毕业论文基于plc设计的交通灯(编辑修改稿)

毕业论文基于plc设计的交通灯(编辑修改稿)内容摘要：

的为简易编程器，多只接受助记将编程，个别的也可用图形编程（如日本东芝公司的 EX 型可编程控制器）。 复杂一点的有图形编程器，可用梯形图语编程。 有的还有专用的计算机，可用其它高级语编程。 编程器除了用于编程，还可对系统作一些设定，以确定 PLC 控制 第 13 页共 83 页 方式，或工作方式。 编程器还可监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况，以进行 PLC 用户程序的调试。 监控设备：小的有数据监视器，可监视数据；大的还可能有图形监视器，可通过画面监视数据。 除了不能改变 PLC 的用户程序，编程器能做的它都能做，是使用 PLC 很好的界面。 性能好的 PLC，这种外部设备已越来越丰富。 存储设备：它用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失。 这些设备，如存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器。 而为实现这些存储，相应的就有存卡器、磁带机、软驱或 ROM 写入器，以及相应的接口部件。 各种 PLC 大体都有这方面的配套设施。 输入输出 设备：它用以接收信号或输出信号，便于与 PLC 进行人机对话。 输入的有条码读入器，输入模拟量的电位器等。 输出的有打印机、编程器、监控器虽也可对 PLC 输入信息，从 PLC 输出信息，但输入输出设备实现人机对话更方便，可在现场条件下实现，并便于使用。 随着技术进步，这种设备将更加丰富。 外部设备已发展成为 PLC 系统的不可分割的一个部分。 它的情况，当然是选用 PLC 必须了解的重要方面，所以也应把它列为 PLC 性能的重要内容。 （四） 内存容量 PLC 内存有用户及系统两大部分。 用户内存主要用以存储用户程序，个别的还将其中的一 部分划为系统所用。 系统内存是与 CPU 配置在一起的。 CPU 既要具备访问这些内存的能力，还应提供相应的存储介质。 用户内存大小与可存储的用户程序量有关。 内存大，可存储的程序量大，也就可进行更为复杂的控制。 从发展趋势看，内存容量总是在不断增大着。 大型 PLC 的内存容量可达几十 k，以至于一百多 k。 系统内存对于用户，主要体现在 PLC 能提供多少内部器件。 不同的内部器件占据系统内存的不同区域。 在物理上并无这些器件，仅仅为 RAM。 但通过运行程序进行使用时，给使用者提供的却实实在在有这些器件。 内存器件种类越多，数量越多， 越便于 PLC 进行种种逻辑量及模拟控制。 它也是代表 PLC 性能的重要指标。 PLC 内部器件有： I/O 继电器，或称映射区。 它与 PLC 所能控制的 I/O 点数及模拟量的路数直接相关。 内部继电器数，有的称为标志位数，代表着 PLC 的内部继电器数。 它与 I/O 继电器区相联系着，有时与后者相联系进行处理。 内部 第 14 页共 83 页 继电器多，便于 PLC 建立复杂的时序关系，以实现多种多样的控制要求。 一般讲，内部继电器数比 I/O 继电器要多得多。 有的内部继电器还可丢电保持，即它的状态（ ON 或 OFF）、 PLC 丢电后，靠内部电池仍予以保持。 再上电 后可继续丢电前的状态。 保持继电器可增强 PLC 控制能力，特别对记录故障，故障排除后恢复运行，更显得有用。 定时器，可进行定时控制。 定时值可任意设定。 定时器有多少，设定范围有多大，设定值的分辨率又是多少，这些都代表定时器件的性能。 计数器，可进行计数，到达某设定计数值可发送相应信号。 可进行什么样的计数，计数范围多大，怎么设定，有多少计数器，则是 PLC 计数器性能的代表指标。 数据存储区，用以存储工作数据。 多以字、两字或多字为单位予以使用，是 PLC 进行模拟量控制，或记录数据所必不可少的。 这个存储区的大小代表 PLC 的性能也是越大越好。 趋势也是越来越大。 小型机也如此。 如日本 OMRON公司的 CQM1机，其 DM区就有 6k字。 而过去同是小型机的 C60P的 DM 区才 64 个字。 大型机的 DM 可达 10K 以至几十 K。 此外还有其它一些内部器件，了解某 PLC 性能时，也都必须掌握它。 内部器件也是 PLC 指令的操作数，不弄清楚是无法编程的。 （五） 指令系统 PLC 有多少条指令，各条指令又具有什么功能，是了解与使用 PLC 的重要方面。 你不懂 PLC 指令怎么编程，没有程序， PLC 又怎么工作。 PLC 的指令越来越多，越来越丰富。 功能很强的 指令，综合多种作用的指令日见增多。 PLC 的指令繁多，但主要的有这么几种类型： 基本逻辑指令，用于处理逻辑关系，以实现逻辑控制。 这类指令不管什么样的 PLC 都总是有的。 数据处理指令，用于处理数据，如译码，编码，传送、移位等等。 数据运算指令，用于进数据的运算，如十、一、 X、 /等，可进行整形数计算，有的还可浮点数运算；也可进行逻辑量运算，等等。 流程控制指令，用以控制程序运行流程。 PLC 的用户程序一般是从零地址的指令开始执行，按顺序推进。 但遇到流程控制指令也可作相应改变。 流程控制指令也较多，运用得好 ，可使程序简练，并便于调试与阅读。 状态监控指令，用以监视及记录 PLC 及其控制系统的工作状态，对提高 PLC 控制系统的工作可靠性大有帮助。 第 15 页共 83 页 当然，并不是所有的 PLC 都有上述那么多类的指令，也不是有的 PLC仅有上述几类指令。 以上只是指出几个例子，说明要从哪几个方面了解PLC 指令，从中也可大致看出指令的多少及功能将怎样影响 PLC 的性能。 除了指令，为进行通讯， PLC 还有相应的协议与通讯指令或命令，这些也反映了 PLC 的性能。 （六） 支持软件 为了便于编制 PLC 程序，多数 PLC 厂家都开发有关计算机支持软件。 从本质上讲， PLC 所能识别的只是机器语言。 它之所以能使用一些助记符语言、梯形图语言、流程图语言，以至高级语言，全靠为使用这些语言而开发的种种软件。 助记符语言是最基本也是最简单的 PLC 语言。 它类似计算机的汇编语言， PLC 的指令系统就是用这种语言表达的。 这种语言仅使用文字符号，所使用的编程工具简单，用简易编程器即可。 所以，多数 PLC 都配备有这种语言。 梯形图语言是图形语言，它用类似于继电器电路图的符号表达 PLC实现控制的逻辑关系。 这种语言与符号语言有对应关系，很容易互相转换，并便于电气工程师了解与熟悉 ，故用得很普遍，几乎所有的 PLC 都开发有这种语言。 由于它是用图形表达，小的编程器不好使用它，得有较大的液晶画面的编程器，才能使用它。 多数是在计算机对 PLC 编程时，才使用这种语言。 流程图语言，它也是图形语言，不过所用的符号不与电气元件符号相似，而与计算机用的流程图符号相似，便干计算机工作人员了解与熟悉。 流程图语言与符号语言也有一一对应关系，只是它对应的符号语言与梯形图的对应不一样。 熟悉计算机而又未从事过一般电气工作的人员，乐于用这种语言对 PLC 编程。 日本 OMRON 公司开发的 F 系列机就是使用这种语言。 梯 形图与流程图混合语言。 这种语言，梯形图与流程图两者兼用，可使PLC 程序结构化。 它用流程图把 PLC 程序划分成若干结构块，并规范块间的逻辑联系。 用梯形图再确定块中的种种量间的逻辑关系。 这种混合语言有不同的实现方法，而且多用于大型的 PLC 的编程 高级语言， PLC 编程也可以使用高级语言，如 BASIC、 C 语言等。 可以在 DOS，也可在 WINDOWS 平台上运行。 关键在于要把用高级语言编写的程序转换成助记符语言，或直接转换成 PLC 所能识别的机器语言。 从根本上讲，只要能实现这个转换的，什么高级语言都可以。 而编写这个转 第 16 页共 83 页 换的软 件工作量很大，当然应由有关厂家开发与提供。 当前不少 PLC 厂家已有提供。 如 GE－ FANAC 的 PLC 就提供有可用 C 语言编程的软件。 再前进一步，从理论上讲使用自然语言编程也是完全可能的。 只是要下力气去开发，以及市场有这个需要。 支持软件不仅编制 PLC 程序需要，监控 PLC 运行，特别是监视 PLC所控制的系统的工作状况也需要。 所以，多数支持编程的软件，也具有监视 PLC 工作的功能。 此外，也有专用于监控 PLC 工作的软件，它多与 PLC 的监视终端连用。 有的 PLC 厂家或第三方厂家还开发了使用 PLC 的组态软件，用以实现计算机对 PLC 控制系统监控，以及与 PLC 交换数据。 PLC的用户也可基于 DOS或 WINDOWS平台开发用于 PLC控制系统的应用软件，以提高 PLC 系统自动化及智能化水平。 这方面的软件已日益受到重视。 总之，为了用好 PLC， PLC 的支持软件越来越丰富，性能也越来越好，其界面也越来越友好，也因此，它的情况如何，已成为评判 PLC 性能的指标之一。 （七） 可靠控制 为使 PLC 能可靠工作，在硬件与软件两个方面 PLC 厂家都采取了很多措施，对一些特殊可靠要求的 PLC，还有相应的特殊的措施，如热备、冗余等等。 这在介绍 PLC 的特点时已作了叙述。 可靠措施的目的是增加PLC 平均故障间隔时间、 MTBF（ MeanTimeBetweenFailure）及减少 PLC 的平均修复时间、 MTTR（ MeanTimeToRepair），以提高 PLC 的有效度 A（ Availability）。 A=MTBF/(MTBF+MTTR) 式中 A有效率 MTBF平均故障间隔时间 MTTR平均修复时间 当然， A 值越大越好，它可使 PLC 系统得到充分的利用，是为什么要使用 PLC 的重要指标。 而从上式可知， MTBF 越大， MTTR 越小，则 A 越大。 所以， PLC 的可靠措施都是围绕提高 MTBF 及 MTTR 值进行的。 鉴于可靠工作是 PLC 的重要特点，至关重要，故有关提高 MTBF 及降低 MTTR 的措施如何，以及 PLC 的 MTBF 与 MTTR 值也成为 PLC 性能的重要指标。 （八） 经济指标 第 17 页共 83 页 以上七条讲的都是 PLC 的技术性能。 其实，使用 PLC，还要考虑经济指标。 经济是基础，经济上不合算，不能带来经济效益，使用 PLC 也就没有基础。 所以，这个指标也是重要的。 经济指标最简单的就是看价格。 一般讲，同样技术性能的 PLC，价格低其经济指标就好 此外，还要看供货情况，供货不及时 ，影响使用，价格即使低，也不一定就好；看技术服务，资料不全，用户出现问题得不到技术支持也不好。 对经济指标还要作综合分析，要看使用了 PLC 能否带来效益，然后，再分析使用哪家的 PLC 效益更好些。 PLC 的分类及应用领域 可编程控制器类型很多，可从不同的角度进行分类： （一） 按控制规模分 控制规模主要指控制开关量的入、出点数及控制模拟量的模入、模出，或两者兼而有之（闭路系统）的路数。 但主要以开关量计。 模拟量的路数可折算成开关量的点，大致一路相当于 8～ 16 点。 依这个点数， PLC 大致可分为微型机 、小型机、中型机及大型机、超大型机。 微型机控制点仅几十点，如德维森公司的 V80 系列 PLC 本体从 16 点到 40 点， OMRON 公司的 CPM1A 系列 PLC，西门子的 Logo仅 10 点。 小型机控制点可达 100 多点。 如如德维森公司的 V80 系列 PLC 可扩展到 256 点， OMRON 公司的 C60P 可达 148 点， CQM1 达 256 点。 德国西门子公司的 S7200 机可达 64 点。 中型机控制点数可达近 500 点，以至于千点。 如德维森公司的 PPC11 系列可扩展到 1024 点， OMRON 公司 C200H 机普通配置最多可达 700 多点，C200Ha机则可达 1000多点。 德国西门子公司的 S7300机最多可达 512点。 大型机：控制点数一般在 1000 点以上。 如如德维森公司的 PPC22 系列可扩展到 2048 点， OMRON 公司的 C1000H、 CV1000，当地配置可达 1024点。 C2020H、 CV2020 当地配置可达 2048 点。 超大型机：控制点数可达万点，以至于几万点。 如美国 GE 公司的 90－ 70 机，其点数可达 24000 点，另外还可有 8000 路的模拟量。 再如美国莫迪康公司的 PC－ E984785 机，其开关量具总数为 32k（ 32768），模拟量有 2048 路。 西门子的 SS－ 115U－ CPU945，其开关量总点数可达 8k，另外还可有 512 路模拟量。 等等。 以上这种划分是不严格的，只是大致的，目的是便于系统的配置及使用。 第 18 页共 83 页 一般讲，根据实际的 I/O 点数，凡落在上述不同范围者，选用相应的机型，性能价格比必然要高；相反，肯定要差些。 自然，也有特殊情况。 如控制点数不是非常之多，不是非用大型机不可，但因大型机的特殊控制单元多，可进行热备配置，因而采用了大型机。 （二） 按结构划分 PLC 可分为箱体式及模块式两大类。 微型机、小型机多为箱体式的，但从发展趋势看 ，小型机也逐渐发展成模块式的了。 如 OMRON 公司，原来小型机都是箱体式，现在的 CQM1 则为模块式的。 箱体的 PLC 把电源。