【導(dǎo)讀】制檢測日新月異更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作。為一個核心部件來使用，僅單片機方面的知識是不夠的。還應(yīng)該根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)以。及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合加以完善。交通信號燈的出現(xiàn)使交通得以有效管。制，對于疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能力減少交通事故有明顯效果。富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路還是無法保障暢通安全。因此交通燈顯得尤為重要，合理控制交通燈更是陽泉市交通的重要部。由于筆者在實習(xí)期間接觸到不少MITSUBISHI系列的PLC,MITSUBISHIFX1N-60MR. 等器材，所以我選擇做交通燈的設(shè)計來作為我的畢業(yè)設(shè)計。

　　

【正文】 接口向輸出設(shè)備如打印機輸出數(shù)據(jù) 。 通訊處理是實現(xiàn) PLC與 PLC，或 PLC與計算機，或 PLC與其它工業(yè)控制裝置或智能部件間信息交換的。這也是增強 PLC 控制能力的需要。 也就是說，實際的 PLC 工作過程總是：公共處理 I/O刷新 運行用戶程序再公共處理 反復(fù)不停地重復(fù)著。 用這種不斷地重復(fù)運行程序?qū)崿F(xiàn)控制稱掃描方式。是用計算機進行實時控制的一種方式。此外，計算機用于控制還有中斷方式。在中斷方式下，需處理的控 制先申請中斷，被響應(yīng)后正運行的程序停止運行，轉(zhuǎn)而去處理中斷工作（運行有關(guān)中斷服務(wù)程序）。待處理完中斷，又返回運行原來程序。哪個控制需要處理，哪個就去申請中斷。哪個不需處理，將不被理睬。顯然，中斷方式與掃描方式是不同的。 在中斷方式下，計算機能得到充分利用，緊急的任務(wù)也能得到及時處理。但是，如果同時來了幾個都要處理的任務(wù)該怎么辦呢？優(yōu)先級高的還好辦，低的呢？可能會出現(xiàn)照顧不到之處。所以，中斷方式不大適合于工作現(xiàn)場的日常使用。 但是， PLC在用掃描方式為主的情況下，也不排斥中斷方式。即，大量控制都用 掃描方式，個別急需的處理，允許中斷這個掃描運行的程序，轉(zhuǎn)而去處理它。這樣，可做到所有的控制都能照顧到，個別應(yīng)急的也能進行處理。 接通電源，按下 PLC 的總電源開關(guān)，此時 PLC 上的電源指示燈亮起，表示PLC處于正常狀態(tài)，先對程序進行清零，然后進行程序的輸入。先在 三菱編程軟件中模擬仿真，若編程有錯誤及時加以修改。打開 PLC 上的 RUN 開關(guān)，執(zhí)行程序運行，若燈泡的亮的順序符合要求即完成了設(shè)計。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 31 第五章 PLC 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 第一節(jié) PLC 控制系統(tǒng)特點 可編程序控制器 (ProgrammablLogicController， PLC)，以其功能強大通用靈活、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性好、編程簡單等一系列特點，獲得工程技術(shù)人員的認可。但由于 PLC的應(yīng)用場合越來越廣，應(yīng)用環(huán)境越來越復(fù)雜，所受的干擾也就越來越多。如來自電源波形的畸變、現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾、接地電阻的耦合、輸入元件的抖動等各種形式的干擾都可能使系統(tǒng)不能正常工作。因此，研究 PLC控制系統(tǒng)干擾信號的來源、成因及其抑制措施，對于提高 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性具有重要的意義。 第二節(jié) 干擾源分類及 PLC 控制系統(tǒng)干擾的來源 一、 干擾源及一般 分類 與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，影響 PLC控制系統(tǒng)的干擾源大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。 于擾按照產(chǎn)生的原因、噪聲于擾模式和噪聲波形性質(zhì)的不同來分類。 二、 PLC 控制系統(tǒng)中干擾的主要來源 （一）來自空間的輻射干擾 空間的輻射電磁場 (EMI)主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播電視、雷達、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若 PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就會收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑： 一是直接對 PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；二是對 PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。 （二）來自電源的干擾 PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，輸入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 32 短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。對于隔離性能不理想的 PLC電源而言，極易受到這種干擾的影響。 （三）來自信號線引入的干擾 與 PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩 種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾這一點往往被忽視；二是信號線受電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。 （四）來自接地系統(tǒng)混亂的干擾 接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性 (EMC)的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；錯誤的接地，反而會引入嚴(yán)重的干擾信號，使 PLC系統(tǒng)無法正常工作。 PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂對 PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差 ，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。 第三節(jié) PLC 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 采取硬件技術(shù)與軟件技術(shù)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運行，具體實施如下。 一、硬件抗干擾技術(shù) （一）電源部分防干擾 電源變壓器的選用 電源變壓器是電源部分常用的元件之一，電網(wǎng)中的干擾信號容易由此進入系統(tǒng)。為抑制電網(wǎng)中的干擾，一般選用隔離變壓器，并使其容量比實際需要大 1． 2～ 1． 5倍。且使用中應(yīng)注意兩點：①屏蔽層要良好接地。②二次連接線要使用雙絞線，以減少電源線間干擾。 采用濾波器 為了更好地抑制電網(wǎng)干擾，通常還可以 在隔離變壓器前加入濾波器，隔離變壓器的一次和二次連接線都要用雙絞線。 分離供電系統(tǒng) 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 33 在系統(tǒng)要求高、環(huán)境較惡劣時，可將控制器 I／ 0 通道和其他設(shè)備的供電分離開來，以利于抗電網(wǎng)干擾。 （二）控制系統(tǒng)接地抗干擾設(shè)計 系統(tǒng)接地的好壞將直接關(guān)系到系統(tǒng)能否正常工作，良好的接地可有效地防止干擾誤動作。接地的最好是將控制器和其他設(shè)備分別接地，要求不高時，也可用共用接地，而不允許用共通接地方式，特別是應(yīng)避免與電機、變壓器等動力設(shè)備共通接地。接地還應(yīng)注意以下幾點：①接地電阻小于 10012。②接地線要粗，一般應(yīng)大于 2mm。③接地點盡量靠近控制器，其間的距離不大于 50m。④接地線應(yīng)盡量避開強電回路和主回路的電線，不能避開時，應(yīng)垂直相交，且盡量縮短平行走線長度。 （三）電纜敷設(shè)的抗干擾設(shè)計 主要是減少動力電纜輻射電磁干擾，尤其是變頻裝置饋電電纜。不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應(yīng)按傳輸信號種類分層敷設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠近平行敷設(shè)，以減少電磁干擾。 在 PLC 柜進行柜內(nèi)電纜敷設(shè)時要求做到以下幾點：①模擬量輸出線與數(shù)字量信號線可裝在相同的非屏蔽電纜槽內(nèi)。②只有屏蔽的模擬量輸入 信號線，才能與數(shù)字量信號線裝在同一電纜槽內(nèi)。③直流電壓數(shù)字量信號線和模擬量信號線不能與交流電壓線裝在同一電纜槽內(nèi)。④信號線不能與電源線裝在同一電纜槽。⑤只有屏蔽的 220V 電源線，才能與信號線裝在同一電纜槽內(nèi)。⑥ PLC 柜進出口的屏蔽一定要接地。 （四）設(shè)備選型 在選擇設(shè)備時，首先要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其包括了電磁兼容性(EMC)，尤其是抗 外部干擾能力，如：采用浮地技術(shù)、隔離性能好的 PLC 系統(tǒng)；其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠家給出的抗干擾指標(biāo)，如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場 強度環(huán)境中工作；另外是考查在類似工作中的實際應(yīng)用。由于我國電網(wǎng)內(nèi)阻大，零點電位漂移大，地電位變化大，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾至少要比歐美地區(qū)高 4倍以上，對系統(tǒng)抗干擾性能要求更高。在國外能正常工作的 PLC產(chǎn)品，在國內(nèi)工業(yè)就不一定能可靠運行，這就要在引進國外產(chǎn)品時，按我國的標(biāo)準(zhǔn) (GB／T13926)合理選擇。 （五）抑制輸入、輸出電路引入的干擾 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 34 為了抑制輸入、輸出信號傳輸線引入的干擾， PLC 的輸入、輸出線應(yīng)單獨敷設(shè)在封閉的電纜槽架內(nèi) (線槽外殼良好接地 )。不同種類信號的輸入、輸出線，不能放在同一根多芯屏蔽電纜內(nèi) (引 線部分更不許捆扎在一起 )，而且在槽架內(nèi)應(yīng)隔開一定距離安放，屏蔽層應(yīng)當(dāng)接地。在 PLC 的輸入線較長 (大約 30m 以上 )的情況下，如果使用交流輸入模塊，由于感應(yīng)電動勢的干擾，即使沒有輸入信號也可能會引起誤動作。因此，必要時需在輸出端，子兩端并聯(lián)電阻。另外，當(dāng) PLC 的輸入輸出端接有感性元件時，還應(yīng)在感性元件的兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，以抑制控制電路開斷時產(chǎn)生的電弧對 PLC的影響。續(xù)流二極管的額定電流應(yīng)大于電源電壓的 2～ 5 倍。 二、軟件抗干擾技術(shù) 一、延時確認 對于開關(guān)量輸入，可采用軟件延時 20ms 對同信號作兩次或兩次以 上讀人，結(jié)果一致才可確認輸入有效。 二、封鎖干擾 某些干擾是可以預(yù)知的，例如可編程序控制器的輸出命令驅(qū)動大功率器件動作，常常會伴隨產(chǎn)生火花、電弧等干擾信號，它們產(chǎn)生的干擾信號可能使可編程序控制器接收錯誤的信息。在容易產(chǎn)生這些干擾的時間內(nèi)，可用軟件封鎖可編程序控制器的某些輸入信號，適當(dāng)延時，在干擾消除后，再取消封鎖。 