fx2n系列plc控制十字交通灯信号设计毕业设计(编辑修改稿)

fx2n系列plc控制十字交通灯信号设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

其输出部分主要实现阻抗匹配、功率放大、波形矫正等功能，在一些场合下， 仿真信号也需要与现场电气隔离 ，但仿真信号的隔离比数字信号要复杂的多，用于数字信号的光电隔离因线性度较差而不能用来隔离仿真信号，因此仿真信号常常采用成本较高的隔离放大器来实现电气隔离。 PLC 中的电源一般有三类 : (1)+5V、 177。 15V 直流电源：供 PLC 中 TTL 芯片和集成运放使用。 (2)供输出接口使用的高压大电流的功率电源。 (3)锂电池及其充电电源。 PLC 一般使用的是 AC 220V 电源，也可使用 DC 24V 供电。 编程器是 PLC 重要的外部设备，是人机对话的窗口，它可将用户程序输入PLC 的存储器内，还可用于检 查程序、修改程序，编程器还用于监视 PLC 的工作 状态。 编程器一般分为简易型和智能型两类。 2 PLC的软件系统 用于控制 PLC 本身的运行。 主要 由系统管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块组成，供系统调用。 它是有 PLC 的使用者编织的，用于控制被控制 装置的运行。 的工作原理 1PLC 的工作方式 PLC 采用循环扫描方式。 即从用户程序的第一条指令开始执行，在无中断或跳转的情况下，顺序扫描到结束符后再返回第一条指令，如此周而复始地不断循环。 其扫描过程如图 所示，当 PLC处于 STOP 状态时，只完成内部处理和通信操作，只有当 PLC 处于 RUN 状态时， PLC 才会继续向下进行输入处理、程序执行和输出处理阶段，这三个阶段完成进入下一个扫描过程。 在此阶段， PLC 检查 CPU 模块的硬件是否正常，复位监视定时器 ，以及完成一些其他内部工作。 在此阶段， PLC 与一些智能模块通信，响应编程器键入的命令更新编程器的显示内容等，当 PLC 处于停止状态时，只进行内容处理和通信操作等内容。 输入处理也叫输入采样。 在此阶段顺序读入所有输 入端子的通段状态，并将读入的信息存入对应的映像寄存器，在输入映像寄存器被刷新，接着进入程序的执行阶段。 根据 PLC 梯形图程序扫描原则，按选左后右，先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。 但遇到程序跳转指令，则更具跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。 若用户程序涉及到输入输出状态时， PLC 从输入映像寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映像寄存器读出对应映像寄存器的当前状态，根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关器件寄存器中。 5 输出处理 程序执行完毕后，将输出映像寄存器，即元件映 像寄存器中的 Y 寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通关隔离电路，驱动 功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。 2PLC 的扫描周期 PLC 全过程扫描一次所需要的时间成为扫描周期，它的长短与用户程序的长度、 I/O 点数及 CPU 的处理通讯过程等因素都有关系。 由于 PLC 是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入法生了变化，输入状态映像寄存器的内容也不会变化，要等下一周期的输入处理阶段才能改变。 输入映像寄存器中的输入信号，要等到一个周期循环结束后， CPU 才会将这项输出信号全部送给输出锁存器。 因 此输入输出的状态保持一个扫描周期变，故需要脉冲输入的宽度必须要大于一个扫描周期。 一般输入采样和输出刷新只要 12ms,扫描时间主要由用户程序 决定，一般为 1100ms。 3 PLC 的 I/O 滞后时间 输入 /输出滞后时间又称系统响应时间，是指 PLC 输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由于输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。 输入模块的 RC 滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声，消除因外 接输入点动作时才是的 抖动引起的不良影响，滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为 10ms 左右。 