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plc控制的交通燈論文-閱讀頁

2025-07-09 19:00本頁面
  

【正文】 冗余設(shè)計、掉電保護設(shè)計、故障診斷、和信息保護和恢復(fù)等,提高了MTBF,降低了MTTR,使可靠性得到提高。采用了簡化的編程語言,變成出錯率大大降低。例如,采用軟件過濾;軟件自診斷;簡化編程語言;信息保護和恢復(fù)。2 易操作性著體現(xiàn)在它的操作方便、編程方便、維護方便。編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖、和語句表。擴展的靈活性。 可編程控制器的組成如圖所示,PLC與通用計算機沒有什么區(qū)別,只是一臺增強了I/O功能的可與控制對象方便連接的計算機。1. 輸入寄存器輸入寄存器可按位進行尋址,每一位對應(yīng)一個開關(guān)量,其值反映了開關(guān)量的狀態(tài),其值的改變由輸入開關(guān)量驅(qū)動,并保持一個掃描周期。 圖21. PLC的組成2. 輸出寄存器輸出寄存器的每一位都表明了PLC在下一個時間段的輸出值,而程序循環(huán)執(zhí)行開始時的輸出寄存器的值,表明的是上一時間段的真實輸出值。只有程序執(zhí)行到一個循環(huán)的尾部時的值才影響下一時間段的輸出,即只有最后的修改才對輸出接點的真實值產(chǎn)生影響。系統(tǒng)存儲器存儲的是系統(tǒng)程序,它是由廠家開發(fā)固化好了的,用戶不能更改,PLC要在系統(tǒng)程序的管理下運行。4. CPU單元CPU單元控制著I/O寄存器的讀、寫時序,以及對存儲器單元中程序的解釋執(zhí)行工作,是PLC的大腦。 PLC的工作原理CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。PLC可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。用戶程序只是掃描周期的一個組成部分,用戶程序不運行時,PLC也在掃描,只不過在一個周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分內(nèi)容。自監(jiān)視功能主要由時間監(jiān)視器完成。WDT的定時可由用戶修改,一般在100~200ms之間。 。 。該過程在機器運行中是可控的,即用戶可以通過軟件進行設(shè)定。機器在正常運行狀態(tài)下,每一時間。該過程在機器運行中是否被執(zhí)行是可控的。用戶程序中所用的輸入值是輸入映像寄存器的值,運算結(jié)果也放在輸出映像寄存器中。為了現(xiàn)場調(diào)試方便,PLC具有I/O控制功能,用戶可以通過編程器封鎖或開放I/O。下圖描述了信號從輸入端子到輸出端子的傳遞過程。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段,CPU按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進行掃描,根據(jù)輸入映像寄存器和輸出映像寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序,同時將執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映像寄存器中。在寫輸出階段,將輸出映像寄存器的狀態(tài)集中鎖定到輸出鎖存器,再經(jīng)輸出電路傳遞到輸出端子。(二) 輸入映像寄存器的內(nèi)容是設(shè)備驅(qū)動的,在程序執(zhí)行過程中的一個工作周期內(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,只能使用輸入映像積存的值來控制程序的執(zhí)行。此時的修改不會影響輸出鎖存器的現(xiàn)在輸出值,這是與輸入映像寄存器完全不同的。由于輸出映像寄存器的值可以作為程序執(zhí)行的條件,所以程序的下一個掃描周期的集中輸出結(jié)果是與編程順序有關(guān)的,即最后一次的修改決定了下一個周期的輸出值,這是編程人員要注意的問題。各PLC廠家為了縮小延遲采取了很多措施,編程人員應(yīng)對所使用型號的PLC的延遲時間的長短很清楚,它是進行PLC選型時的重要指標。目前,有很多PLC都可以利用 微型計算機作為編程工具,這時應(yīng)配上相應(yīng)的編程軟件及接口,由于微機的強大功能,使PLC的編程和調(diào)試更為方便。PLC是一種微機控制系統(tǒng),工作原理也與微機相同,但它在應(yīng)用時一般將其等效成輸入,輸出和內(nèi)部控制電路三部分。