【正文】 qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 27 參考文獻 [1]何衍慶 .《可編程控制器原理及應用技巧》 [J].北京：化學工業(yè)出版社， 2000 [2]陳金華 .《可編程控制器（ PC）應用技術》 [J].北京：電子工業(yè)出版社， 1995 [3]郭和偉 .《基于 PLC 的交通信號燈控制系統(tǒng)設計》 [J].北京：公路交通技術，2020 [4]易銘，李秀忠 .《 PLC 控制的交通燈控制系統(tǒng)設計》 [J].北京：工業(yè)控制計算機， 2020 [5]吳中俊 ,黃永紅 .《可編程序控制器原理及應用》 [J].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [6]劉洪濤，黃海 .《 PLC 應用開發(fā)從基礎 到實踐》 [J].北京：電子工業(yè)出版社 [7]張萬忠 .《可編程控制器入門與應用實例》 [J].北京：中國電力出版社 , 2020 28 附件：程序和監(jiān)控畫面（改進版） 圖 附件 1 組態(tài)流程圖 改進版程序和畫面：增加了一些手動按鈕，可以進行手動控制各個方向的燈亮和滅，主要是為了在特殊情況下可以進行人工控制交通燈，一邊交通更加人性化，有便于交通更加通暢，人們生活更加方便，心情更加愉悅。四年生活在同一屋檐下，感謝我們一起經(jīng)歷的點點滴滴。 感謝王超，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。 感謝夏寒飛，安農禮堂里 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。感謝所有教授過我課程的湖北工業(yè)大學工程技術學院的老師們，是你們誨人不倦才有了現(xiàn)在的我。我要在這里對他們表示深深的謝意！ 感謝我的指導老師 —— 權軼老師，沒有您的悉心指導就沒有這篇論文的順利完成。 目前一般品牌的 IST內部均配有實時時鐘 , 通過編程控制可對信號燈實施全天候無人化管理 。 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備的工作；在選擇 I／ O模塊之后和進行控制回路設計之前．必須進行控制盤／柜的設計：這些工作可在上述適當?shù)臅r候穿插進行，但在整個設計過程中，這是必不可少的工作 。為了安全可靠起見，常常將主電路斷開，進行預調，當確認接線無誤再接主電路，將模擬調試好的程序送人用戶存儲器進行調試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調一致成為一個完整的整體控制為止。 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。在配置過程中，用戶需選擇 I/O 設備的生產(chǎn)廠家、設備型號、連接方式，為設備指定一個邏輯設備名，設定設備地址（ FX 系列 PLC 在使用編程口進行通訊時，不需要設備地址） 24 5 總裝統(tǒng)調 這是可編程序控制器構成控制系統(tǒng)的最后一個設計步驟 =用戶程序在總裝統(tǒng)調前需進行模擬調試。一旦 PLC加電，其接口 DTR 為高電平，當 PLC 掉電或通訊故障時， 微機一端的 DSR 信號即低，讀出通訊狀態(tài)，狀態(tài)低字節(jié)的第五位正用來檢查接口的 DSR 狀態(tài)的。除此之外， 三菱 通訊協(xié)議中還提供了另一種校碼方式，從通訊協(xié)議中可以看到有二位校碼，該碼是將各信元的二進制數(shù)逐位異或，分別取結果高低八位值的十六進制數(shù)而成。原因是點對點的通訊格式中，不含有校碼，而校碼是檢查通訊是否正確的重要手段。點對點的通訊格式與多 PLC 的通訊格式相似，只有缺少地址和校碼。命令兩個字節(jié)，有兩個級別共 44 條命令，包括對 PLC 的讀寫和設定各方面，報文的內容根據(jù)命令而定。 22 圖 41 十字路口交通燈狀態(tài)圖 三菱 PLC 和觸摸屏通訊 圖 42 PLC和觸摸屏的通訊圖 通訊時首先從上位機向下位機 PLC 發(fā)出指令， PLC 接受命令執(zhí)行后，向上位機發(fā)出回應信號和數(shù)據(jù)。無協(xié)議通訊不適合上、下位機的通訊，而且一般 PLC廠家都提有協(xié)議的通訊模塊，以 三菱 為例，它與上位機通訊是利用 PS432 口，使用 HOSTLINK 通訊協(xié)議，用 三菱 PLC 構成上， 下位機結構的監(jiān)控系統(tǒng)分為兩類：一類使系統(tǒng)僅由一臺 PLC 和一臺微機組成，及點對點通訊。