【畢業(yè)設(shè)計(jì)論文】基于plc的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2024-12-30 07:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制?，F(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計(jì)算機(jī)一樣具有RS232接口，通過(guò)雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。 當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。 外部設(shè)備外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 （1） 編程設(shè)備：有簡(jiǎn)易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。 （2）監(jiān)控設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過(guò)畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。 （3）存儲(chǔ)設(shè)備：有存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器，用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。 （4）入輸出設(shè)備：用于接收信號(hào)或輸出信號(hào)，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。 了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們?cè)谫?gòu)買程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳。 PLC工作原理循環(huán)掃描的特點(diǎn)輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)的，在程序執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變，CPU采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來(lái)控制程序的執(zhí)行。掃描周期周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。對(duì)同一個(gè)輸出單元的多次使用、修改次序會(huì)造成不同的執(zhí)行結(jié)果。各個(gè)電路和不同掃描階段會(huì)造成輸入和輸出延遲，這是PLC的主要缺點(diǎn)。在讀輸入階段，CPU對(duì)各個(gè)輸入端子進(jìn)行掃描，通過(guò)輸入電路將各輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入映象寄存器中。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段，CPU按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描，根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，同時(shí)將執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映象寄存器。PLC中的存儲(chǔ)器PLC中的存儲(chǔ)器按用途分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器以及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)根據(jù)控制要求而編制的用戶應(yīng)用程序。用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱為工作數(shù)據(jù)區(qū)。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中存放的是廠家根據(jù)其選用的PLC的指令的系統(tǒng)編寫的系統(tǒng)程序，它決定了PLC的功能，用戶不能更改其內(nèi)容。 PLC的編程語(yǔ)言PLC是通過(guò)程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行控制的，作為一種專用計(jì)算機(jī)，為了適應(yīng)其應(yīng)用領(lǐng)域，一定有其專用的語(yǔ)言。PLC的編程語(yǔ)言有多種，如梯形圖、語(yǔ)句表、功能塊圖、指令表、機(jī)構(gòu)文本。梯形圖編程語(yǔ)言是一種圖形語(yǔ)言，具有繼電器控制電路形象、直觀的優(yōu)點(diǎn)；語(yǔ)句表編程語(yǔ)言類似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，用助記符來(lái)表示各種指令的功能，是PLC用戶程序的基礎(chǔ)元素。順序功能表，這是一種位于其他編程語(yǔ)言之上俄圖形語(yǔ)言，用來(lái)編制順序控制程序。程序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功能圖中可以用別的語(yǔ)言嵌套編程。梯形圖，是用的最多的plc圖形編程語(yǔ)言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，它特別適用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。梯形圖程序讓PLC仿真來(lái)自電源的電流通過(guò)一系列的輸入邏輯條件，根據(jù)結(jié)果決定邏輯輸出的允許條件。梯形圖按邏輯關(guān)系分為“梯級(jí)”或網(wǎng)絡(luò)。，可完成與繼電器控制的電動(dòng)機(jī)直接起、停（起、保、停）繼電器控制電路圖相同的功能。 PLC 控制的梯形圖程序功能塊圖這是一種類似與數(shù)學(xué)邏輯門的編程語(yǔ)言，有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。該編程語(yǔ)言類似與門、或門的方框類表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圓圓表示“非”運(yùn)算,方框被“導(dǎo)線”連接在一起，信號(hào)自左向右流動(dòng)。指令表，是一種與微機(jī)的匯編語(yǔ)言中的指令相似的助記符表達(dá)式，由指令組成的程序叫做指令表程序或語(yǔ)句表程序。語(yǔ)句表比較適合熟悉PLC和邏輯程序設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員，語(yǔ)句表可以實(shí)現(xiàn)某些不能用梯形圖或功能實(shí)現(xiàn)的功能。機(jī)構(gòu)文本，結(jié)構(gòu)文本是為IEC11313標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用的高級(jí)編程語(yǔ)言。與梯形圖相比，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常簡(jiǎn)單和緊湊。 PLC的分類及性能指標(biāo)按I/O點(diǎn)數(shù)容量分類小型機(jī)（I/O點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)）典型的小型機(jī)有SIEMENS公司的S7200系列。中型機(jī)（I/O點(diǎn)數(shù)在256—1024之間）典型的中型機(jī)有SIEMENS公司的S7300系列、OMRON公司的C200H系列。大型機(jī)（I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上）典型的大型PLC有SIEMENS公司的S7400、OMRON公司的CVM1和CS1系列。根據(jù)PLC結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC主要可分為整體式和模塊式兩類：整體式結(jié)構(gòu)微型和小型PLC一般為整體式結(jié)構(gòu)。如西門子的S7200。模塊式結(jié)構(gòu)目前大、中型PLC都采用這種方式。如西門子的S7300和S7400系列。PLC的性能指標(biāo)I/O點(diǎn)數(shù)I/O點(diǎn)數(shù)，即PLC面板上的I/O端子的個(gè)數(shù)。I/O點(diǎn)數(shù)越多，外部可以連接的I/O器件就越多，控制規(guī)模就越大。它是衡量PLC性能的重要指標(biāo)之一。存儲(chǔ)容量這里專指用戶存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量，它決定了用戶所編程序的長(zhǎng)短。大、中、小型PLC的存儲(chǔ)容量變化范圍一般為2KB～2MB。掃描速度掃描速度是指PLC執(zhí)行程序的快慢，是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制取代繼電器控制的穩(wěn)合程度?？删幊炭刂破鞑捎醚h(huán)掃描的工作方式。指令系統(tǒng)它是衡量PLC能力強(qiáng)弱的標(biāo)志，決定了PLC的處理能力、控制能力的強(qiáng)弱。限定了計(jì)算機(jī)發(fā)揮運(yùn)算功能、完成復(fù)雜控制的能力。通信功能通信有PLC之間的通信和PLC與計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備之間的通信。主要涉及通信模塊、通信接口、通信協(xié)議、通信指令等。擴(kuò)展能力擴(kuò)展能力包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和PLC功能的擴(kuò)展兩方面的內(nèi)容。特殊功能單元特殊功能單元種類多，也可以說(shuō)PLC的功能多。典型的特殊功能單元有模擬量、模糊控制連網(wǎng)等功能。 PLC的特點(diǎn)PLC是面向用戶轉(zhuǎn)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用的計(jì)算。他具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)。，抗干擾能力
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