【導讀】5-6周畢業(yè)設(shè)計（論文）各項準備工作。7-10周畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)分配、調(diào)研階段。11-14周調(diào)試程序，實現(xiàn)功能，編寫畢業(yè)論文。15周畢業(yè)論文出稿打印修改到成文并修改打印。以及近代的人力車、自行車、汽車、摩托車等越來越多的交通工具出現(xiàn)。家、印度被稱為三輪車上的國家，中國隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟水平的不斷提高，交通燈便上場了，可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路。隨著科技的飛速發(fā)展。單片機、PLC的應(yīng)用不斷地走向深入。同時帶動傳統(tǒng)的控制?？刂茩z測技術(shù)的不斷更新。

　　

【正文】 電磁閥需三個輸入及兩個輸出；一個按鈕需一個輸入；一個光電開關(guān)需一個或兩個輸入；一個信號燈需一個輸出；波段開關(guān)，有幾個波段就需幾個輸入；一般情況，各種位置開關(guān)都需占用兩個輸人點。 2)控制交流電動機所需的 I/O 點數(shù)。用可編程序控制器控制交流電動機時，是以主令信號和反饋信號作為可編程序控制器的輸入信號；以可編程序控制器作為控制器，用它的輸出信號驅(qū)動執(zhí)行元件來完成對交流電動機的控制。例如，用可編程序控制器控制一臺 Y─△起動的交流電動機，一般需占用可編程序控制器的4個輸入點及 3個輸出點。用可編程序控制器控制一臺尊向運行的籠型電動機，需占用 4 個輸入點及一個輸出點?？刂埔慌_可逆運行的籠型電動機．需 5 個輸入點及 2 個輸出點?？刂埔慌_單向運行的變極調(diào)速電動機，需 5 個輸入點及 2 個輸出點?？刂?一臺單向運行的繞線轉(zhuǎn)子交流電動機，需 3 個輸入點及 4 個輸出點。控制一臺可逆運行的繞線轉(zhuǎn)子交流電動機．需 4個輸入點及 5個輸出點。 3)控制直流電動機所需的 I/O 點數(shù)：晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)足直流調(diào)速北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 22 的主要形式，它采用晶閘管整流裝置對直流電動機供電。用可編程序控制器控制的直流傳動系統(tǒng)中，可編程序控制器的輸入除考慮主令信號外，還需考慮合閘信號、傳動裝置綜合故障信號、抱閘信號、風機故障信號等。可編程序控制器的輸出主要考慮速度指令信號正向 l～ 3 級、反向 1～ 3 級、允許合閘信號、抱閘打開信號等。一般地一個用可編程 序控制器控制的可逆直流傳動系統(tǒng)大約需 12個輸入點和 8個輸出點 一個不可逆的直流傳動系統(tǒng)需 9個輸入點和 6個輸出點。表 111是典型傳動設(shè)備及電氣元件所需可編程序控制器 I/O 點數(shù)表。此表在實際確定控制對象的 I/O 點數(shù)時有一定的參考價值。 表 4— 1 典型傳動設(shè)備及電氣元件所需可編程序控制器 I/0點數(shù) 序號 電氣設(shè)備、元件 輸入點數(shù) 輸出點數(shù) I/O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Y— △起動的籠型電動機 單向運行的籠型電動機 可逆運行的籠 型電動機 單向變極電動機 可逆變極電動機 單向運行的甑流電動機 可逆運行的直流電動機 單線圈電磁閥 雙線圈電磁蚓 比例閥 按鈕開關(guān) 光電開關(guān) 信號燈 4 4 5 5 6 9 12 2 3 3 1 2 — 3 1 2 3 4 6 8 1 2 5 — — 1 7 5 7 8 10 15 20 3 5 8 1 2 1 北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 23 14 15 16 17 18 19 20 撥碼開關(guān) 三檔波段開莢 行程開蓋 接近開關(guān) 拖閘 風機 位置開關(guān) 4 3 1 1 — — 2 — — — — 1 1 — 4 3 1 1 1 1 2 確定 I／ O點數(shù)一般是必須說明的首要問題。估算出被控對象的 I／ O點數(shù)后，就可選擇點數(shù)相當?shù)目删幊绦蚩刂破鳌?I／ 0 點數(shù)是衡量可編程序控制器規(guī)模大小的重要指標。選擇應(yīng)規(guī)模的可編程序控制器并留有 10％～ 15％的 I／ O余量。 2．輸入輸出模塊的選擇 可編程序控制器輸入模塊是檢測并轉(zhuǎn)換來自現(xiàn)場設(shè)備 (按鈕、限位開關(guān)、接近開關(guān)等 )的高電平信號為機器內(nèi)部電平信號，模塊類型分直流 1 2 6 60V 幾種；交流 115V 和 220V 兩種。由現(xiàn)場設(shè)備與模塊之間的遠近程度選擇電壓的大小。