首先介紹一下 PLC 與 PC 的通訊。 上位機與下位機之間的數(shù)據(jù)通訊一般使用 RS232C 或 RS485 接口。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，組態(tài)軟件的出現(xiàn)彌補了 PLC 控制系統(tǒng)的不足，在工業(yè)現(xiàn)場大量使用以組態(tài)軟件為開發(fā)平臺的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，其結構主要表現(xiàn)在計算機作為監(jiān)控系統(tǒng)中的上位機，下位機通常都是使用工業(yè)級的設備，如各種 PLC 作為下位機，下位機用來如完成如數(shù)據(jù)采集，警報邏輯判斷，控制輸出等任務。 17 1 2 3 21 4 PLC 與觸摸屏的在線模擬 PLC 是專門為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置，它使用了可以編程的記憶單元來存儲指令，執(zhí)行數(shù)學的和邏輯的運算，并通過數(shù)字輸入輸出實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的控制，它以高可靠性，易操作性，靈活性廣泛應用在工業(yè)自動化領域。東西紅燈亮的同時東西馬路等亮綠燈，時間為 33s。 5》南北紅燈亮 33s 后熄滅。 3》東西紅燈亮 33s 后熄滅，東西綠燈亮，時間設定為 30s，同時南北紅燈亮，時間為 30s。 控制步驟： 1》按下啟動按鈕，南北綠燈開始亮，設定時間為 30s，同時東西紅燈亮 30s。 16 3 交通燈信號燈控制系統(tǒng) 設計步驟 更具控制任務要求，可以算出 I/O 點數(shù)。模擬量點數(shù) l 50。一般來說，對仞學者應為內存多留一些余量，而對有經(jīng)驗的編程者可少留一些余量。 4 程序編寫質量 用戶程序優(yōu)劣對程序長短和運行時間都有較大影響。 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存數(shù)會明顯減少。這方面的經(jīng)驗公式是根據(jù)開關量輸 入、開關量輸出的總點數(shù)給出的。 可編程序控制器開關量輸入輸出總點數(shù)是計算所需內存存儲器容量的重要根據(jù)。同樣的程序可以減少內存量，從而降低內存投資。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存字數(shù)的比值稱為內存利用率。 用戶程序通過編程器鍵入主機內，最后是以 機器語言的形式存放在內存中。輸出模塊的電流值必須大于負載電流的額定值。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，響應速度較慢。 輸出模塊的任務是將機器內部信號電平轉換為外部過程的控 制信號。一般來講，同時接通點數(shù)不得超過 60％：為了提高系統(tǒng)的 14 穩(wěn)定 l 哇，必須考慮門檻 (接通電平與關斷電平之差 )電平的大小。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，距離較遠的設備選用較高電壓的模塊比較可靠。 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換來自現(xiàn)場設備 (按鈕、限位開關、接近開關等 )的高電平信號為機器內部電平信號，模塊類型分直流 1 2 6 60V 幾種；交流 115V 和 220V 兩種。 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。 軟元件序號 軟元件的控制功能 M0 M1 M100 M101 M102 M103 M104 M105 M106 Y000 Y001 整個控制 系統(tǒng)的運行啟動按鈕 整個控制系統(tǒng)的停止按鈕 控制系統(tǒng)自動和手動切換按鈕 南北綠燈手動按鈕 東西紅燈、南北馬路燈手動按鈕 南北黃燈手動按鈕 南北紅燈、東西馬路燈手等按鈕 東西綠燈手動按鈕 東西黃燈手動按鈕 作為啟動置位輸出 北方綠燈 輸出 13 Y002 Y003 Y021 Y022 Y023 Y031 Y032 Y033 Y041 Y042 Y043 Y51 Y52 北方黃燈輸出 北方紅燈輸出 東方綠燈輸出 東方黃燈輸出 東方紅燈輸出 南方綠燈輸出 南方黃燈輸出 南方紅燈輸出 西方綠燈輸出 西方黃燈輸出 西方紅燈輸出 東西馬路燈輸出 南北馬路燈輸出 表 21 十字路口交通燈 PLC控制系統(tǒng)的 PLC I\O點分配 確定 I／ O 點數(shù)一般是必須說明的首要問題。