【正文】 檢測中遇到的問題 ...................................................................... 27 致 謝 ............................................................................................................................. 29 參考文獻 ............................................................................................................................. 30 II 摘 要 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。 因此，本人選擇制作十字路口交通燈。本設(shè)計中， 由于我的這次設(shè)計使用的輸入為兩個，輸出為六個，輸入和輸出相對較少，經(jīng)過比較， 我設(shè)計的交通燈可選用 CPU222 的 PLC 主機，其輸入和輸出可滿足本設(shè)計的使用要求，而且從經(jīng)濟角度考慮也是適合 的。六個定時網(wǎng)絡(luò)的中間繼電器的通短狀況，控制著了燈的亮滅。我相信本設(shè)計一定能夠滿足 當前的交通需求 。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順 序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC的基本組成 PLC 的 硬件系統(tǒng)：主機、 I/O 擴展模塊及各種外部設(shè)備組成 ； PLC 的軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)程序和用戶程序 （如圖 ） 圖 PLC 結(jié)構(gòu)示意圖 2 3 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞，它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序 和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。 為了進一步提高 PLC 的可靠性近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余 系統(tǒng)或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)，這樣即使某個 CPU 出現(xiàn)故障整個系統(tǒng)仍能正常運行。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。運算器用于進行數(shù) 4 字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。 CPU速度和內(nèi)存容量是 PLC的重要參數(shù)，它們決定著 PLC的工作速度，IO 數(shù)量及軟件 容量等，因此限制著控制規(guī)模 。 PLC 常用的存儲器類型 為： （ 1） RAM (Random Assess Memory)，這是一種讀 /寫存儲器 (隨機存儲器 ) ，其存取速度最快，由鋰電池支持。 （ 3 ） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種電可擦除的只讀存儲器，使用編程器就能很容易地對其所存儲的內(nèi)容進行修改。 (2)系統(tǒng) RAM 存儲區(qū) 系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)包括 I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計時器、計數(shù)器、變址寄存器、累加器、等存儲器。 1） 系統(tǒng)軟設(shè)備存儲區(qū) 除了 I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)還包括 PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備 (邏輯線圈、計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等 )的存儲區(qū)，該存儲區(qū)又分為具有失電保持的存儲區(qū)域和無失電保持的存儲區(qū)域，前者在 PLC 斷電時由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會遺失，后者當 PLC 斷電時數(shù)據(jù)被清零 1) 邏輯線圈 。 2) 數(shù)據(jù)寄存器 與模擬量 I/O 一樣，每個數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中的一個字 (16bits) ，另外 PLC 還提供數(shù)量不的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功 6 能。 電源 PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。 I/O 模塊 PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 7 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。也就是我們系統(tǒng)的上位機。 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng) 依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。 PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。 當然， PLC 之間的 通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的， PLC 與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標準總線，并向標準通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的 PLC 之間、 PLC 與計算機之間可以方便地進行通訊與聯(lián)網(wǎng)。編程器是 8 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。直接監(jiān)視數(shù)據(jù) 或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。 （ 4） 入輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機等。 PLC工作原理 循環(huán)掃描的特點 輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動的，在程序執(zhí)行過程中的一個周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不 變， CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來控制程序的執(zhí)行。 對同一個輸出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執(zhí)行結(jié)果。 在讀輸入階段， CPU 對各個輸入端子進行掃描，通過輸入電路將各輸入點的狀態(tài)鎖入映象寄存器中。 PLC 中的存儲器 PLC 中的存儲器按用途分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器以及工作數(shù)據(jù)存儲器。 用來存儲工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱為工作數(shù)據(jù)區(qū)。 PLC的編程語言 PLC 是通過程序?qū)ο到y(tǒng)進行控制的，作為一種專用計算機，為了適應(yīng)其應(yīng)用領(lǐng)域，一定有其專用的語言。梯形圖編程語言是一種圖形語言，具有繼電器控制電路形象、直觀的優(yōu)點；語句表編程語言類似計算機的匯編語言，用助記符來表示各種指令的功能，是 PLC 用戶程序的基礎(chǔ)元素。程序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功能圖中可以用別的語言嵌套編程。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，它特別適用于開關(guān)量邏輯控制 。梯形圖按邏輯關(guān)系分為“梯級”或網(wǎng)絡(luò)。 圖 PLC 控制的梯形圖程序 功能塊圖這是一種類似與數(shù)學(xué)邏輯門的編程語言， 有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。 指令表 ，是一種與微機的匯編語言中的指令相似的助記符表達式，由指令組成的程序叫做指令表程序或語句表程序。 機構(gòu)文本 ，結(jié)構(gòu)文本是為 IEC11313 標準創(chuàng)建 的一種專用的高級編程語言。 PLC的分類及性能指標 按 I/O 點數(shù)容量分類 小型機（ I/O 點數(shù)小于 256 點） 典型的小型機有 SIEMENS 公司的 S7200 系列。 大型機（ I/O 點數(shù)在 1024 點以上） 典型的大型 PLC有 SIEMENS公司的 S7400、 OMRON公司的 CVM1和 CS1系列。如西門子的 S7200。如西門子的 S7300 和 S7400系列。 I/O點數(shù)越多，外部可以連接 的 I/O 器件就越多，控制規(guī)模就越大。 存儲容量 這里專指用戶存儲器的存儲容量，它決定了用戶所編程序的長短。 掃描速度 掃描速度是指 PL