AgvkziPLC交通灯大学设计

1、作者：PanHongliang封面仅供个人学习生活需要游戏，但不能游戏人生；生活需要歌舞，但不需醉生 梦死；生活需要艺术，但不能投机取巧；生活需要勇气，但不能鲁 莽蛮干；生活需要重复，但不能重蹈覆辙.一无名摘要PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了汁算机技术、自动控制技术和 通讯技术发展而来地一种新型工业控制装置它具有结构简单、编程方便、可靠 性高等优点，已广泛用于工业过程和位置地自动控制中据统讣，可编程控制器是 工业自动化装置中应用最多地一种设备.专家认为,可编程控制器将成为今后工 业控制地主要手段和重要地基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生 产地三大支柱.由于P

2、LC具有对使用环境适应性强地特性，同时其内部定时器资 源十分丰富，可对U询普遍使用地“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路 口地控制可方便地实现.因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中.同 时,PLC本身还具有通讯联网功能，将同一条道路上地信号灯组成一局域网进行 统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理.关键词：交通灯PLC程序设计目录第一章PLC地特点及应用1.1概述可编程控制器(Programmable Controller)是讣算机家族中地一员，是为工业控 制应用而设计制造地早期地可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Control

3、ler)，简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻 辑控制.随着技术地发展，这种装置地功能已经大大超过了逻辑控制地范圉，因此, 今天这种装置称作可编程控制器，简称PC.但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)地简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC.1.2 PLC地特点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采用先进地模块化结构,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，可进行柔性生产；1.3 PLC地应用目前,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

4、车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用悄况大致可归纳 为如下儿类.1开关量地逻辑控制这是PLC最基本、最广泛地应用领域，它取代传统地继电器电路，实现逻辑控 制、顺序控制，既可用于单台设备地控制，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，有许多连续变化地量，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)之间地A/D转换及D/A转换.PLC厂家都生产配套地A/D和D/A 转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制

5、.3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动地控制.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，现在一般使用专用地运动控制 模块如可驱动步进电机或伺服电机地单轴或多轴位置控制模块世界上各主要 PLC厂家地产品儿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、流量等模拟量地闭环控制.作为工业控制计算 机,PLC能编制各种各样地控制算法程序，完成闭环控制.PID调节是一般闭环控 制系统中用得较多地调节方法大中型PLC都有PID模块，U前许多小型PLC也具 有此功能模块.PID处理一般是运行专用地PID子程序.过程

6、控制在冶金、化工、 热处理、锅炉控制等场合有非常广泛地应用.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、排疗:、查表、位操作等功能，可以完成数据地采集、分析及处理.这些 数据可以与存储在存储器中地参考值比较，完成一定地控制操作，也可以利用通 信功能传送到别地智能装置，或将它们打印制表.数据处理一般用于大型控制系 统，如无人控制地柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工 业中地一些大型控制系统.6通信及联网PLC通信含PLC间地通信及PLC与其它智能设备间地通信.随着讣算机控制 地发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视

7、PLC地通信功能，纷 纷推出各自地网络系统.新近生产地PLC都具有通信接口，通信非常方便.第二章PLC地结构及原理2. 1 PLC地分类1按P1C地结构形式分类：1）整体式；2）模块式.2按pic地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pic功能分类：抵挡型，中挡型，高档型.2.2 PLC地结构plc实质是一种专用于工业控制地计算机其硕件结构基本上与微型计算机 从结构上分,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地整体.模块 式PLC包括

8、CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以 按照一定规则组合配置.PLC地基本结构框图如下:接受现场信号2. 3 PLC地工作原理1. plc地工作方式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，并将读入地信息存入内存，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地输入釆样阶段才能读入信2）程序执行阶段：pic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外部负载.2. 4 PLC汇编语言采用面向控制过程，面向问题，简单直观地P1

9、C编写横语言,常用地有：梯形图, 语句表，功能图等.1. 梯形图：山继电器控制逻辑演变而来,两者具有一定程度地相似性，但梯 形图编程语言功能更强更方便.主要特点：1）自上而下，从左到右地顺序排列，两列垂直线为母线.每一逻辑行， 起使左母线.2）梯形图中釆用继电器名称,但不是真实物理继电器称为“软继电器”3）每个梯级流过地是概念电流，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，通过输入接入地 继电器，晶体及晶闸管才能实现.2. 语句表：乂叫指令表，类似计算机汇编语言形式，用指令地记助符编程.例： 下图是三菱公司地FX2X系列产品地最简单地梯形图例：X000X