輸入接線端是PLC與外部的開關(guān),按鈕,傳感器轉(zhuǎn)換信號等連接的端口,每個端子可等效為一個內(nèi)部繼電器線圈,線圈號即輸入接點號,這個由接到輸入端的外部信號來驅(qū)動,其驅(qū)動電源可由PLC的電源部件提供,也可由獨立的交流電源供給,每個輸入繼電器可以有無數(shù)多個內(nèi)部觸電(動合,動斷的形式均可),供用戶設(shè)計PLC的內(nèi)部控制電路時使用。PLC的程序一般用梯形圖表示,而梯形圖是以繼電器控制的電氣原理圖演變而來的,PLC中的動合、動斷觸點、線圈等概念與繼電器控制電路相同,在PLC內(nèi)部還有定時器、技術(shù)器、移位器、內(nèi)部輔助繼電器等。輸出部分作用是驅(qū)動外部負載,在PLC內(nèi)部,有若干能與外部設(shè)備直接相連的輸出繼電器(有繼電器形、雙向硅形,晶體管形等三種形式),它也有無限多個軟件實現(xiàn)的動合,動斷觸點,可在PLC內(nèi)部控制電路中使用,但對應(yīng)每個輸出只有一個硬件的動合觸點與之相連,用以驅(qū)動需要操作的外部負載,外部復(fù)雜的驅(qū)動電源接在輸出公共端(COM)上。PLC一般采用循環(huán)掃描方式工作,在PLC加電后,先進行初始化處理、開始運行之后,串行執(zhí)行器存儲器中的程序。從PLC受到一個輸入信號到PLC向輸出端輸出一個控制信號所需的PLC I/O響應(yīng)時間,一般在設(shè)計系統(tǒng)時都要對此進行一定的考慮。由于它具有編程設(shè)計靈活、速度快、可靠性高、成本低、便于維護等優(yōu)點,所以在實現(xiàn)單機控制、多機群控制、生產(chǎn)流程控制中可以完全取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)。 用于順序控制的PLC編程語言既不同于高級語言,也不同于匯編語言,它是面向現(xiàn)場、面向問題、面向用戶的簡單直觀的程序控制語言。前者可由傳統(tǒng)的繼電器電路變換而來,如梯形圖;后者由機械設(shè)備動作變換而來,如流程圖。在順序控制中應(yīng)用的較為廣泛。對于過程控制的模擬量均采用硬件電路構(gòu)成的PID模擬調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)開、閉環(huán)控制。例如生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力、速度等。PLC設(shè)置有“與”(AND)、“或”(OR)、“非”(NOT)等邏輯指令,根據(jù)外部現(xiàn)場(開關(guān)、按鈕或其它傳感器)的狀態(tài),根據(jù)指定的邏輯進行運算處理后,將結(jié)果輸出到現(xiàn)場的被控對象(電磁閥、電機等)。另外,在PLC中一個邏輯位的狀態(tài)可以無限次的使用,邏輯關(guān)系的修改和變更也十分方便。PLC中有許多可供用戶使用的定時器,其功能類似于繼電器線路中的時間繼電器。程序執(zhí)行時,PLC將根據(jù)用戶用定時器指令指定的定時器對某個操作進行限時或延時控制,以滿足生產(chǎn)工藝的要求。PLC為用戶提供了許多計數(shù)器,計數(shù)器記到某一個數(shù)時,產(chǎn)生一個狀態(tài)信號,利用該狀態(tài)信號實現(xiàn)對某個操作的計數(shù)控制。程序執(zhí)行時,PLC將根據(jù)用戶用計數(shù)器指令指定的計數(shù)器對某個控制信號的狀態(tài)改變次數(shù)進行計數(shù),以完成對某個計數(shù)過程的計數(shù)控制。即在一道工序完成以后,在轉(zhuǎn)步條件控制下,自動進行下一道工序。(5)數(shù)據(jù)處理功能 PLC大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能,可以實現(xiàn)算術(shù)運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、譯碼編碼等操作。(6)回路控制功能 有些PLC具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能,可以方便的完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)。(8)監(jiān)控功能 PLC設(shè)置了較強的監(jiān)控功能,利用編程器或監(jiān)視器,操作人員對PLC有關(guān)部分的運行狀態(tài)進行監(jiān)視。(9)停電記憶功能 PLC內(nèi)部的部分存儲器所使用的RAM設(shè)置了停電保持器件(如備用電池等),以保證存儲器中信息能夠長期保存。