是配有專用編程軟件包的通用。 計算機系統(tǒng)：專用編程器是由PLC廠家生產(chǎn)，專供該廠家生產(chǎn)的某些PLC產(chǎn)品使用，它主要由鍵盤、顯示器和外存儲器接插口等部件組成。專用編程器有簡易編程器和智能編程器兩類。智能接口模塊：智能接口模塊是一獨立的計算機系統(tǒng)，它具有獨立的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。它作為PLC系統(tǒng)的一個模塊，通過總線與PLC相連，進行數(shù)據(jù)交換，并在PLC的協(xié)調(diào)管理下獨立地進行工作。PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊和中斷控制模塊等。其它外部設備：除了以上所述的部件和設備外，PLC還有許多外部設備，如EPROM寫入器、外存儲器、人/機接口裝置等。 PLC的工作原理 工作原理PLC的工作過程是一個不斷循環(huán)掃描的過程。CPU從第一條指令開始，按順序逐條執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令重新開始。每一次掃描過程有輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新3個階段。 PLC的掃描工作原理 當PLC運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。由于CPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時（并行）完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。，從這兩張圖，我們能夠清晰的知道PLC的原理。電源ON輸入處理停機處理內(nèi)部處理輸出處理程序執(zhí)行通信服務自診斷CUP
運行方式停機？正常？NYYNRUN內(nèi)部處理通信服務輸入處理程序執(zhí)行輸出刷新STOP 簡化后的掃描程序