PLC交通灯设计

1、第一章PLC的特点及应用1.1概述31.2 PLC勺特点2PLC勺应用4第二章PLC的结构及原理62.1 PLC勺分类62.2 PLC勺结构62.3 PLC勺工作原理72.4 PLCT编语言72.5 PLC勺基本指令9PLC通灯毕业设计编程器件13第三章梯形图的设计与编程方法133. 1控制要求133. 2控制时序133. 3PLC通灯毕业设计硬件及外围元器件1434I/O分配表15第四章程序设计164. 1PLC通灯毕业设计梯形图164. 2PLC通灯毕业设计指令图1821213软件设计第五章PLC通灯毕业论文设计总结谢辞22参考文献22第一章PLC的特点及应用1.1概述可编程控制器(Pro

2、grammableController)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(ProgrammableLogicController)，简称PLG它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，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PC但是为了避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLG1.2PLC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采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便；5系统设计周期短；6安装简

3、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；1.3PLC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，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最基本、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

4、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。3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。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

5、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较，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。数据处理一般用丁大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用丁过程控制系统，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

6、PLC通信含PLC问的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，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的结构及原理PLC的分类1按plc的结构形式分类：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。PLC的结构PLC实质是一种专用丁工业控制的计算机其硬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PLO

7、WSCPUS、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、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。按钮稗开关畦开关电源PLC的基本结构图1-1PLC控制系统示意图接触器电磁阀指示灯电源2.3PLC的结构1. PLC的硬件2. PLC的物理结构PLC的物理结构：整体式、模块式I/OLED状态LED系统错误/诊断（SF/DIAG）RUN（运行）STOP（停止）可选卡插槽存储器卡时钟卡通信口前盖下面有模式选择开关（RUN/STOP）模拟电位器扩展端口接线端子排用于在DIN导轨上安装的卡子电池卡CPU模块中的存储器

8、存储器分类与特点：RAMROMEPROMEEPROM2.1.2 I/O模块内部电路PLC图2-3输入电路继电器内部电路PLC图2-4继电器输出电路图2-5场效应管输出电路l.plc的工作方式2.2.1用触点和线圈实现逻辑运算101M与b)或nFR.由E/知I-380VI_100H1-OIJ.0IQOsn10210：IQ4与或非Q0.0=I0g(MQ0.1=10.2+1030.2=11410,0IG.1撰L010.2103Q0.110Q0.2000_00001010G1110100101111111图2-6基本逻辑电路表24逻辑运算关系表停止2.2.2PLC的操作模式RUN模式执行用户程序，“R

9、UNLED亮。STOP模式不执行用户程序，可将用户程序和硬件设置信息下载到TERM端）模式与通信有关。CPU模块上的模式开关在RUN©置时，上电自动进入RUN莫式。PLGPC-PLC之间建立起通信连接后，若模式开关在RUN®TER侦置，可用编程软件中的命令改变CPU的工作模式。2.2.3PLC的工作原理RUN置中断程序的处理与立即I/O指令可提高响应速度。阳SB20.11L02-OAC220VOnDC24V0(1KNIFR_rH_L+输入处理通信请求自诊断检查改写输出输入q程映像息存器1。1|II"II输出过程映像寄存器QooII=ntai即林载-JQftO图2-

10、9PLC外部接线图与梯形图Q0.0（I0.1Q0.0）I02外部输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为ON（1状态），梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开。梯形图中Q0.0的线圈“通电”，对应的硬件继电器的常开触点闭合，接在标号为0.0的端子的外部负载工作。2.4PLC编程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，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

11、理继电器称为“软继电器”）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。3 ）输入继电器，用丁接入信号，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：乂叫指令表，类似计算机汇编语言形式，用指令的记助符编程。例:下图是西门子公司的S7-200系列产品的最简单的梯形图例：II它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END旨令，用以结束程序。梯形图与./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，而梯形图的连线乂可把指令的顺序予以体现。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

12、记符程序。上图的助记符程序为：反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图2.5PLC的基本指令1输入输出指令（LD/LDI/OUT）卜面把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:操作元件,Y,MT,C,S,Y,MT,C,S符号功能梯形图表示|11_LD（取）常开触点与母线相连XLDI（取反）常闭触点与母线相连XOUT（输出）线圈驱动LY,MT,C,S,FLD与LDI指令用丁与母线相连的接点，此外还可用丁分支电路的起点。OUT指令是线圈的驱动指令，可用丁输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、状态寄存器等，但不能用丁输入继电器。输出指令用丁并行输出,能连续

13、使用多次。乂0°0I丫000C地址指令数据0000LDX0000001OUTY0002触点申连指令（AND/AND】、并联指令（OR/OR）符号（名称）功能梯形图表示操作元件AND（与）常开触点申联连接IIf成，Y,MT,C,SANDI（与非）常闭触点申联连接一III成,丫，MT,C,SOR（或）常开触点并联连接TX,丫，MT,C,SORI（或非）常闭触点并联连接X,丫，MT,C,SAND、ANDI指令用丁一个触点的申联，但申联触点的数量不限，这两个指令可连续使用。OR、ORI是用丁一个触点的并联连接指令。X001Xpp2丫甲1°地址指令数据0002LDX001X00300

