【正文】 紅燈亮維持 33s。南北紅燈亮維持 30s 然后東西黃燈閃亮 3s，同時(shí)南北紅燈亮維持 3s 熄滅。這是南北紅燈亮，東西綠燈亮。 (4) 上述動(dòng)作循環(huán)進(jìn)行。 圖 12 交通燈控制系統(tǒng)流程圖 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。PIC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等各不相同，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。 機(jī)型的選擇 我選擇的 PLC 是三菱 FX2N128MR 機(jī)型選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿足要求的情況下，保證可靠、維護(hù)使用方便以及最佳的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮以下幾方面： 1．結(jié)構(gòu)合理 : 對(duì)于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好(維修量較小)的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu) PLC 其他情況則選用模塊式結(jié)構(gòu) PLC。 2．功能合理 : 對(duì)于開關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，對(duì)其控制速度無須考慮，一般的低檔機(jī)就能滿足要求。 對(duì)于以開關(guān)量為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，可選用帶 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)。 對(duì)于控制比較復(fù)雜、控制功能要求高的工程項(xiàng)目，例如要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可視控制規(guī)模及復(fù)雜的程度，選用中檔或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)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(gè)工廠的自動(dòng)化等。 3．機(jī)型統(tǒng)一 : 因?yàn)橥粰C(jī)型的 PLC，其模塊可互為備用．便于備品備件的采購和管理；其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；其外圍設(shè)備通用，資源可共享，配以上位計(jì)算機(jī)后．可把控制各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái) PLC 連成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，相互通信、集中管理。 4．是否在線編程 : PIC 的特點(diǎn)之一是使用靈活。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時(shí)，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。 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(diǎn)是主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU，在編程器上有一個(gè)“編程／運(yùn)行”選擇開關(guān)或按鍵，選擇編程狀態(tài)時(shí)，CPU 將失去對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，只為編程器服務(wù)，這就是所謂的“離線”編程；程序編好后，如選擇運(yùn)行狀態(tài)，CPU 則去執(zhí)行程序而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，這時(shí)，CPU 編程指令按步作出響應(yīng)。此類 PLC，由于編程器和主機(jī)共用一個(gè) CPU,因此節(jié)省了大量的硬件和軟件，編程器的價(jià)格也比較便宜。中、小型 PLC：多采用離線編程。 在線編程的 PLC，其特點(diǎn)是主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU，編程器的 CPU 可以隨時(shí)處理由鍵盤輸入的各種編程指令。主機(jī)的 CPU 則是完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，并在一個(gè)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(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按照新送人的程序控制現(xiàn)場(chǎng)，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(jià)格貴，但應(yīng)用領(lǐng)域較寬。大型 PLC 多采用在線編程。是否在線編程，應(yīng)根據(jù)被控設(shè)備工藝要求的不同來選擇。對(duì)于產(chǎn)品定型的設(shè)備和工藝不常變動(dòng)的設(shè)備，應(yīng)用離線編程的 PLC；反之，可考慮選用在線編程的PLC。 輸入／輸出的選擇 可編程序控制器控制系統(tǒng) I/O 點(diǎn)數(shù)估算 1)控制電磁閥等所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)。由電磁閥的動(dòng)作原理可知，一個(gè)單線圈電磁閥用可編程序控制器控制時(shí)需兩個(gè)輸入及一個(gè)輸出；一個(gè)雙線圈電磁閥需三個(gè)輸入及兩個(gè)輸出；一個(gè)按鈕需一個(gè)輸入；一個(gè)光電開關(guān)需一個(gè)或兩個(gè)輸入；一個(gè)信號(hào)燈需一個(gè)輸出；波段開關(guān)，有幾個(gè)波段就需幾個(gè)輸入；一般情況，各種位置開關(guān)都需占用兩個(gè)輸人點(diǎn)。 2)控制交流電動(dòng)機(jī)所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)。