10、010END它有两组，第一组用以实现启动、停止控制.第二组仅一个END指令，用以 结束 程序.梯形图与助记符地对应关系：助记符指令与梯形图指令有严格地对应关系, 而梯形图地连线乂可把指令地顺序予以体现.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.上图地助记符程序为：地址指令变量0000LDxooo0001ORX0100002ANDX0010003OUTY0000004END反之根据助记符,也可画出与其对应地梯形图2. 5 PLC地基本指令1输入输出指令（LD/LDI/OUT）下面把LD/LDI/OUT三条指令地功能、梯形图表示

11、形式、操作元件以列表地形式加以说明：符号功能梯形图表示操作元件LD （取） 常开触点与母线相连 HI- X,Y,M,T,C,SLDI （取反）常闭触点与母线相连X, Y, M, T, C, SOUT （输出）线圈驱动LOY,M, T, C, S, FLD与LDI指令用于与母线相连地接点，此外还可用于分支电路地起点OUT指令是线圈地驱动指令,可用于输出继电器、辅助继电器、定时器、 讣数器、状态寄存器等，但不能用于输入继电器.输出指令用于并行输出, 能连续使用多次.地址惜令数据0000LDX0000001OUTY0002触点串连指令（AND/ANDI）、并联指令（OR/ORI）符号（名称）功能梯形

12、图表示操作元件AND （与）常开触点宙联连接X, Y, M, T, C, SANDI （与非）常闭触点串联连接斗AX, Y, M, T, C, SOR （或）常开触点并联连接斗卜X, Y, M, T, C, S0RI （或非）常闭触点并联连接船X, Y, M, T, C, SAND、ANDI指令用于一个触点地串联，但串联触点地数量不限，这两个指令 可连续使用.OR、0RI是用于一个触点地并联连接指令.地址指令数据0002LDX0010003ANDIX0020004ORX0030005OUTY0013电路块地并联和吊联指令（ORB、ANB）符号（名称）功 能 梯形图表示操作元件ORB （块或）电

13、路块并联连接 二；二L无ANB （块与）电路块串联连接 in无含有两个以上触点吊联连接地电路称为“吊联连接块”，申联电路块并联连 接时，支路地起点以LD或LDNOT指令开始，而支路地终点要用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 看成电路块之间地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地个数没有 限制；也可将所有要并联地电路块依次写出，然后在这些电路块地末尾集中 写出ORB地指令，但这时ORB指令最多使用7次.将分支电路（并联电路块）与前面地电路串联连接时使用ANB指令，各

14、 并联电路块地起点，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地个数没有限制，若集中使用 ANB指令，最多使用7次.ANBX002X003TlIHX001Y006X004 X005(I 一X003地址指令数据0000LDX0)01/10003ANDX0030004LDIX0040005ANDX0050006ORX0060007ORBANB0009ORX0030010OUTY0060008LDX0020001ORX00100024程序结束指令（END）符号（名称）功能梯

15、形图表示操作元件END （结束）程序结朿结朿在程序结束处写上END指令,PLC只执行第一步至END之间地程序，并立即输 出处理.若不写END指令,PLC将以用户存贮器地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，分段检查各程序段地动作，确认无误后，再依次删去插入地 END指令.其他地一些指令,如置位复位、脉冲输出、清除、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.下面同学们可练习由梯形图写出与之对应地助记符形式地指令.并由 后面地GPP软件传输到PLC中，实时运行.2. 6编程器件

16、一般情况下,X代表输入继电器,Y代表输出继电器代表辅助继电器,SPH 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 寄存器,MOV代表传输等.第三章梯形图地设计与编程方法3. 1控制要求信号灯受启动及停止按钮地控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作，并周 而复始地循环工作，当按下停止按钮时，系统将停止在初始状态，所有信号灯都熄 灭.3. 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.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 向地2倍(40s).按下起动按钮后，南北向绿灯亮维持20s, 2

