【文章內容簡介】 算機一樣， CPU 是 PLC的核心，它按 PLC 中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮 PLC 進行工作。 CPU 的性能關系到 PLC處理控制信號能力與速度， CPU 位數(shù)越高，運算速度越快。 （ 2）存儲器 PLC 使用的物理存儲器與一般計算機相同。有隨機 存取存儲器（ RAM），只讀存儲器（ ROM）及可電擦除可編程只讀存儲器等。 （ 3）輸入寄存器 輸入寄存器可按位進行尋址，每一位對應一個 開關量。 CPU 可以讀其值，但不可以寫或進行修改。 圖 2 PLC 硬件組成圖 5 （ 4）輸出寄存器 輸出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一個時間段的輸出值，而程序循環(huán)執(zhí)行開 始時的輸出寄存器的值，表明的是上一時間段的 真實輸出值。只有程序執(zhí)行到一個循環(huán)的尾部時的值才影響下一時間段的輸出。 （ 5）其他接口單元 其它接口單元用于提供 PLC 與其它設備和模塊進行連接通信的物理條件。 的工作原理 可編程控制器執(zhí)行程序是 PLC 實現(xiàn)控制的核心工作，這些工作項目大致可以 分為以下三部分。 第一部分是上電處理。 PLC 上電后對系統(tǒng)進行一次初始化工作，包括硬件 初始化，I/O 模塊配置檢察，停電保持范圍設定等。 第二部分是掃描過程。一是掃描執(zhí)行系統(tǒng)程序 ，二是掃描執(zhí)行應用程序。每次執(zhí)行應用程序前先完成輸入處理，其次完成與 其他外設的通信處理，再次進行時鐘、特殊寄存器更新。 第三部分是出錯處理。 PLC 每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定 PLC 自身的動作是否正常，檢查出異常時， CPU 面板上的 LED 及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。當出現(xiàn)致命錯誤時， CPU 被強制為 STOP 方式，所有的掃描停止。以上三部分內容中，掃描過程是最主要的 、最經常的工作。 二、太陽能交通信號燈的 工作原理及 控制要求 （一）太陽能交通信號燈的工作原理 太陽能 LED 交通信號燈由太陽能電池板、充放電控制器、 蓄電池、 LED 信號燈系統(tǒng)等構成。 如圖 3 所示是太陽能交通信號燈的原理框圖。 （二）太陽能交通信號燈的控制要求 圖 3 太陽能交通信號燈原理框圖 6 ① 信號燈受兩個按鈕控制，當啟動按鈕動作時，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當停止按鈕動作時，所有信號燈都熄滅。 ② 南北綠燈和東西綠燈不能同時亮，如果同時亮時應關閉信號燈系統(tǒng)，并報警。 ③ 南北紅燈亮維持 25S。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持 20S。到20S 時，東西綠燈閃爍，閃爍 3S 后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2S。到 2S 時，東西黃燈熄，東西紅燈亮。同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 ④ 東西紅燈亮維持 30S。南北綠燈亮維持 25S。然后閃爍 3S，熄滅。同時南北黃燈亮，維持 2S后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。 ⑤ 回到①，循環(huán)執(zhí)行。 三、 交通燈硬件系統(tǒng) 的 設計 （一）交通燈信號燈的設計 本設計中的信號燈均由紅、綠、黃三種顏色的高亮度 LED 圓形點陣組成，電路上采取串并聯(lián)相結合。且每只發(fā)光二極管的正向工作電流 IF為 15mA，正向工作電壓為 2V。每個燈由 50 只發(fā)光二極管組成圓形顯示 ,其中每 5個串聯(lián)在一起，然后這 10個串聯(lián)支路并聯(lián)起來，這樣可以避免工作電流過大而損害發(fā)光二極管。每個燈的工作電流為 （ 15 mA 10＝ ），而四個路口同一時間最多亮四個燈，即四個燈的最大工作電流為 A 4＝ ，則系統(tǒng)一天的用電量為 24h=,一天的功耗為 24V =。 （二）太陽能電池板 太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質量和成本； 太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產生電流。當許多個電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點 .太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會引起環(huán)境污染 。 該系統(tǒng)為直流負載，負載工作電壓為 24V,用電量為每天 ，酒泉地區(qū)的最 7 低光照輻射是 1月份，峰值日照時數(shù)為 ，采用 100W 的光伏組件，峰值電壓為，峰值電流為 ，組件損耗系數(shù)為 ，充電效率系數(shù)也為 。因該系統(tǒng)是直流系統(tǒng)，所以不考慮逆變器的轉換效率系數(shù)。 計算： （三）蓄電池 在太陽能電池供電系統(tǒng)中 ,太陽能電池方陣將太陽能輻射轉換為直流電能 ,通過蓄電池將其電能轉換為化學能儲存起來 ,我們通常稱蓄電池為光伏發(fā)電系統(tǒng)的貯能裝置 。 對于太陽能光伏電源系統(tǒng) ,要求它能夠隨時地向負載提供穩(wěn)定的電能 ,但是 ,由于 太陽光照的間歇性和隨機性 ,發(fā)供電任務全都靠太陽能電池則難以實現(xiàn) ,必須通過貯能裝置來對太陽能電池發(fā)出來的電能進行貯存和調節(jié) ,在供電系統(tǒng)正常工作時 , 依蓄電池正常充放電狀態(tài)的變化分為多種情況 ： 第一種是負載關閉 ,太陽能電池方陣正常發(fā)電 ,此時全部電能是向蓄電池組充電 ,使 這些電能轉換成化學能貯存起來 ,直到蓄電池充滿后控制器保護斷開為止 ； 第二種情況是在太陽能電池發(fā)電的同時 ,負載也需要工作 。 這時 ,太陽能電池將直接向負載供電 ,多余的電能也將同時向蓄電池組充電； 更多的工作情況可能是 ,太陽能電池不再發(fā)電 ,負載需要的電能全部由蓄電池組提供 。 此時 ， 以化學能 形式存儲在蓄電池中的能量轉變?yōu)殡娔?,供負載使用 ,所以說蓄電池既能貯存電能 ,還能對系統(tǒng)起著調節(jié)電量、穩(wěn)定輸出的作用。 蓄電池的種類很多，在光伏系統(tǒng)中采用是鉛酸蓄電池各堿性鎳鎘蓄電池。但考慮到蓄電池的使用權條件和價格，大部分太陽能光伏系統(tǒng)選擇鉛酸蓄電池作貯能電源，且使用不需要加水免維護型的鉛酸蓄電池。 8 該系統(tǒng)為直流負載，負載工作電壓為 24V,最大工作電流為 ，每天工作 24h，用電量為每天 。蓄電池選用 12V/100Ah 的 鉛酸蓄電池 。 根據(jù)酒泉的最低溫度確定低溫修正系數(shù)為 ，最大放電深度系數(shù) ，考慮連續(xù)陰雨天數(shù) 3 天。 計算： 為求得放電修正系數(shù)，先計算該系統(tǒng)的平均放電率： （四）太陽