【文章內(nèi)容簡介】 方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 2 用戶程序執(zhí)行 階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書 8 掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀 態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 3 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。 PLC 的掃描工作過程如圖 2圖 23 所示 圖 23 PLC 的掃描周期圖 本章小結(jié) 本章介紹的是 PLC 的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用，通過這些基礎(chǔ)知識(shí)，更好地理解 PLC 的控制， 基于 PLC 在交通燈控制系統(tǒng)上應(yīng)用這一范疇，使下一步 PLC的程序設(shè)計(jì)開發(fā)和實(shí)際需要有機(jī)地融合在一起。 7 第 3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制要 求 交通燈控制系統(tǒng)的控制要求如下： 1 信號(hào)燈受一個(gè)起動(dòng)開關(guān)控制，當(dāng)起動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)起動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。 2 南北綠燈和東西綠燈不能同時(shí)亮，如果同時(shí)亮?xí)r應(yīng)關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng)，并報(bào)警。 3 南北紅燈亮維持 25S。在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 20S。到 20S 時(shí)，東西綠燈閃爍，閃爍 3S 后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2S。到 2S 時(shí)，東西黃燈熄，東西紅燈亮。同時(shí)，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(shí)南北黃燈亮，維持 2S 后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。 5 周而復(fù)始。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析 按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門子 S7200系列可編程控制器的特性（見附錄），選擇適合的型號(hào)。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動(dòng)的輸入信號(hào)，要配合一個(gè) SB1 的按鈕，當(dāng) SB1啟動(dòng)按鈕動(dòng)作，系統(tǒng)工作。 首先，南北方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，東西方向道路處于允許通行的狀態(tài)。 南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，南北紅燈亮 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25秒，才會(huì) 轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同時(shí)，東西方向道路也一起亮綠燈 20S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 20 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍；東西綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動(dòng)作使東西綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)3 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。 其次，東西方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，南北方向道路處于允許通行的狀態(tài)。 東西方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，東西紅燈亮 30S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 30 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時(shí)，南北方向道路也一起亮綠燈 25S,需 計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北綠燈閃爍；南北綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動(dòng)作使南北綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈亮；南北黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北紅燈亮。 如此循環(huán)下去。 另外，當(dāng)斷開系統(tǒng)，所有信號(hào)燈熄滅；需要按鈕 SB1動(dòng)作斷開系統(tǒng)，停此輸入信號(hào)入可編程控制器，而最快的方法，是使可編程控制器不動(dòng)作，那么肯定無信號(hào)輸出。而且，南北、東西綠燈同時(shí)亮，報(bào)警?？删幊炭刂破饕敵鲆粋€(gè)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)報(bào)警燈。 綜上所述，可編程控制器要滿足 一個(gè)信號(hào)輸入（作系統(tǒng)接通、斷開作用），七個(gè)信號(hào) 輸出，十字路口有十二個(gè)交通信號(hào)燈，但南北、東西兩個(gè)為一組用一個(gè)輸出信號(hào)控制，再加上一個(gè)報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)的報(bào)警燈。通過如下的十字路口交通燈狀態(tài)分析表、主流程圖、十字路口交通燈時(shí)序圖一一展開，將十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路逐漸脈絡(luò)清晰。 表 31 十字路口交通燈狀態(tài)分析表 十字路口交通燈狀態(tài)的分析： 十字路口交通燈如下圖 31 所示，將 12 個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào) 。 圖 31 十字路口交通燈狀態(tài)圖 這 12 個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)： 狀態(tài) 1：南北紅燈（ 7）亮，東西綠燈（ 12）亮。 狀態(tài) 2：南北紅燈（ 7）繼續(xù)亮，東西綠燈（ 12）閃。 南北方 向 交通燈狀態(tài) 紅燈亮 25S 綠燈亮 25S 綠燈閃 3S 黃燈亮 2S 東西方向 交通燈狀態(tài) 綠燈亮 20S 綠燈閃 3S 黃燈亮 2S 紅燈亮 30S 交通燈狀態(tài) 十字路口交通燈狀態(tài)的分析： 十字路口交通燈如下圖 31 所示，將 12 個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào) 這 12 個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)： 狀態(tài) 1：南北紅燈（ 7）亮，東西綠 燈（ 12）亮。 狀態(tài) 2：南北紅燈（ 7）繼續(xù)亮，東西綠燈（ 12）閃。 狀態(tài) 3：南北紅燈（ 7）繼續(xù)亮，東西黃燈（ 11）亮。 狀態(tài) 4：東西紅燈（ 10）亮，南北綠燈（ 9）亮。 狀態(tài) 5：東西紅燈（ 10）繼續(xù)亮，南北綠燈（ 9）閃。 狀態(tài) 6：東西紅燈（ 7）繼續(xù)亮，南北黃燈（ 8）亮。 主程序流程圖：（如圖 32 所示） 9 11 硬件設(shè)計(jì) PLC 的選型 從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn) 1個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn) 7個(gè)，如果選用 CPU222 / PLC，也需要擴(kuò)展單元 PLC，參照西門子 S7200 系列特性（見附錄），選用主機(jī)為 CPU224（ 14 輸入 /10繼電器輸出）。 其外形圖 34 如下： 輸入電路采用了雙向光電耦合器， 24V DC極性可任意選擇， 1M、 2M為輸入端子的公共端。1L、 2L 為輸出公共端。 CPU224 另有 24V、 280mA電源供 PLC 輸入點(diǎn)使用。 PLC 的地址分配 列出交通信號(hào)燈 PLC 的輸入 /輸出點(diǎn)分配表，見表 32。 定時(shí)器 T=PT S。 定時(shí)實(shí)際時(shí)間=設(shè) 定值精度 1ms: T32,T96 10ms: T33~T36, T97~T100 100ms: T37~T63, T101~T255 表 32 交通信號(hào)燈 PLC 的輸入 /輸出點(diǎn)分配表 輸入信號(hào) 定時(shí)元件 輸出信號(hào) 名稱 代號(hào) 輸入點(diǎn)編號(hào) T33:南北紅燈工作 25S 名稱 代號(hào) 輸出點(diǎn)編 號(hào) 工作按 鈕 SB1 T97: 東西紅燈工作 30S 報(bào)警燈 L0 T98:東西綠燈工作 20S 南北紅燈 L1 T99:東西綠燈閃爍 3S 東西綠 燈 L2 T100:東西黃燈工作 2S 東西黃燈 L3 T34:南北綠燈工作 25S 東西紅燈 L4 T35:南北綠燈閃爍 3S 南北綠燈 L5 T36:南北黃燈工作 2S 南北黃燈 L6 PLC 的接線形式 端口 為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號(hào)，端口 接起報(bào)警作用的信號(hào)燈，端口 接南北紅燈，端口 接?xùn)|西綠燈，端口 ，端口 接?xùn)|西黃燈，端口 接南北綠燈 ，端口 接南北黃燈 13 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的梯形圖 15 17 系統(tǒng)的指令表 系統(tǒng)程序分析 當(dāng)開關(guān) SB1 合