一般 1 24V 屬低電平，傳輸距離不宜太遠，例如 5V 的輸入模塊最遠不能超過 lOm，也就是說，距離較遠的設(shè)備選用較高電壓的模塊比較可靠。另外，高密度的輸入模塊如 32 點、 64點，同時接通點數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般來講，同時接通點數(shù)不得超過 60％：為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定 l 哇，必須考慮門檻 (接通電平與關(guān)斷電平之差 )電平的大小。門檻電平值越大，抗干擾能力越強，傳輸距離也就越遠。 輸出模塊的任務(wù)是將 機器內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號。對于開關(guān)頻率高、電感性、低功率因數(shù)的負載，推薦使用晶閘管輸出模塊，缺點是模塊價格高，過載能力稍差。繼電器輸出模塊優(yōu)點是適用電壓范圍寬，導通壓降損失小，價格便宜，缺點是壽命較短，響應(yīng)速度較慢。輸出模塊同時接通點數(shù)的電流累計值必須小于公共端所允許通過的電流值。輸出模塊的電流值必須大于負載電流的額定值。 北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 24 內(nèi)存估計 用戶程序所需內(nèi)存容量受到下面幾個因素的影響：內(nèi)存利用率，開關(guān)量輸入輸出點數(shù)，模擬量輸入輸出點數(shù)，用戶的編程水平。 1．內(nèi)存利用率 用戶程序通過編程器鍵入主機內(nèi)，最后是以機器語言的形式存放在內(nèi)存中。同樣的程序，不同廠家的產(chǎn)品，在把用戶程序變成機器語言存放時所需的內(nèi)存數(shù)是不同的。我們把一個程序段中的接點數(shù)與存放該程序段所代表的機器語言所需的內(nèi)存字數(shù)的比值稱為內(nèi)存利用率。高的利用率給用戶帶來好處。同樣的程序可以減少內(nèi)存量，從而降低內(nèi)存投資。另外，同樣的程序可縮短掃描周期時間，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)。 2. 開關(guān)量輸入輸出總點數(shù) 可編程序控制器開關(guān)量輸入輸出總點數(shù)是計算所需內(nèi)存存儲器容量的重要根據(jù)。一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比 為6∶ 4。這方面的經(jīng)驗公式是根據(jù)開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出的總點數(shù)給出的。 所需內(nèi)存字數(shù) =開關(guān)量 (輸入 +輸出 )總點數(shù) 10 3 模擬量輸入輸出總點數(shù) 具有模擬量控制的系統(tǒng)就要用到數(shù)字傳送和運算的功能指令，這些功能指令的內(nèi)存利用率較低，岡此所占的內(nèi)存數(shù)較多。 在只有模擬量輸入的系統(tǒng)中，一般要對模擬量進行讀入、數(shù)字濾波編成子程序使用，這樣會使所占內(nèi)存大大減少，特別是在模擬量路數(shù)比較多時，每一路模擬量所需的內(nèi)存數(shù)會明顯減少。下面給出一般情況下的經(jīng)驗公式： 只有模擬量輸入時：所需內(nèi)存字數(shù) =模擬量點數(shù) 100 模擬量輸人輸出同時存在：所需內(nèi)存字數(shù) =模擬量點數(shù) 200 這些經(jīng)驗公式的算法是在 lO 點模擬量左右．當點數(shù)小于 10 時，內(nèi)存字數(shù)要適當加大，點數(shù)多時，可適當減少。 4 程序編寫質(zhì)量 用戶程序優(yōu)劣對程序長短和運行時間都有較大影響。對于同樣的系統(tǒng)，不同用戶編寫的程序可能會使程序長短和執(zhí)行時間差距很大。一般來說，對仞學者應(yīng)為內(nèi)存多留一些余量，而對有經(jīng)驗的編程者可少留一些余量。 綜上所述，推薦下面的經(jīng)驗計算公式： 總存儲器字數(shù) =(開關(guān)量輸人點數(shù) +開關(guān)量輸出點 數(shù) ) 10。模擬量點數(shù) l 50。 然后按計算存儲器字數(shù)的 15％～ 25％考慮余量。 響 應(yīng)時間 北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 25 對過程控制，掃描周期和響應(yīng)時間必須認真考慮?？删幊绦蚩刂破黜樞驋呙璧墓ぷ鞣绞绞顾荒芸煽康亟邮粘掷m(xù)時間小于掃描周期的輸入信號。例如某產(chǎn)品有效檢測寬度為 3cm，產(chǎn)品傳送速度 30m／ min，為了確保不會漏檢經(jīng)過的產(chǎn)品，要求可編程序控制器掃描周期不能大于產(chǎn)品通過檢測點的時間間隔 60ms[T=3cm／(30m／ 60s)]。 