用可編程序控制器控制交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，是以主令信號(hào)和反饋信號(hào)作為可編程序控制器的輸入信號(hào)；以可編程序控制器作為控制器，用它的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件來完成對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的控制。例如，用可編程序控制器控制一臺(tái) Y─△起動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)，一般需占用可編程序控制器的 4 個(gè)輸入點(diǎn)及 3 個(gè)輸出點(diǎn)。用可編程序控制器控制一臺(tái)尊向運(yùn)行的籠型電動(dòng)機(jī)，需占用 4 個(gè)輸入點(diǎn)及一個(gè)輸出點(diǎn)?？刂埔慌_(tái)可逆運(yùn)行的籠型電動(dòng)機(jī)．需 5 個(gè)輸入點(diǎn)及 2 個(gè)輸出點(diǎn)。控制一臺(tái)單向運(yùn)行的變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)，需 5 個(gè)輸入點(diǎn)及 2 個(gè)輸出點(diǎn)。控制一臺(tái)單向運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn)子交流電動(dòng)機(jī)，需 3 個(gè)輸入點(diǎn)及 4 個(gè)輸出點(diǎn)?？刂埔慌_(tái)可逆運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn)子交流電動(dòng)機(jī)．需 4 個(gè)輸入點(diǎn)及 5 個(gè)輸出點(diǎn)。 3)控制直流電動(dòng)機(jī)所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)：晶閘管直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)足直流調(diào)速的主要形式，它采用晶閘管整流裝置對(duì)直流電動(dòng)機(jī)供電。用可編程序控制器控制的直流傳動(dòng)系統(tǒng)中，可編程序控制器的輸入除考慮主令信號(hào)外，還需考慮合閘信號(hào)、傳動(dòng)裝置綜合故障信號(hào)、抱閘信號(hào)、風(fēng)機(jī)故障信號(hào)等?？删幊绦蚩刂破鞯妮敵鲋饕紤]速度指令信號(hào)正向 l～3 級(jí)、反向 1～3 級(jí)、允許合閘信號(hào)、抱閘打開信號(hào)等。一般地一個(gè)用可編程序控制器控制的可逆直流傳動(dòng)系統(tǒng)大約需 12 個(gè)輸入點(diǎn)和 8 個(gè)輸出點(diǎn) 一個(gè)不可逆的直流傳動(dòng)系統(tǒng)需 9 個(gè)輸入點(diǎn)和 6 個(gè)輸出點(diǎn)。表111 是典型傳動(dòng)設(shè)備及電氣元件所需可編程序控制器 I/O 點(diǎn)數(shù)表。此表在實(shí)際確定控制對(duì)象的 I/O 點(diǎn)數(shù)時(shí)有一定的參考價(jià)值。軟元件序號(hào) 軟元件的控制功能M0M1M100M101M102M103M104M105M106Y000整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行啟動(dòng)按鈕整個(gè)控制系統(tǒng)的停止按鈕控制系統(tǒng)自動(dòng)和手動(dòng)切換按鈕南北綠燈手動(dòng)按鈕東西紅燈、南北馬路燈手動(dòng)按鈕南北黃燈手動(dòng)按鈕南北紅燈、東西馬路燈手等按鈕東西綠燈手動(dòng)按鈕東西黃燈手動(dòng)按鈕作為啟動(dòng)置位輸出Y001Y002Y003Y021Y022Y023Y031Y032Y033Y041Y042 Y043 Y51 Y52北方綠燈 輸出 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(diǎn)分配確定 I／O 點(diǎn)數(shù)一般是必須說明的首要問題。估算出被控對(duì)象的 I／O 點(diǎn)數(shù)后，就可選擇點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)目删幊绦蚩刂破鳌／0 點(diǎn)數(shù)是衡量可編程序控制器規(guī)模大小的重要指標(biāo)。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(cè)并轉(zhuǎn)換來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(按鈕、限位開關(guān)、接近開關(guān)等)的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào)，模塊類型分直流 12660V 幾種；交流 115V 和 220V 兩種。由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的遠(yuǎn)近程度選擇電壓的大小。一般 124V 屬低電平，傳輸距離不宜太遠(yuǎn)，例如 5V 的輸入模塊最遠(yuǎn)不能超過 lOm，也就是說，距離較遠(yuǎn)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(diǎn)、64 點(diǎn)，同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般來講，同時(shí)接通點(diǎn)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(qiáng)，傳輸距離也就越遠(yuǎn)。輸出模塊的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號(hào)。對(duì)于開關(guān)頻率高、電感性、低功率因數(shù)的負(fù)載，推薦使用晶閘管輸出模塊，缺點(diǎn)是模塊價(jià)格高，過載能力稍差。繼電器輸出模塊優(yōu)點(diǎn)是適用電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降損失小，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是壽命較短，響應(yīng)速度較慢。輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)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(fù)載電流的額定值。 內(nèi)存估計(jì) 用戶程序所需內(nèi)存容量受到下面幾個(gè)因素的影響：內(nèi)存利用率，開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)，模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)，用戶的編程水平。 用戶程序通過編程器鍵入主機(jī)內(nèi)，最后是以機(jī)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(jī)器語言存放時(shí)所需的內(nèi)存數(shù)是不同的。我們把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語言所需的內(nèi)存字?jǐn)?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(shí)間，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)。 可編程序控制器開關(guān)量輸入輸出總點(diǎn)數(shù)是計(jì)算所需內(nèi)存存儲(chǔ)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(yàn)公式是根據(jù)開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)給出的。 所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量(輸入+輸出)總點(diǎn)數(shù)10 具有模擬量控制的系統(tǒng)就要用到數(shù)字傳送和運(yùn)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(duì)模擬量進(jìn)行讀入、數(shù)字濾波編成子程序使用，這樣會(huì)使所占內(nèi)存大大減少，特別是在模擬量路數(shù)比較多時(shí)，每一路模擬量所需的內(nèi)存數(shù)會(huì)明顯減少。下面給出一般情況下的經(jīng)驗(yàn)公式： 只有模擬量輸入時(shí)：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)100 模擬量輸人輸出同時(shí)存在：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)200 這些經(jīng)驗(yàn)公式的算法是在 lO 點(diǎn)模擬量左右．當(dāng)點(diǎn)數(shù)小于 10 時(shí)，內(nèi)存字?jǐn)?shù)要適當(dāng)加大，點(diǎn)數(shù)多時(shí)，可適當(dāng)減少。 4 程序編寫質(zhì)量 用戶程序優(yōu)劣對(duì)程序長(zhǎng)短和運(yùn)行時(shí)間都有較大影響。對(duì)于同樣的系統(tǒng)，不同用戶編寫的程序可能會(huì)使程序長(zhǎng)短和執(zhí)行時(shí)間差距很大。一般來說，對(duì)仞學(xué)者應(yīng)為內(nèi)存多留一些余量，而對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的編程者可少留一些余量。 綜上所述，推薦下面的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式： 總存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)=(開關(guān)量輸人點(diǎn)數(shù)+開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù))10。模擬量點(diǎn)數(shù)l 50。然后按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的 15％～25％考慮余量。 3 交通燈信號(hào)燈控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)步驟 更具控制任務(wù)要求，可以算出 I/O 點(diǎn)數(shù)。更具輸入輸出點(diǎn)數(shù)及功能要求，選FX2—48MR 型 PC 機(jī)完全滿足控制系統(tǒng)要求?？刂撇襟E：1》按下啟動(dòng)按鈕，南北綠燈開始亮，設(shè)定時(shí)間為 30s，同時(shí)東西紅燈亮 30s。 2》南北綠燈亮 30s 后熄滅，南北黃燈亮，時(shí)間設(shè)定為 3s，且閃爍亮，同時(shí)東西紅燈亮，時(shí)間為 3s。 3》東西紅燈亮 33s 后熄滅，東西綠燈亮，時(shí)間設(shè)定為 30s，同時(shí)南北紅燈亮，時(shí)間為 30s。 4》東西綠燈熄滅后東西黃燈亮，時(shí)間設(shè)定為 3s，且閃爍，同時(shí)南北紅燈亮 3s。 5》南北紅燈亮 33s 后熄滅。 6》南北紅燈亮的同時(shí)南北馬路等亮綠燈，時(shí)間也為 33s。東西紅燈亮的同時(shí)東西馬路等亮綠燈，時(shí)間為 33s。 7》緊接著南北綠燈亮，時(shí)間為 30s，同時(shí)東西紅燈亮，這樣循環(huán)運(yùn)行。 4 PLC 與觸摸屏的在線模擬PLC 是專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，它使用了可以編程的記憶單元來存儲(chǔ)指令，執(zhí)行數(shù)學(xué)的和邏輯的運(yùn)算，并通過數(shù)字輸入輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。但是作為一個(gè)控制設(shè)備，單獨(dú)用它構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)有其局限性，主要表現(xiàn)為，無法顯示各種實(shí)時(shí)圖形，無法顯示漢字和打印漢字報(bào)表，無法大量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，沒有良好的用戶界面。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，組態(tài)軟件的出現(xiàn)彌補(bǔ)了 PL