输出模块的滞后时间与模块的类型有关，继电器型输出电路的滞后时间一般在 10ms 左右；双向晶闸 管型输出电路在负载通电时的滞后时间约为 1ms负载由通电到断电时的周瑜打滞后时间为 10ms；晶体管型输出电路的滞后时间一般在 1ms 一下 由扫描工作方式引起 的滞后时间最长可达到两个多扫描周期。 PLC 总的响应延迟时间一般只有几十毫秒，对于一般的系统是无关紧要的要求输入输出信号之间的滞后时间尽量短的系 统，可以选用扫描速度快的PLC 或采取其他措施。 的编程语言 PLC 的编程语言可分为两大类；图形化编程语言和文本化编程语言。 图形化编程语言有梯形图（ LD））语言、顺序功能图 (SFC)语言、功能块图（ FBD）语言；文本化编程语言包括：指令表（ IL）语言和结构文本（ ST）语言。 1 梯形图编程语言（ LD） 梯形图编程语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一中程序设计语言。 采用梯形图编程语言，程序采用梯形图的形式描述，这种编程语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果，没个梯级是一个因果关系，在梯级中，描 述事件发生的条件表示在左边事件发生的结果表示在后面。 梯形图编程语言是最常用的一种编程语言，它来源于继电器逻辑控制系统的描述。 在工业过程控制领域，电气技术人员对这种有逻辑控制技术发展而来的梯形图深为喜爱，使之得到了广泛的应用。 梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器逻辑控制技术相一致，对电气技术人员来说，易于掌握和学习。 2 顺序功能图语言（ SFC） 顺序功能图语言具有图形表达方式，能较简单和清除地描述并发系统和复杂系统的所有现象，并能对系统中的死锁、不安全等反常现 象进行分析和建模，在模型的基础上能直接编程，所的到了广泛应用。 顺序功能图语言的特点是 :以功能为主线，条理清除，便于对程序操作的理解和沟通； 对大型的程序可分工设计，采用较灵活的程序结构，可节省程序设计时间和调试时间；常用语系统规模较大，程序关系复杂的场合。 3 功能块图语言（ FBD） 功能块图语言是采用功能模块来表示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。 它有若干个输入端和输出端，通关软连接的方式，分别连接到 所需的其他端子，完成所需的控制运算或控制功能。 功能模块可以分为不同的类型，在同一种类型中 ，也可能因功能参数的不同而使功能或应用范围有所差别，例如， 输入端的数量、输入 信号的类型等的不同使它的范围不同。 由于采用软连接的方式进行功能模块之间及功能模块与外部端子的连接，因此控制方法的更改、信号连接的替换等操作可以很方便实现。 功能块图语言的特点是：功能模块是用图形化的方法描述功能，它的直观性大大方便了设计人员的编程和组态，有较好的易操作性；对控制规模较大、控制关系复杂的系统，由于控制功能的关系可以较清楚地表达出来，编程和组态时间可以缩短，调试时间也随之减少；由于每种功能模块需要占用一定的程序内存，故这 种设计语言在大中型可编程控制器中才被采用。 4 指令表语言（ IL） 指令表语言是一种低级语言，与汇编语言很相似，它可以用来描述功能、功能块和程序的行为，还可以在顺序功能流程图中描述动作和转变行为。 指令表语言用于调用，如有条件和无条件地调用功能块和功能，还能执行赋值以及在区段内执行有条件或无条件的转移。 指令表语言不但简单易学，而且非常容易实现，不通过编译就可以下载到 PLC。 其他语言如功能块图语言、结构化文本语言等都可以转换为指令表语言。 指令表语言具有下列特点：采用助记符来表示操作功能，容易记忆，便于掌握；在编程器的键盘上采用助记符来表示，便于操作；可在无计算机的场合进行编程设计，与梯形图有一一对应关系。 5 结构文本语言（ ST） 结构文本语言是用 结构化的描述语句来描述程序的一种编程语言，它是一种类似于高级语言的编程语言。 在大中型的可编程序控制器系列中，常采用结构文本语言来描述控制系统中各个变量之间运算关系。 大多数制造厂商采用的结构文本语言与 BASIC 语言、 Pascal 语言、 C 语言等高级语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种 类等方面进行了简化。 结构文本语言具有的特点：采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算；需要有一定的计算及高级程序设计语言的知识和编程技巧，对编程人员的技能要求较高，直观性和易操作性等性能较差；在采用其他语言较难实现的编程中，常采用该编程语言进行编程。 的基本指令 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。