系統(tǒng)響應(yīng)時間是指輸入信號產(chǎn)生時刻與由此使輸出信號狀態(tài)發(fā)生變化時刻的時間間 隔。 系統(tǒng)響應(yīng)時間 =輸入濾波時間 +輸出濾波時間十掃描時間。 北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 26 第 5 章 硬件與程序設(shè)計 在確定了控制對象的控制任務(wù)和選擇好可編程序控制器的機型后，就可進行控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計，畫出流程圖，進一步說明各信息流之間的關(guān)系，然后具體安排輸入、輸出的配置，并對輸入、輸出進行地址分配：配置與地址分配這兩部分工作安排得合理，會給硬件設(shè)計、程序編寫和系統(tǒng)調(diào)試帶來很多方便：對指定輸入點進行地址分配，下面幾點應(yīng)注意：把所有的按鈕、限位開關(guān)分別集中配置，同類型的輸入點 可分在同一組內(nèi)；按照每一種類型的設(shè)備號，按順序定義輸入點地址號；如果輸入點有多余，可將每一個輸入模塊的輸入點都分配給一臺設(shè)備或機器；盡可能將有高噪聲的輸入信號的模塊插在遠離 CPU 模塊的插槽內(nèi)，因此，這類輸入點的地址號較大。輸出配置和地址分配也應(yīng)注意以下幾點：同類型沒備占用的輸出點地址應(yīng)集中在一起；按照不同類型的設(shè)備順序地指定輸出點地址號；如果輸出點有多余，可將每一個輸出模塊的輸出點都分配給一臺設(shè)備或機器；對彼此有關(guān)的輸出器件，如電動機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，電磁閥的前進與后退等，其輸出地址號應(yīng)連寫。輸入輸出地址分配確定 后，再畫出可編程序控制器端子和現(xiàn)場信號聯(lián)絡(luò)圖表，這樣進行系統(tǒng)設(shè)計時便可將硬件設(shè)計、程序編寫兩項工作平行地進行。 用戶編寫程序的過程就是軟件設(shè)計過程。在系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，用戶常面臨PLC 的編程問題，用戶應(yīng)當對所選擇的產(chǎn)品的軟件功能有所了解。一般地，一個系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。但是，也有應(yīng)用系統(tǒng)需要控制硬件部件以外的軟件功能的。 可編程序控制器的控制功能都是以程序的形式來體現(xiàn)．程序設(shè)計通常采用邏輯設(shè)計法，它是以布爾代數(shù)為理論基礎(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)過程各工步之間各檢測元件狀態(tài)的不同組合和變化 ，確定所需的中間環(huán)節(jié) (如中間繼電器 )=再按各執(zhí)行元件所應(yīng)滿足的動作節(jié)拍表，分別列寫出各自川相應(yīng)的檢測元件及中間環(huán)節(jié)狀態(tài)邏輯疽表示的布爾表達式，最后用觸點的串并聯(lián)組合在電路 l 進行邏輯表達式的物理實現(xiàn)一町編程序控制器的輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、狀態(tài)器數(shù)量相當大，且這些器件的觸點為無限多個．給程序設(shè)計帶來很大方便，只要程序容量和掃描時間允許，程序的復(fù)雜程度并不影啊程序的可靠眭一與繼電器控制系統(tǒng)使用的路基設(shè)計法 (最簡單的線路是最可靠的 )相比．可編程序控制器軟件設(shè)計就不用考慮觸頭的數(shù)量。 北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 27 第 6 章 總裝統(tǒng)調(diào) 這是可編程序控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)的最后一個設(shè)計步驟 =用戶程序在總裝統(tǒng)調(diào)前需進行模擬調(diào)試。用裝在可編程序控制器上的模擬開關(guān)模擬輸入信號的狀態(tài)，用輸出點的指示燈模擬被控對象，檢查程序無誤后便把可編程序控制器接到系統(tǒng)里去，進行總裝統(tǒng)調(diào)。 首先對可編程序控制器外部接線作仔細檢查，外部接線一定要準確、無誤。如果用戶程序還沒有送到機器里去，可用自行編寫的試驗程序?qū)ν獠拷泳€作掃描通電檢查，查找接線故障。為了安全可靠起見，常常將主電路斷開，進行預(yù)調(diào)，當確認接線無誤再接主電路，將模擬調(diào)試好的程序送人用戶存儲器進行調(diào)試 ，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調(diào)一致成為一個完整的整體控制為止。