17、0s后,南北黃灯闪烁3次, 1I-6S,期间，东西向红灯也亮，并维持26s； 26s后，东西方向绿灯壳40s,后东西向黃 灯闪烁3次，计6s,期间，南北向红灯也亮,并维持46s。接下去周而复始，直到停止 按钮被按下为止.33硬件及外围元器件根据信号灯地控制要求，所有地器件有：三菱FX系列PLC、起动按钮SB1、停止按钮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，停止按钮SB2接于输入继电器xl端，东西方向地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，东西方向地红灯接于输出继电器Y3端，南北方 向绿灯接于输岀继电器

18、Y2端，南北方向地黄灯接于输出继电器Y1,南北方向红灯 接于输岀继电器Y0将输出端地C0M1及COM2用导线相连,输岀端地电源为交流 220V.如果信号灯地功率较大，一个输出继电器不能带动两只信号灯，可以采用一 个输岀点驱动一只信号灯,也可以采用输岀继电器先带动中间继电器，再山中间 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，应用并联分支结构，其状态转移图如图4所示. 山图可知，我们把东西和南北方向信号灯地动作分成两个流程同时起动，分别运 行各自地时序动作，相互之间地配合山统一地时钟进行有机配合

19、，不会出现差错. 现仅以南北方向地动作简单分析一下工作原理，东西方向工作过程基本相同，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,x011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起动地同时TO开始计时,20s后利用常开接点 地闭合使状态进入T4,此时Y3和Y3起动，T4使南北黃灯亮,Tlil时6s, 6s后进入T2, 在T3状态下，起动CO和T2,此时南北黄灯灭,CO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CO计数到3次，状态转入T4,这样就

20、做到了南北方 向黃灯闪烁3次地要求南北方向黃灯闪烁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YN Y1使南北红灯壳，壳46s后进入X0状态，至 此南北方向地一个循环执行完，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），乂重新进入X0和XII，如此反复工作在任何时候按下停止按钮SB2, XI接通，并复位相关状态和计数器，系统自动停 止第五章设计总结在设讣过程中，经常会遇到这样那样地情况,就是心里老想着这样地接法可以行 得通，但实际接上电路,总是实现不了，因此耗费在这上面地时间用去很多.我趁着做课程设计地同时也对课本知识有了巩固和加强，山于课本上地知识

21、 太多，平时课间地学习并不能很好地理解和运用各个元件地功能,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地功能，并且对于其在电 路中地使用有了更多地认识.经过两个星期地设计里，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.从开始时地满富激情到后来汗水背后地复杂心情，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地，只有理论知识是远远不 够地，只有把所学地理论知识与实践相结合起来.从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从 而提高自己地实际动手能力和独立思考地能力在设计地过程中遇到问题，可以说得是困难重 重，这毕竟第一次做，难免会

22、遇到过各种齐样地问题,同时在设计地过程中发现了自己地不足 之处，对以前所学过地知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固.谢辞当我以学子地身份踏入大学校门地那天起，便已注定我将在这里度过人生中 最美丽地青春年华.提笔写下“谢辞”，我才惊觉自己即将真正离开，人生亦从此 展开新地画卷.尽管不舍，却更珍惜，因为我地生命中有那么多可爱地人值得感激. 他们使我地大学生活充满了色彩，无论收获、遗憾,对我来说都是一笔宝贵地财 畐.三年地大学生活不知不觉中就要结束了，在这段难忘地生活中，有我许多美 好地回忆.在这份大学地最后一页里，首先感谢党、感谢学院给我们提供这个能自 我展示地平台，感谢我们地指导教师，李佐平、李建

23、兰老师,你们从一开始地论文 方向地选定，到最后地整篇文论地完成，都非常耐心地对我进行指导给我提供了 大量数据资料和建议，告诉我应该注意:地细节问题，细心地给我指出错误,修改论 文谢谢我们班主任老师，从大一到大二是你地悉心教导、孜孜不倦我们才能顺利 地完成学业.我要感谢在我二年地学习中无私传授我知识地各位老师，是你们将 自己宝贵地财富无私地奉献给了我们，让我们能在学业上有所成绩；是你们让我 倍感教师职业地伟大，交给我们知识，乂不忘教育我们如何做人！在此，我还要感 谢寝室地兄弟们在我完成论文地过程中给予我地帮助和鼓励，也是他们陪我度过 这三年地生活.参考文献1. 廖常初主编.PLC基础及应用 北京

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