PLC交通灯的设计说明书.docx

《PLC交通灯的设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC交通灯的设计说明书.docx（17页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、PLC交通灯的设计说明书摘要PLC可编程序控制器是以微处理器为根基，综合了计算机技 术、自动控制技术和通讯技术开展而来的一种新型工业控制 装置。它具有构造简单、编程方便、可靠性高等优点，已广 泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制 器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可 编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的根基 设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支 柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部 定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式信号 灯进展准确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。因 此现在越来越多地将PL

2、C应用于交通灯系统中。同时，PLC本 身还具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局 域网进展统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科X000 | /oo地址指令数据0000 LDX0000001 OUTY0002触点串连指令AND/ANDI、并联指令OR/ORI符号名称4匕月匕梯形图表示操作元件AND 与X, Y, M, T, C,SANDI 与非X, Y,M,T,C,SORX, Y,M,T,C,0RIX, Y,M,T,C,AND、 ANDI指令用于一个触点的串联，但串联触点的数量不限，这两个指令可连续使用。OR、ORI是用于一个触点的并联连接指令。100% X0Y001数据地址

3、指0002LD X001|0030003ANDI X0020004ORX003obo5OUTY0013电路块的并联和串联指令ORB、ANB符号名称功 能 梯形图表示操作元件ORB 块或匚底路块并联连接 无ANB 块与一日至块串联连接 无含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接块， 串联电路块并联连接时，支路的起点以LD或LDNOT指令 开场，而支路的终点要用ORB指令。ORB指令是一种独立 指令，其后不带操作元件号，因此，ORB指令不表示触点, 可以看成电路块之间的一段连接线。如需要将多个电路块并联连接，应在每个并联电路块之后使用一个ORB指令, 用这种方法编程时并联电路块的个数没有限制；

4、也可将所 有要并联的电路块依次写出，然后在这些电路块的末尾集 中写出ORB的指令，但这时ORB指令最多使用7次。将分支电路并联电路块与前面的电路串联连接时 使用ANB指令，各并联电路块的起点，使用LD或LDNOT 指令；与ORB指令一样，ANB指令也不带操作元件，如需 要将多个电路块串联连接，应在每个串联电路块之后使用 一个ANB指令，用这种方法编程时串联电路块的个数没有 限制，假设集中使用ANB指令，最多使用7次。ANBY006X0句X002 003X001X004 型）5地址000000010003ANDX0030004LDIX0040005ANDX0050006ORX0060007ORB

5、0008ANB0009ORX0030010OUTY0064程序完毕指令END符号名称功台匕 月匕梯形图表示操作元件END完毕程庠完毕无0002LDX002在程序完毕处写上END指令，PLC只执行第一步至 END之间的程序，并立即输出处理。假设不写END指令， PLC将以用户存贮器的第一步执行到最后一步，因此，使 用END指令可缩短扫描周期。另外。在调试程序时，可以 将END指令插在各程序段之后，分段检查各程序段的动 作，确认无误后，再依次删去插入的END指令。其他的一些指令，如置位复位、脉冲输出、去除、移 位、主控触点、空操作、跳转指令等，同学们可以参考一 些课外书，在这里我们不详细介绍了。下

6、面同学们可练习由梯形图写出与之对应的助记符 形式的指令。并由后面的GPP软件传输到PLC中， 实时运行。2. 6编程器件一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M 代表辅助继电器，SPM代表专用辅助继电器，T代表定时器， C代表计数器，S代表状态继电器，D代表数据存放器，MOV 代表传输等。第三章梯形图的设计与编程方法3. 1控制要求信号灯受启动及停顿按钮的控制，当按下启动按钮时，信号 灯系统开场工作，并周而复始地循环工作，当按下停顿按钮 时，系统将停顿在初始状态，所有信号灯都熄灭。4. 2控制时序交通灯示意图如图1所示，在东西南北两个方向均安装信号 灯，两个方向各6个灯，分为红、黄、

