基于西門子plc交通燈論文設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-13 02:35本頁面
【正文】 考慮到實(shí)際現(xiàn)場工作環(huán)境，我最終選擇了可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)、通用性好等諸多優(yōu)點(diǎn)的 PLC 來實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通燈的控制，完成本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。 隨著科技的發(fā)展，可編程控制器 (PLC )的功 能日益完善，可編程控制器已作為一種以微電腦技術(shù)為核心的自動(dòng)控制裝置，已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。采用 PLC 控制交通信號(hào)燈，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可對(duì)目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號(hào)燈進(jìn)行精確控制，特別是方便地實(shí)現(xiàn)多岔路口的控制。 在實(shí)際應(yīng)用中，采用 PLC 控制城市交通信號(hào)燈，能根據(jù)不同的路況要求，隨時(shí)修改控制程序，以改變各信號(hào)燈的工作時(shí)間和工作狀況。本論文就是運(yùn)用 PLC 原理來實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口的交通燈的控制，介紹了基于 PLC 在交通系統(tǒng)的運(yùn)用，系統(tǒng)介紹了 PLC 的基本原理。它僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，采用開關(guān)量控制，實(shí)際只能進(jìn)行邏輯運(yùn) 算，所以稱為可編程邏輯控制器，簡稱 PLC（ Programmable Logic Controller）。采用微處理器之后，這種控制器的功能不再局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算，增加了數(shù)值運(yùn)算、模擬量的處理、通信等功能，成為真正意義上的可編程控制器（ Programmable Controller），簡稱為 PC。 隨著可編程控制器的不斷發(fā)展，其定義也在不斷變化。 1987 年頒布的可編程控制器的定義如下： “可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲(chǔ)器、可以編制程序的控制器?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)。模塊式 PLC包括 CPU模塊， I/O模塊，內(nèi)存模塊，電源模塊，底板或機(jī)架。 6 圖 1 PLC操作過程 按照可編程控制器系統(tǒng)的構(gòu)成原理，可編程控制器系統(tǒng)由傳感器，可編程控制器和執(zhí)行器組成，可編程控制器通過循環(huán)掃描輸入端口的狀態(tài)，執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)，其操作 過程 如上圖 1 所示 。開關(guān)量輸入電路通過識(shí)別傳感器 0、 1 電平，識(shí)別開關(guān)的通斷。 現(xiàn)代的 PLC 已經(jīng)具備了處理模擬量的功能，但是相對(duì)于開關(guān)量的處理較復(fù)雜一些。 在 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。如電梯控制、高爐上料、注塑機(jī)、印刷機(jī)、接口部件輸出 輸 入 接 口 部 件 件 中央處理單元 CPU板 電源部件 接收現(xiàn)場信號(hào) 驅(qū)動(dòng)受控原件 7 組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。為了使 PLC 能處理模擬信號(hào)， PLC 廠家生產(chǎn)有配套的 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使 PLC 可用于模擬量控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在可使用專門的運(yùn)動(dòng)控制模塊。 （ 4）過程控制 這是對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 PID 控制時(shí)一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中常用的控制方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用 （ 5）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功 能，可以完成數(shù)據(jù)采集、分析及處理。一般用于大型系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造業(yè)。在工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展加快前提下，廠家都十分重視 PLC 的通訊功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通訊十分方便。此后，這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展，從美國、日本、 歐洲普及到全世界。 (2)向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展。 (3)PLC 大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信功能。 8 (4)增強(qiáng)外部故障的檢測與處理能力。 PLC 結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí) ,PLC 的編程語言也越來越豐富。 9 2 控制要求 交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和工作過程 主要程序要求如下： 信號(hào)燈受啟動(dòng)開關(guān)控制。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。 （ 2）南北方向紅燈亮維持 30s 期間，東西方向綠燈亮維持 25s，然后綠燈閃亮 3s后熄滅，同時(shí)東西方向黃燈亮，維持 2s后熄滅，這時(shí)南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮。 十字路口交通燈的簡單示意圖 如圖 2 所示 ： 北 西 東 南 圖 2 十字路口示意圖 10 交通燈的時(shí)序波形圖 根據(jù)以上描述可簡單繪制交通燈的時(shí)序波形圖，如圖 3 所示，南北方向綠燈和東西方向紅燈先亮。 （ 2）輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。 （ 3） CPU 的構(gòu)成 CPU是 PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC至少有一個(gè) CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC內(nèi)部電路 的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。 CPU 主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 在使用者看來，不必要詳細(xì)分析 CPU 的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。但工
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1