基于plc的十字路口交通灯控制系统设计论文

基于plc的十字路口交通灯控制系统设计论文内容摘要：

图 13 表 14 （ 2） 触点串连指令（ AND/ANDI）、并联指令（ OR/ORI） 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。 地址 指令 数据 0000 LD X000 0001 OUT Y000 符号（名称） 功 能 梯形图表示 操作元件 AND（与） 常开触点串联连接 X， Y， M， T， C,S ANDI（与非） 常闭触点串联连接 X， Y， M， T， C,S OR（或） 常开触点并联连接 X， Y， M， T， C， S ORI（ 或非） 常闭触点并联连接 X， Y， M， T， C， S 基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计 8 表 15 X001 X002 Y001 X003 图 14 （ 3） 电路块的并联和串联指令（ ORB、 ANB） 表 16 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 无 ANB（块与） 电路块串联连接 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 指令开始，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；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，若集中使 用 ANB 指令，最多使用 7 次。 地址 指令 数据 0002 LD X001 0003 ANDI X002 0004 OR X003 0005 OUT Y001 基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计 9 ANB X000 X002 X003 Y006 X001 X004 X005 ORB X006 X003 图 15 表 17 （ 4） 程序结束指令 （ END） 地 址 指 令 数 据 0000 LD X000 0001 OR X001 0002 LD X002 0003 AND X003 0004 LDI X004 0005 AND X005 0006 OR X006 0007 ORB 0008 ANB 0009 OR X003 0010 OUT Y006 基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计 10 表 18 （ 4） 程序结束指令（ END） 在程序结束处写上 END 指令， PLC 只执行第一步至 END 之间的程序，并立即输出处理。 若不写 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。 符号（名称） 功 能 梯形图表示 操作元件 END（结束） 程序结束 无 结束 基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计 11 2. 设计的主要内容 （ 1） 交通信号灯的控制要求 （ 2） 交通信号灯的控制时序 （ 3） PLC 应将控制 电路设计 （ 4） 交通信号灯程序设计过程 （ 5） 交通信号灯的 PLC 程序 因为是交通灯的单片机控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。 假设一个十字路口为东西南北走向。 然后转状态 1 南北红灯，东西绿灯通车。 过一段时间转状态 2 东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北仍然红灯。 再转状态 3，南北绿灯通车，东西红灯。 过一段时间转状态 4，南北绿灯灭，闪几次黄灯，东西仍然红灯。 最后循环至状态 1。 基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计 12 3. PLC 控制系统设计概要 设计的基本原则和内容 我们在学习了 PLC 的大量相关知识后，要能够把其运用在实际设计当中。 当然，要设计经济、 可靠、简洁的 PLC 控制系统，需要丰富的专业知识和实际的工作经验。 所以我们首先要了解 PLC 控制系统的设计原则和内容。 （ 1） PLC 控制系统设计的基本原则 ① 最大限度地满足被控对象的控制要求； ② 保证控制系统的高可靠、安全； ③ 满足上面条件的前提下，力求使控制系统简单、经济、实用和维修方便； ④ 选择 PLC 时，要考虑生产和工艺改进所需的余量。 （ 2） PLC 控制系统设计的基本内容 ① 选择合适的用户输入设备、输出设备以及输出设备驱动的控制对象； ② 分配 I/O，设计电气接线图，考虑安全措施； ③ 选择适合系 统的 PLC； ④ 设计程序； ⑤ 调试程序，一个是模拟调试，一个是联机调试； ⑥ 设计控制柜，编写系统交付使用的技术文件，说明书、电气图、电气元件明细表。 ⑦ 验收、交付使用。 设计的步骤和实现过程 （ 1） PLC 控制系统设计的一般步骤 ① 对于复杂的控制系统，最好绘制编程流程图，相当于设计思路； ② 设计梯形图； ③ 程序输入 PLC 模拟调试，修改，直到满足要求为止； ④ 现场施工完毕后进行联机调试，直至可靠地满足控制要求； ⑤ 编写技术文件； ⑥ 交付使用。 因为没有实际的操作实地及经验，所以只能用 以书面形式的理论来表述。 但 我们在设计流程图时，也要遵循以下过程： ① 分析生产工艺过程； ② 根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，分配 I/O； ③ 选择 PLC； ④ 设计 PLC 接线图以及电气施工图； ⑤ 程序设计和控制柜接线施工。 基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计 13 具体的设计步骤框图如图 31 所示。 图 31 控制系统设计步骤框图 分析控制要求 确定 I/O 设备 选择 PLC 分配 I/O、设计电气图 编写流程图 设计梯形图 编制程序清单 输入程序并检查 调试满足 N Y 联机调试 满足 N N 编制技术文件 交付使用 设计控制柜 现场连接 基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计 14 （ 2） PLC 控制系统执行程序的过程及特点 PLC 执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。 ① 输入采样阶段 在输入采样阶段 ， PLC 以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入 映像 寄存器被刷新。 接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入 映像 寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。 ② 程序执行阶段 在程序执行阶段， PLC 对程序按顺序进行扫描执行。 若程序用梯形图来表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序进行。 当遇到程序跳转指令时，则根据跳转条件是否满足来决定程序是否跳转。 当指令中涉及到输入、输出状态时， PLC 从输入映 像寄存器和元件 映像 寄存器中读出，根据用户程序进行运算，运算的结果再存入元件映象寄存器中。 对于元件 映像 寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。 ③ 输出刷新阶段 程序执行完毕后，进入输出处理阶段。 在这一阶段里， PLC 将输出映象寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。 因此， PLC 在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。 当 PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。 这方式称为集中采样 ，即在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。 在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。 在一个扫描周期内，只在输出刷新阶段才将输出状态从输出 映像 寄存器中输出，对输出接口进行刷新。 在。