7、绿三种颜色。工作时 序如图2所示，假设东西向较忙，绿灯时间是南北向的2倍 (40s) o按下起动按钮后，南北向绿灯亮维持20s, 20s后， 南北黄灯闪烁3次，计6S,期间，东西向红灯也亮，并维持 26s; 26s后，东西方向绿灯亮40s,后东西向黄灯闪烁3次， 计6s,期间，南北向红灯也亮，并维持46so接下去周而复始, 直到停顿按钮被按下为止。3. 3硬件及外围元器件根据信号灯的控制要求，所有的器件有：三菱FX系列PLC、 起动按钮SB1、停顿按钮SB2、红黄绿色信号灯各4只，输入/输出端口接线如图3所示。由图可见：起动按钮 SB1接于输入继电器X0端，停顿按钮SB2接于输入继电器xl 端

8、，东西方向的绿灯接于输出继电器Y5端，东西方向黄灯接 于输出继电器Y4端，东西方向的红灯接于输出继电器Y3端， 南北方向绿灯接于输出继电器Y2端，南北方向的黄灯接于输 出继电器Y1,南北方向红灯接于输出继电器Y0。将输出端的 C0M1及COM2用导线相连，输出端的电源为交流220V。如果信 号灯的功率较大，一个输出继电器不能带动两只信号灯，可 以采用一个输出点驱动一只信号灯，也可以采用输出继电器 先带动中间继电器，再由中间继电器驱动信号灯。3. 4 I/O分配表第四章程序设计4. 1梯形图4. 2指令图4. 3流程图4. 4软件设计采用步进梯形指令双流程编程实现，应用并联分支构造，其 状态转移

9、图如图4所示。由图可知，我们把东西和南北方向 信号灯的动作分成两个流程同时起动，分别运行各自的时序 动作，相互之间的配合由统一的时钟进展有机配合，不会出 现过失。现仅以南北方向的动作简单分析一下工作原理，东 西方向工作过程根本一样，在此不再赘述。系统起动时， 利用M8002开机脉冲自动进入X0状态，系统处于等待状态。当启动按钮SB1按下时，xO11接通，Y1和Y4同时起动，Y1使 南北绿灯亮，Y4使东西红灯亮（东西方向以下不分析），xO起 动的同时TO开场计时，20s后利用常开接点的闭合使状态进 入T4,此时Y3和Y5起动，T4使南北黄灯亮，T1计时6s, 6s后 进入T2,在T3状态下，起动

10、C0和T2,此时南北黄灯灭，C0计 数加1, T2时间到时，如果co, J-数不到3次，状态转到T0循 环，如果C0计数到3次，状态转入T4,这样就做到了南北方 向黄灯闪烁3次的要求。南北方向黄灯闪烁3次后，系统进入T4状态，在T4状态下，为下次闪烁作好准备，同时起动Y3和Y5, Y1使南北红灯亮，亮46s后进入X0状态，至此南北方向的一个循环执行完，此时东西方向也应该完成，在两个方向都完成后（必须都完成），又重新进入X0和X11,如此反复工作。在任何时候按下停顿按钮SB2, XI接通，并复位相关状态和计数器，系统自动停顿。第五章设计总结在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里老想 着

11、这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了， 因此消耗在这上面的时间用去很多。我趁着做课程设计的同时也对课本知识有了稳固和加 强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的 理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这 次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于 其在电路中的使用有了更多的认识。经过两个星期的设计里，过程曲折可谓一语难尽。在此 期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开场时的满富激 情到后来汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无 长。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是 很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论 知识与实践相

12、结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社 会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第 一次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程 中发现了自己的缺乏之处，对以前所学过的知识理解得不够 深刻，掌握得不够结实。学化管理.关键词：交通灯PLC程序设计第一章PLC的特点及应用可编程控制器Programmable ControIler是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程 控制器称作可编程逻辑控制器Programmab I e Log i c Control lerX简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻

13、辑控 制。随着技术的开展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑 控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PCo但是为了防止与个人计算机Personal Computer 的 简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。1.2 PLC的特点1可靠性高，抗干扰能力强;2通用性高，使用方便； 3程序设计简单，易学，易懂;4采用先进的模块化构造，系统组合灵活方便;5系统设计周期短；6安装简便，调试方便，维护工作量小；7对生产工艺改变适应性强，可进展柔性生产；1.3 PLC的应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、 电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文 化娱乐等各个行业