三、軟件濾波 對于模擬信號可以采取軟件濾波措施，目前的大型 PLC 編程大都持 SFC、結(jié)構(gòu)化文本編程方式，這可以很方便地編制比較復(fù)雜的程序，完成相應(yīng)的濾波功能。 四、數(shù)字濾波 現(xiàn)場的模擬量信號經(jīng) A／ D 轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字量信號，存人 PLC 中，再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M行處理，濾去噪聲信號從而獲得所需的有用信號。工程上的數(shù)字濾波方法很多，常用的有：平均值濾波法、中間值濾波法、加權(quán)濾波、滑動濾波法等。數(shù)字濾波的每一種方法可以單獨使用，也可根據(jù)實際情況結(jié)合使用。 五、軟件容錯 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 35 就是在干擾不能避免的情況下，萬一其對控制系統(tǒng)造成大的干擾而使系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，控制系統(tǒng)能對其及時地進行反應(yīng)并根據(jù)出錯時的狀態(tài)決定系統(tǒng)下一步補救措施。主要有以下容錯技術(shù)：程序重復(fù)執(zhí)行技術(shù)、對死循環(huán)作處理、軟件延時。 第八節(jié) 設(shè)計體會 通過 利用三菱公司的 FX1N60MR 系列可編程控制器對十字路口交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與編程。使我更加系統(tǒng)地掌握了 PLC 的工作原理及結(jié)構(gòu)， PLC 的輸入、輸出，還有其本身特點， PLC 的接線，以及用戶程序（梯形圖）的編程等方面的專業(yè)知識。 PLC控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，而 PLC 干擾問題又是一個普遍存在的問題，因此抗干擾技術(shù)顯得尤為重要，應(yīng)綜合多方面的因素找出可能存在的干擾源，然后有針對的設(shè)計抗干擾措施，軟硬件結(jié)合真正實現(xiàn) PLC 控制系統(tǒng)的抗干擾，使其高效、可靠的工作。許多抗干擾措施，在系統(tǒng)總體設(shè)計時要一并考慮進去，不應(yīng)等調(diào)試時 再臨時采取措施。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 36 結(jié) 論 通過這次做畢業(yè)設(shè)計，使我三年來對所學(xué)的知識有了一個完整的、系統(tǒng)的認識，尤其是三菱 PLC 編程方面的，不僅鞏固了以前知識，而且也掌握了設(shè)計的要領(lǐng)，設(shè)計步驟，學(xué)會了運用資料和工具的方法。并熟知了 PLC 在工業(yè)交通等領(lǐng)域的應(yīng)用。 在設(shè)計過程中，我體會到了設(shè)計的艱辛和快樂，我覺得只有不斷的學(xué)習(xí)，把從課本中所學(xué)的知識聯(lián)系到實際中，才能不斷的提高自己的技術(shù)水平，只有自己把從課本中所學(xué)的知識運用到實際中，才能不斷提高自己的實踐能力。 在設(shè)計時，感謝余劍老師對我的的指導(dǎo) ，在此也感謝我的學(xué)友和朋友對我的關(guān)心和幫助。 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 37 參考文獻 [1] 廖長初編著 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) .重慶：重慶大學(xué)出版社， 1997 [2] 汪曉光、王艷丹、孫曉瑛編著 .可編程控制原理及應(yīng)用 .北京：機械工業(yè)出版社，1994 [3] 王兆義編著 .可編程控制器教程 .可編程控制器教程 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [4] 陳宇編著 .可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧 .廣州：華南理工大學(xué)出版社， 1999 [5] 林小峰編著 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .北京：高等教育出版社， 1991 [6] 朱紹祥編著 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .上海：上海交通大學(xué)出版社， 1988 [7] 鐘肇新，彭侃編著 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 .廣州：華南理工大學(xué)出版社， 1992 [8] 孫同景，徐蹲編著 .可編程序控制器應(yīng)用基礎(chǔ) .山東科學(xué)技術(shù)出版社， 1996 [9] 張漢杰編著 .現(xiàn)代電標(biāo)控制技術(shù) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1996 [10] 余雷聲編著．電氣控制與 PLC 應(yīng)用．北京：機械工業(yè)出版社， 1996 陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 38 致 謝 在設(shè)計過程中，指導(dǎo)老師余劍不辭辛苦地指導(dǎo)我們查找參考資料，為我們解答疑難問題。 在余老師的整體設(shè)計、精心指導(dǎo)下我順利的完成了 PLC控制交通燈的設(shè)計。 通過本次設(shè)計，我學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的知識，我將大學(xué)三年所學(xué)的知識進行了一次綜合運用，真正做到了理論與實踐的緊密結(jié)合。通過這次設(shè)計我的理論水平和實踐能力都有了很大的提高。 在本次設(shè)計中余老師做事認真和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我留下了深刻的印象，這將使我終生受益，在此表示深深的致敬和感謝！在這即將畢業(yè)之際，我也向三年中曾教育、關(guān)心我的老師表示深深的謝意！