【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 異同點(diǎn)： （ 一） 功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。繼電器是用于邏輯控制，起到過渡作用的，亦可控制小負(fù)載。 PLC 是可編程邏輯控制器，是用軟件來進(jìn)行邏輯控制的，而繼電器是用硬件結(jié)構(gòu)來控制的。一臺(tái)小型 PLC 內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能 。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價(jià)格比?？删幊绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。 （ 二） 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC 有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。 （ 三） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功 能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。而 PLC 的編程更比單片機(jī)通俗易懂。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障， PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 （ 四） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件， 使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。 PLC 的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過 PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。 （ 五） 編程方法簡(jiǎn)單 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與 繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖 和單片機(jī)的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 梯形圖語言實(shí)際上是一種面向用戶的一種高級(jí)語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。 （ 六） 維修工作量少，維修方便 PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。 PLC 或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。這些都是繼 電器和單片機(jī)無法比擬的。 綜合以上優(yōu)點(diǎn)，所以，本設(shè)計(jì)采用可編程序控制器控制系統(tǒng)。 第二節(jié) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 一丶 系統(tǒng)的組成框圖 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 圖 交通燈控制系統(tǒng) 二丶 交通燈的控制過程 信號(hào)燈受啟動(dòng)及停止按鈕的控制，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)工作，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài)，所有信號(hào)燈都熄滅。 交通燈示意圖如圖 所示，在東西南北兩個(gè)方向均安裝信號(hào)燈，兩個(gè)方向各 6 個(gè)燈，分為三個(gè)方向紅、黃、綠三種顏色。 控制要求： 南北主干道 左轉(zhuǎn)綠 10S 直行綠 30S 綠閃 3S 黃 2S 紅 45S 右行紅 10S 綠 78S 東西人行道 綠 27S 綠閃 3S 紅 60S 東西主干道 紅 45S 右行紅 10S 綠 78S 左轉(zhuǎn)綠 10S 直行綠 30S 綠閃 3S 黃2S 南北人行道 紅 60S 綠 27S 綠閃 3S 正常循環(huán)控制方式 交通燈變化順序表（單循環(huán)周期 90 秒） （ 1）南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有左行綠燈 10S，直行綠燈 30S，綠燈閃亮 3S，黃燈 2S 和紅燈 45S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮左行綠燈，直行綠燈，綠燈閃亮和黃燈；反之 ，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮左行綠燈，直行綠燈，綠燈閃亮和黃燈。 （ 2）南北向和東西向人行道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠 燈應(yīng)在南北向主干道直行綠燈點(diǎn)亮 3S 后才允許點(diǎn)亮，然后接 3S 綠閃，其他時(shí)間為紅燈；同樣，東西人行道通行綠燈于東西向主干道直行綠燈點(diǎn)亮 3S 后才允許點(diǎn)亮，然后接 3S 綠閃，其它時(shí)間為紅燈。 急車強(qiáng)通控制方式 （ 1）急車強(qiáng)通信號(hào)受急車強(qiáng)通開關(guān)控制。無急車時(shí)，按正常循環(huán)時(shí)序控制，有急車來時(shí)，將急車強(qiáng)通開關(guān)接通，不管原來信號(hào)狀態(tài)如何，一律強(qiáng)制讓急車來車方向的綠燈亮，直到急車 通過為止，將急車強(qiáng)通開關(guān)斷開，信號(hào)的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車放行方向的綠燈閃亮 3 次。隨后按正常時(shí)序控制。 （ 2）急車強(qiáng)通信號(hào)只能響應(yīng)一路方向的來車，若兩個(gè)方向先后來急車，則響應(yīng)先來的一方，隨后再響應(yīng)另一方。 圖 交通燈示意圖 三丶 PLC 的選型 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)共需要 I/O 點(diǎn)數(shù)為 4 輸入 /22 輸出。，選擇 CPU226 作為主機(jī)是最合理的。 如圖 所示為 CPU226 的端子連接圖。 L+接 24VDC， M 接地。上部分 到 為 16 點(diǎn)輸出端子，下部分 到 為 24 點(diǎn)輸入端子。 圖 CPU226 端子連接圖 四丶擴(kuò)展模塊的選擇 S7200 系列 CPU 提供一定數(shù)量的主機(jī)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，但在主機(jī) I/O 點(diǎn)數(shù)不夠的情況下，就必須使用擴(kuò)展模塊的 I/O 點(diǎn)。由于本設(shè)計(jì)的輸入點(diǎn)很少，只 PLC 主機(jī)的輸入點(diǎn)足以滿足要求。需要擴(kuò)展 6 點(diǎn)輸出， EM222 是 8DC 輸出，這樣擴(kuò)展一個(gè)EM222 就滿足系統(tǒng)要求，且比較經(jīng)濟(jì)合理，所以，選擇 EM222 作為輸出擴(kuò)展模塊。 如表 、表 所示，優(yōu)先分配主機(jī) CPU226 的地址，后分配擴(kuò)展模塊 EM222（ 8 輸出數(shù)字量模塊）的地址。 表 輸入點(diǎn)分 配 序號(hào) 輸入信號(hào)名稱 按扭 電氣符號(hào) 1 啟動(dòng)按鈕 SB1 2 停止按鈕 SB2 3 急車強(qiáng)通按鈕 1 SB3 4 急車強(qiáng)通按鈕 2 SB4 輸出點(diǎn)分配 序號(hào) 輸出信號(hào)名稱 按扭 電氣符號(hào) 1 南北左轉(zhuǎn)綠 HL2 2 南北左轉(zhuǎn)黃 HL11 3 南北左轉(zhuǎn)紅 HL13 4 東西左轉(zhuǎn)綠 HL16 5 東西左轉(zhuǎn)黃 HL19 6 東西左轉(zhuǎn)紅 HL6 7 南北直行綠 HL9 8 南北直行黃 HL14 9 南北