PLC電源恢復(fù)后,可以在原工作基礎(chǔ)上繼續(xù)工作。PLC的故障自診斷功能大大提高了PLC控制系統(tǒng)的安全性和可維護性。僅僅將PLC理解為開關(guān)量控制的時代己經(jīng)過去,PLC不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)的廣泛需要,而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體,其功能也日趨完善。另一個是向高速多功能和分布式自動化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。一種自動化產(chǎn)品的競爭力除表現(xiàn)在其技術(shù)上的個性外,更重要的還在于其滿足國際標準化的程度和水平。出廠檢驗時各可編程控制產(chǎn)品的廠家都有相應(yīng)的技術(shù)標準作依據(jù)。但是,這些標準目前只能是統(tǒng)一區(qū)域性的產(chǎn)品,而不能實現(xiàn)全球的統(tǒng)一性。2. CPU處理速度進一步加快 目前PLC的CPU與微型計算機的CPU相比,還處在比較落后的地步,最高的也僅僅處在80486一級。這樣PLC執(zhí)行指令的速度將達到納秒級。 開放性和兼容性是不可分割的而且是相輔相成的概念。當今可編程控制產(chǎn)品種類繁多,加上自動化項目越來越大,致使常常在一個工程項目中出現(xiàn)不同廠家的產(chǎn)品做主從站的現(xiàn)象,這就要求每一廠家的產(chǎn)品族中,都要考慮到和其他廠家產(chǎn)品的兼容性問題。除此之外,同一廠家產(chǎn)品族中的各系列產(chǎn)品兼容性也代表了可編程控制產(chǎn)品的水平。但是工業(yè)的每一領(lǐng)域都有其自己的特點。這樣,適合于某個行業(yè)或某些特殊問題的專用模塊就可以很容易地集成到通用系統(tǒng)中去。 隨著PLC進入過程控制的領(lǐng)域,對PLC可靠性的要求進一步提高。但從根本上來講,系統(tǒng)的可靠性取決于系統(tǒng)單元的可靠程度。MTBF(平均無故障時間)是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標。 根據(jù)分散控制、集中管理的原則,PLC控制系統(tǒng)的I/0模塊將直接安裝在控制現(xiàn)場,通過通信電纜或光纖與主CPU進行數(shù)據(jù)通信。為了滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的控制與管理的需要,PLC將廣泛采用計算機信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù),使PLC系統(tǒng)的生產(chǎn)控制功能和信息管理功能融為一體。 第3章交通燈控制電路的設(shè)計在十字路口,要求東西方向和南北方向各通行35秒鐘,并周而復(fù)始。在東西方向通行時,南北方向的紅燈亮35秒,而東西方向的綠燈先亮30秒后再閃3秒(,)后黃燈亮2秒。PLC還具有功能強,適應(yīng)面廣的特點,現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運算、計時、計數(shù)、順控等功能,數(shù)值運算和數(shù)據(jù)處理等功能。從而受到了大家的認可。我趁著做課程設(shè)計的同時也對課本知識有了鞏固和加強,由于課本上的知識太多,平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能,而且考試內(nèi)容有限,所以在這次課程設(shè)計過程中,我們了解了很多元件的功能,并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。在此期間我們也失落過,也曾一度熱情高漲。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會服務(wù),從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。參考文獻1. 廖常初:PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用,北京機械工業(yè)出版社, 2004:可編程序控制器原理*應(yīng)用*實驗,北京機械工業(yè)出版社,2005 田:電子電路實用抗干擾技術(shù),北京人民郵電出版社,1994:電氣可編程控制原理與應(yīng)用《第二版》,清華大學(xué)出版社,2001
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