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正文內(nèi)容

何理交通信號燈plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(編輯修改稿)

2024-08-26 00:16 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 開關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等。線圈通常代表邏輯運算的結(jié)果,常用來控制外部的指示燈、交流接觸器和內(nèi)部的標志位等。指令框用來表示定時器、計數(shù)器或者數(shù)學(xué)運算等附加指令。使用編程軟件可以直接生成和編輯梯形圖,并將它下載到PLC。語句表語句表又叫指令表,它是一種類似于微機的匯編語言中的文本語言,用指令的助記符編程,由多條語句組成一個程序段,可以實現(xiàn)某些不能用梯形圖或功能塊圖表示的功能。功能塊圖功能塊圖使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯。即用類似于與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系,方框的左側(cè)為邏輯運算的輸入變量,右側(cè)為輸出變量,輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運算,方框被“導(dǎo)線”連接在一起,信號自左向右流動。 設(shè)計的主要內(nèi)容(1) 交通信號燈的控制要求(2) 交通信號燈的控制時序(3) PLC應(yīng)將控制電路設(shè)計(4) 交通信號燈程序設(shè)計過程(5) 交通信號燈的PLC程序因為是交通燈的單片機控制設(shè)計,所以要了解實際交通燈的變化情況和規(guī)律。假設(shè)一個十字路口為東西南北走向。然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1南北紅燈,東西綠燈通車。過一段時間轉(zhuǎn)狀態(tài)2東西綠燈滅,黃燈閃爍幾次,南北仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3,南北綠燈通車,東西紅燈。過一段時間轉(zhuǎn)狀態(tài)4,南北綠燈滅,閃幾次黃燈,東西仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。信號燈的排列方式通常分為兩種:1. 水平排列式從道路的中心線一側(cè)起以紅,黃,綠的順序向路邊排列。常用于路面較寬的道路。2. 垂直排列式從上往下依次是紅,黃,綠燈。這樣方式常用于路面較窄的道路。按固定方式排列信號燈有兩個好處:一是把紅燈信號放在最醒目的位置;二是把可使患色盲的人憑借位置來判斷信號的含義。在交叉路口中央上空安裝信號燈時應(yīng)符合車輛通行凈空高度界限的要求。信號燈的亮度應(yīng)保證人們在100M以外能看清。2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計概要 設(shè)計的基本原則和內(nèi)容我們在學(xué)習(xí)了PLC的大量相關(guān)知識后,要能夠把其運用在實際設(shè)計當(dāng)中。當(dāng)然,要設(shè)計經(jīng)濟、可靠、簡潔的PLC控制系統(tǒng),需要豐富的專業(yè)知識和實際的工作經(jīng)驗。那么,我們首先來看一下PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計原則和內(nèi)容。一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則最大限度地滿足被控對象的控制要求;保證控制系統(tǒng)的高可靠、安全;滿足上面條件的前提下,力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、實用和維修方便;選擇PLC時,要考慮生產(chǎn)和工藝改進所需的余量。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容選擇合適的用戶輸入設(shè)備、輸出設(shè)備以及輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象;分配I/O,設(shè)計電氣接線圖,考慮安全措施;選擇適合系統(tǒng)的PLC;設(shè)計程序;調(diào)試程序,一個是模擬調(diào)試,一個是聯(lián)機調(diào)試;設(shè)計控制柜,編寫系統(tǒng)交付使用的技術(shù)文件,說明書、電氣圖、電氣元件明細表。驗收、交付使用。 設(shè)計的步驟和實現(xiàn)過程一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟對于復(fù)雜的控制系統(tǒng),最好繪制編程流程圖,相當(dāng)于設(shè)計思路;設(shè)計梯形圖;程序輸入PLC模擬調(diào)試,修改,直到滿足要求為止;現(xiàn)場施工完畢后進行聯(lián)機調(diào)試,直至可靠地滿足控制要求;編寫技術(shù)文件;交付使用。我們在設(shè)計流程圖時,也要遵循以下過程:1) 分析生產(chǎn)工藝過程;2) 根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備,分配I/O;3) 選擇PLC;4) 設(shè)計PLC接線圖以及電氣施工圖;5) 程序設(shè)計和控制柜接線施工。 具體的設(shè)計步驟框圖如圖21所示。分析控制要求確定I/O設(shè)備選擇PLC分配I/O、設(shè)計電氣圖編寫流程圖設(shè)計梯形圖編制程序清單輸入程序并檢查調(diào)試滿足NY聯(lián)機調(diào)試滿足NN編制技術(shù)文件交付使用設(shè)計控制柜現(xiàn)場連接圖21控制系統(tǒng)設(shè)計步驟框圖二、PLC控制系統(tǒng)執(zhí)行程序的過程及特點PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段,即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進行采樣,并存入輸入映象寄存器中,此時輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序處理階段,在程序執(zhí)行階段或其它階段,即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化,輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會改變,輸入狀態(tài)的變化只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段,PLC對程序按順序進行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來表示,則總是按先上后下,先左后右的順序進行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時,則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時,PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出,根據(jù)用戶程序進行運算,運算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對于元件映象寄存器來說,其內(nèi)容會隨程序執(zhí)行的過程而變化。輸出刷新階段程序執(zhí)行完畢后,進入輸出處理階段。在這一階段里,PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)(輸出繼電器狀態(tài))轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中,并通過一定方式輸出,驅(qū)動外部負載。因此,PLC在一個掃描周期內(nèi),對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進行。當(dāng)PLC進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖,直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。這方式稱為集中采樣,即在一個掃描周期內(nèi),集中一段時間對輸入狀態(tài)進行采樣。在用戶程序中如果對輸出結(jié)果多次賦值,則最后一次有效。在一個掃描周期內(nèi),只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出,對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。這種方式稱為集中輸出。對于小型PLC,其I/O點數(shù)較少,用戶程序較短,一般采用集中采樣、集中輸出的工作方式,雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,但使PLC工作時大多數(shù)時間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離,從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力,增強了系統(tǒng)的可靠性。而對于大中型PLC,其I/O點數(shù)較多,控制功能強,用戶程序較長,為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度,可以采用定期采樣、定期輸出方式,或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。從上述分析可知,當(dāng)PLC的輸入端輸入信號發(fā)生變化到PLC輸出端對該輸入變化作出反應(yīng),需要一段時間,這種現(xiàn)象稱為PLC輸入/輸出響應(yīng)滯后。對一般的工業(yè)控制,這種滯后是完全允許的。應(yīng)該注意的是,這種響應(yīng)滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成,更主要是PLC輸入接口的濾波環(huán)節(jié)帶來的輸入延遲,以及輸出接口中驅(qū)動器件的動作時間帶來輸出延遲,同時還與程序設(shè)計有關(guān)。滯后時間是設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時應(yīng)注意把握的一個參數(shù)。3 交通信號燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 交通信號燈的控制要求隨著城市和經(jīng)濟的發(fā)展,交通信號燈發(fā)揮的作用越來越大,正因為有了交通信號燈,才使車流、人流有了規(guī)范,同時,減少了交通事故發(fā)生的概率。然而,交通信號燈不合理使用或設(shè)置,也會影響交通的順暢。因此,在實際設(shè)計時要遵循一定的原則和要求。交通信號燈由紅燈、綠燈、黃燈組成。紅燈表示禁止通行,綠燈表示準許通行,黃燈表示警示。交通信號燈分為機動車信號燈、非機動車
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