由此可見，在進行完總體設(shè)計以及具體的硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件系統(tǒng)設(shè)計后，除要分別對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行調(diào)試外．還必須對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行聯(lián)合調(diào)試和試運行．反復(fù)進行硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的修改調(diào)整，直到整個控制系統(tǒng)全部投入正常工作為止，才算最終完成系統(tǒng)設(shè)計。 必須特別指出，在確定控制方式之后和進行 I 佃地址分配之前，必須進行外圍電路的設(shè)計；在確定存儲器容量之后和選擇 I／ O模塊之前必須進行選擇外圍設(shè)備的工作；在選擇 I／ O模塊之后和進行控制回路設(shè) 計之前．必須進行控制盤／柜的設(shè)計：這些工作可在上述適當?shù)臅r候穿插進行，但在整個設(shè)計過程中，這是必不可少的工作。 北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 28 結(jié) 論 將 plc用于對交通燈信號燈的控制 , 主要是其具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強的特性同時其內(nèi)部定時器 、 計時器資源十分豐富 , 可對目前普遍使用的漸進式信號燈進行精確控制 , 特別對多岔路口的控制可方便的實現(xiàn) 。 目前一般品牌的 IST內(nèi)部均配有實時時鐘 , 通過編程控制可對信號燈實施全天候無人化管理 。 另外由于 IST本身具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能 , 將同一條道路上的信號組成局域網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理 , 可縮短車輛通行等候時間 , 北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 29 謝 辭 這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關(guān)心支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。我要在這里對他們表示深深的謝意！ 感謝我的指導老師 —— 趙秀庭 老師，沒有您的悉心指導就沒有這篇論文的順利完成。 感謝班主任 張有才 老師， 三 年的生活相處不久，卻從您身上學到了太多，必將終身受益。感謝所有教授過我課程的暨南大學的老師們，是你們誨人不倦才有了現(xiàn)在的我。 感謝我的父母，沒有你們，就 沒有我的今天，你們的支持與鼓勵，永遠是支撐我前進的最大動力。 感謝 閻國豐 ，安農(nóng)禮堂里揮汗如雨，日月湖畔閑庭信步，綠蔭場上把酒言歡?? 最難忘的記憶里都有你身影。感謝一起歡笑一起惆悵的日子，不論何時，請不要忘記最初的夢想。 感謝 路景惠 ，最黑暗的日子我們一起走過，為了夢想，我們永不放棄，總有一天，我們會在夢想的天堂再次相遇。 感謝幫忙校對，論文的順利完稿也有你的功勞；感謝總在家里的，每次回來都是在“革命”最需要的時候，感謝你的悉心照顧。四年生活在同一屋檐下，感謝我們一起經(jīng)歷的點點滴滴。 感謝身邊所有的朋友 與同學，謝謝你們 三 年來的關(guān)照與寬容，與你們一起走過的繽紛時代，將會是我一生最珍貴的回憶。 北京 理工學院機電系畢業(yè)論文 30 參 考 文 獻 主編： 何衍慶 化學工業(yè)出版社， 1998 主編：廖常初 化學工業(yè)出版社 2021 主編：張偉 機 械工程出版社 2021 4. PLC編程及應(yīng)用 主編：廖常初 人民郵電出版社 2021 主編：丁元杰 機械出版社 2021 主編： 黃凈 機械出版社 1998 PLC應(yīng)用 主編： 范永勝 王岷 中國電力出版社 1997 主編： 鄒金慧 重慶大學出版社 2021 9. PLC技術(shù)及其在公路交通系統(tǒng)應(yīng)用 主編： 徐 晉 趙二唯 機械工業(yè)出版社 2021 PLC技術(shù)的多車道交通燈實驗監(jiān)控裝置 主編： 郭燕萍 西安電子科技大學出版社 2021 主編： 力勝 礦業(yè)科學技術(shù) 出版社 2021 主編： 李建忠 西安電子科技大學出版社 2021 主 編： 張進秋 陳永利 機械工程出版社 2021 主編： 汪曉平 人民郵電出版社 2021 PLC實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng) 主編： 吳國強 湖州職業(yè)技術(shù)學院學報、 202 3期