表 111是典型傳動設備及電氣元件所需可編程序控制器 I/O 點數(shù)表?？删幊绦蚩刂破鞯妮敵鲋饕紤]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。 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速系統(tǒng)足直流調速的主要形式，它采用晶閘管整流裝置對直流電動機供電?？刂埔慌_單向運行的繞線轉 子交流電動機，需 3 個輸入點及 4 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。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。 2)控制交 流電動機所需的 I/O 點數(shù)。 輸入／輸出的選擇 可編程序控制器控制系統(tǒng) I/O 點數(shù)估算 1)控制電磁閥等所需的 I/O 點數(shù)。 是否在線編程，應根據(jù)被控設備工藝要求的不 同來選擇。主機的 CPU 則是完成對現(xiàn)場的控制，并在一個掃描周期的末尾和編程器通信，編程器把編好或改好的程序發(fā)送給主機，在下一個掃描周期主機將按照新送人的程序控制現(xiàn)場，這就是所謂的“在線”編程：此類 PLC，由于增加了硬件和軟件，所以價格貴，但應用領域較寬。中、小型 PLC：多采用離線編程。 11 PLC 的編程分為離線編程和在線編程兩種 :離線編程的 PLC，其特點是主機和編程器共用一個 CPU，在編程器上有一個“編程／運行”選擇開關或按鍵，選擇編程狀態(tài)時， CPU 將失去對現(xiàn)場的控制，只為編程器服務，這就是所謂的“離線”編程；程序編好后，如選擇運行狀態(tài)， CPU 則去執(zhí)行程序而對現(xiàn)場進行控制，這時，CPU 編程指令按步作出響應。 4．是否 在線編程 : PIC 的特點之一是使用靈活。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全 PLC 的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。 對于以開關量為主、帶少量模擬量控制的工程項目，可選用帶 A/D、 D/A 轉換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機。具體應考慮以下幾方面： 1．結構合理 : 對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好 (維修量較小 )的場合，選用整體式結構 PLC 其他情況則選用模塊式結構 PLC。因此，合理選擇 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標起著重要的作用。 圖 12 交通燈控制系統(tǒng)流程圖 10 2 可編程序控制器的選擇 隨著 PLC 的推廣普及， PLC 產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也目趨完善。這是南北紅燈亮，東西綠燈亮。 （ 3） 東西紅燈亮維持 33s。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持 30s。 （ 1） 南北紅燈不能同時亮：如果同時亮應關閉信號燈系統(tǒng)，并立刻報警 。 8 交通燈控制系統(tǒng)的控制要求和流程圖 圖 11 路口交通燈示意圖 控制要求 信號燈手啟動開關控制，當啟動開關接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，先南北紅燈亮，東西紅燈亮。 （ 9） 通信聯(lián)網(wǎng)功能 通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過 PLC 之間的聯(lián)網(wǎng)、 PLC 與上位機的鏈接等，實現(xiàn)遠程I/O 控制或數(shù)據(jù)交換