14、03ANDIX0020004ORX0030005OUTY003电路块的并联和申联指令（ORBANB符号（名称）功能梯形图表示操作元件ORB（块或）电路块并联连接匚n无ANB（块与）电路块申联连接TH无含有两个以上触点申联连接的电路称为“申联连接块”，申联电路块并联连接时，支路的起点以LD或LDNOT旨令开始，而支路的终点要用ORB旨令。ORB指令是一种独立指令，其后不带操作兀件号,因此，ORB指令不表小触点，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旨令，用这种方法编程时并联电路块的个数没有限制；也可将所有要并联的电路块依次写出，然后在这些

15、电路块的末尾集中写出ORB勺指令，但这时ORB旨令最多使用7次。将分支电路（并联电路块）与前面的电路申联连接时使用ANB指令，各并联电路块的起点，使用LD或LDNOT旨令；与ORB旨令一样，ANBjf令也不带操作元件，如需要将多个电路块申联连接，应在每个申联电路块之后使用一个ANB®令，用这种方法编程时申联电路块的个数没有限制，若集中使用ANB旨令，最多使用7次。ANB000X003Y006X006IIX003地址指令数据0000LDX0000001ORX0010002_LD_X0020003ANDX0030004LDIX0040005ANDX00500060007000800090

16、010ORX006ORBANBORX003OUTY0064程序结束指令（END符号（名称）功能梯形图表示操作元件END（结束）程序结束结无在程序结束处写上END旨令，PLC只执行第一步至EN时间的程序，并立即输出处理。若不写EN朗旨令，PLC将以用户存贮器的第一步执行到最后一步，因此，使用END®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ENDJW令。其他还有一些指令，如置位复位、脉冲输出、活除、移位、主控触点、空操作、跳转指令等。由梯形图写出与之对应的助记符形式的指令。并由后面的GP啾件传输到PLC中

17、，实时运行。2.6PLC交通灯毕业设计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代表数据寄存器，MOV；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止按钮的控制，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，绿灯时间是南北向的2倍(40s)。按下起动

18、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，直到停止按钮被按下为止。交通灯示意图Y120$渺山图2交通灯工作时序3.3PLC交通灯毕业设计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F麻列PLG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SB倏丁输入继电器X0端，停止按钮SB*丁输入继电器xl端，东西方向的绿灯接丁输出继电器Y嘲，东西方向黄灯接丁输出继电器

19、Y醐，东西方向的红灯接丁输出继电器Y3®,南北方向绿灯接丁输出继电器Y狒，南北方向的黄灯接丁输出继电器Y1,南北方向红灯接丁输出继电器Y0。将输出端的COM1COM2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问继电器，再由中问继电器驱动信号灯。3.4I/O分配表第四章程序设计4.1PLC交通灯毕业设计梯形图Q如12HlMlXD12IITl-II1L10SUB3TsubKBUDO匚IPeo<C10EC321-flTOTC2JIDOM310Dl01011DOP1L110

20、E5MLSJJ-E5KL6heKICflM加hotRKOdloiMCJU¥C01LieL26L?2：如T2uTDT3CO；r<TOD1OCK5席K3W02KZO?rn?T5TO05DL'Jl4.2PLg通灯毕业设计指令图0LDX0111PLSHl3LDX0124PLSM26Mi7ORTI28mtLO11LLX01312ORX01413OUTCIOK327616MOVC2DI21LD泅皿22CUPCiDOMIO29LDH1030SUEDODIDIO37LDMl238STJBDI1)0nil45LDM800046CZIPDiOK5Ml353CMPDllK5Ml660LDM6

21、0O261MOVKlOOD10066MOVKlOOD皿71WIHl572ANDT873ADDD100K10D1008011SUBDI01K10D10187LDIHl888ANDT889ADDD101K1OD1O196LDT3ZR5TDOMl102LDXOCIO103ORHO104AMIX001105OUTIIO106LDIIO107HP5108LDITO105ORT2110ANB111OUTYOD1112HPP113OUTY004114ANIT8115OUTTOrioo11RLDTO119ANIT312CAMICO121OUTT2K6124LDT2125OUTT3K6128LDT3129OUT

22、COK3132LDCO133MP313-4AMTT4135OUTY002136MFF137UTT建K2O140LDT尊11orrrVO03142MPS143LD工TS144OP.T714SANB146OUTYOOS1-47MFF148OUTT5D101151LDT5152AXJIT7153AMTCl154OUTT6K6157LDTG153OUTT7K6181LDT7162OUTClK3165LDCl166MPS166MPS167AMIT8168OUTY006169MPP170OUTT8K40173LDT8174ZRSTCOCl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

23、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行有机配合，不会出现差错。现仅以南北方向的动作简单分析一下工作原理，东西方向工作过程基本相同，在此不再赘述。系统起动时，利用M800洲机脉冲自动进入X。犬态，系统处于等待状态。当启动按钮SB傲下时，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），x0起动的同时TCM始计时，20s后利用常开接点的闭合使状态进入T4,此时Y痢丫5起动，T4使南北黄灯亮，T1计时6s,6s后进入T2,在T3犬态下，起动CO3T2,此时南北黄灯灭，CN数

24、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CN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Y3ffiY5,Y1使南北红灯亮，亮46s后进入X0犬态，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），乂重新进入X诉日X11,如此反复工作。在任何时候按下停止按钮SB2XI接通，并复位相关状态和计数器，系统自动停止。第五章PLC交通灯毕业论文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，因此耗费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巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课问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。从开始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