14、，使用情况大致可归纳为如下几类。1开关量的逻辑控制这是PLC最 根本、最广泛的应用领域，它取代传统的 继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备 的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印 刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水 线等。2模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、 压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制 器处理模拟量，必须实现模拟量Analog和数字量 Digital之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制o3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的

15、控制。从控制机构 配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和 执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步 进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主 要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机 械、机床、机器人、电梯等场合。4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序, 完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的 调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也 具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制

16、等场合有非常广 泛的应用。5数据处理现代PLC具有数学运算含矩阵运算、函数运算、逻辑 运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能， 可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在 存储器中的参考值比照，完成一定的控制操作，也可以利用 通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处 理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也 可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大 型控制系统。6通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通 信。随着计算机控制的开展，工厂自动化网络开展得很快， 各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网

17、 络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。第二章PLC的构造及原理2. 1 PLC的分类1按plc的构造形式分类：1整体式；2模块式。2按plc的I/O点数分类：1小型256点以下；2中 型256点以上，2048点以下；3大型2048点以上。3按plc功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。2.2 PLC的构造PLC实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件构造 根本上与微型计算机从构造上分，PLC分为固定式和组合式 模块式两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面 板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底 板

18、或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC的根本构造框图如下:承驱动现受控元件2. 3 PLC的工作原理 1. plc的工作方式1输入采样阶段，在此阶段，顺序读入所有输入缎子 通断状态，并将读入的信息存入内存，接着进入程序执行阶 段，在程序执行时，即使输入信号发生变化，内存中输入信 息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能读 入信息。2程序执行阶段：plc对用户程序扫描。3输出刷新阶段：当所有指令执行完毕通过隔离电路, 驱动功率放大器，电路是输出端子向外界输出控制信号驱动夕卜部负载。2.4 PLC汇编语言采用面向控制过程，面向问题，简单直观的plc编写横 语言，常用的有：梯形图

19、，语句表，功能图等。1.梯形图：由继电器控制逻辑演变而来，两者具有一定程 度的相似性，但梯形图编程语言功能更强更方便。主要特点：1自上而下，从左到右的顺序排列，两列垂直线为 母线。每一逻辑行，起使左母线。2梯形图中采用继电器名称，但不是真实物理继电 器称为“软继电器3每个梯级流过的是概念电流，从左向右，其两端 母线设有电源。4输入继电器，用于接入信号，而无线圈，输入继 电器，通过输入接入的继电器，晶体及晶闸管才能 实现。2.语句表：又叫指令表，类似计算机汇编语言形式，用 指令的记助符编程。例：以以以下图是三菱公司的FX2N系 列产品的最简单的梯形图例：IIxoooxooYOOOXO1OEND它

20、有两组1第一组用以实现启动、停顿控制。第二组仅一个END指令，用以完毕程序。梯形图与助记符的对应关系：助记符指令与梯形图指令 有严格的对应关系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予 以表达。一般讲，其顺序为：先输入，后输出含其他处 理；先上，后下；先左，后右。有了梯形图就可将其翻 译成助记符程序。上图的助记符程序为：地址指令变量0000LDXOOO00010RX0100002ANDX0010003OUTYOOO0004END反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图2.5 PLC的根本指令1输入输出指令LD/LDI/OUT下面把LD/LDI/OUT三条指令的功能、梯形图表示形 式、操作元件以列表的形式加以说明：符号功 能梯形图表示 操作元件LD取常开触点与母城族连X, Y,M, T, C, SLDI取反常闭触点与黑片目连X, Y,M, T, C, SOUT输出线圈耳热QY, M,T, C, S,FLD与LDI指令用于与母线相连的接点，此外还可用 于分支电路的起点。OUT指令是线圈的驱动指令，可用于输出继电器、辅 助继电器、定时器、计数器、状态存放器等，但不能 用于输入继电器。输出指令用于并行输出，能连续使 用屡次。