【畢業(yè)設計論文】基于plc的交通燈控制器設計與實現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-01-04 11:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。 PLC的功能PLC是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關量邏輯控制，首先應用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結(jié)果送給PLC的控制器。相同I/O點數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點（最多可達8000多個I/O）。如果被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 PLC的工作原理輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設備驅(qū)動的，在程序執(zhí)行過程中的一個周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變，CUP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控制程序的執(zhí)行。掃描周期周而復始地進行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。對同一個輸出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執(zhí)行結(jié)果。各個電路和不同掃描階段會造成輸入和輸出延遲，這是PLC的主要缺點。在讀輸入階段，CUP對各個輸入端子進行掃描，通過輸入電路將各輸入點的狀態(tài)鎖入映象寄存器中。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段，CUP按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進行掃描，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，同時將執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映象寄存器。PLC信號的傳遞過程，： PLC信號的傳遞過程2 硬件設計 硬件設計步驟根據(jù)可編程控制器設計交通燈硬件部分的設計步驟，本設計的硬件設計步驟如下所示：（1）PLC的選型；（2）輸入、輸出點的估算；（3）主機型號的選擇；（4）模塊的擴展及I/O編址；（5）輸入、輸出端子的分配；（6）畫出I/O接線圖。 主機CPU及擴展模塊選擇根據(jù)設計要求，有開始按鈕和停止按鈕2個輸入端及46個輸出端的需要，設計中主機選用了為CPU226。CPU226的輸入輸出點比較多，, 。CPU226的24個輸入點可以滿足本設計中2個輸入點的需求，但是16個輸出點不能滿足本設計46個輸出點的需求，因此需要擴展5個EM222擴展模塊，，。 主機類型表型號主機輸入點數(shù)主機輸出點數(shù)可擴展模塊數(shù)最大擴展電流/mACPU22164無0CPU222862340CPU22414107660CPU226241671000根據(jù)本設計輸出端口及電流流量的需求，經(jīng)比較后在設計中選用了5個8輸出端口 電流為50mA的EM222擴展模塊。 擴展模塊表分類型號I/O規(guī)格功能及用途數(shù)字量擴展模塊EM221DI8*直流24V8路
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