plc交通灯的模拟控制设计

plc交通灯的模拟控制设计内容摘要：

的一个字 (16 个 bit)， 因此整个 I/O 映象区可看作两个部分组成：开关量 I/O 映象区，模拟量 I/O 映象区。 系统软设备存储区 除了 I/O 映象区区以外，系统 RAM 存储区还包括 PLC 内部各类软设备 (逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等 )的存储区，该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在 PLC 断电时由内部的锂电池供电，数据不会遗失，后者当 PLC 断电时数据被清零 1) 逻辑线圈 与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统 RAM 存储区中的一个位，但不能直接驱动外设，只供用户在编程中使用，其作用类似于电器控制线路中的继电器，另外不同的 PLC 还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有不同的功能。 2) 数据寄存器 与模拟量 I/O 一样，每个数据寄存器占用系统 RAM 存储区中的一个字 (16bits) ，另外 PLC 还提供数量不的特殊数据寄存器，具有不同的功能。 3) 计时器 4) 计数器 (3) 用户程序存储区 用户程序存储区存放用户编制的用户程序，不同类型的 PLC 其 存储容量各不相同。 （ 三 ） 电源 PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。 如果没有一个良好的可靠得电源系统是无法正常工作的，因此 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视，一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内可以不采取其它措施，而将 PLC 直接连接到交流电网上去。 （四） I/O 模块 PLC 与电气回路的接口，是通过输入输出部分（ I/O）完成的。 I/O 模块集成了 PLC 的I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。 输入模块将电信号变换成数字信号进入 PLC 系统，输出模块相 反。 I/O 分为开关量输入（ DI），开关量输出（ DO），模拟量输入（ AI），模拟量输出（ AO）等模块。 常用的 I/O 分类如下： 7 开关量：按电压水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（ 420mA,020mA）、电压型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 除了上述通用 IO 外，还有特殊 IO 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按 I/O 点数确定模块规格及数量， I/O 模块可多可少，但其最大数受 CPU 所能 管 理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 （五） PLC 系统的其它设备 编程设备：编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。 小编程器 PLC 一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 也就是我们系统的上位机。 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态 软件）充当人机界面非常普及。 PLC 的基本性能指标 可编程控制器的基本性能可用如下八条予以概括： （一） 工作速度 工作速度是指 PLC 的 CPU 执行指令的速度及对急需处理的输入信号的响应速度。 工作速度是 PLC 工作的基础。 速度高了，才可能通过运行程序实现控制，才可能不断扩大控制规模，才可能发挥 PLC 的多种多样的作用。 （二） 控制规模 控制规模代表 PLC 控制能力，看其能对多少输入、输出点及对多少路模拟进行控制。 控制规模与速度有关。 因为规模大了，用户程序也长，执行指令的速度不快，势必延长 PLC循环 的时间，也必然会延长 PLC 对输入信号的响应。 为了避免这个情况， PLC 的工作速度就要快。 所以，大型 PLC 的工作速度总是比小的要快。 （三） 组成模块 PLC 的结构虽有箱体及模块式之分，但从质上看，箱体也是模块，只是它集成了更多的功能。 在此，不妨把 PLC 的模块组成当作所有 PLC 的结构性能。 （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。 （五） 指令系统 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。 8 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。 （ 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。 （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 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 第二章 S7200 编程软件 STEP 7 Micro/ 如何控制程序作业 S7200 在程序的控制逻辑中不断循环，读取和写入数据。 当您将程序下载至 PLC 并将PLC 放置在 RUN（运行）模式时， PLC 的中央处 理器（ CPU）按下列顺序执行程序： S7200 读取输入状态。 存储在 S7200 中的程序使用这些输入评估（或执行）控制逻辑。 当程序经过评估， S7200 将程序逻辑结果存储在称作进程图像输出寄存器的输出内存区中。 在程序结束时， S7200 将数据从进程图像输出寄存器写入至域输出。 重复任务循环。 以下是显示电中继图形与 S7200 关系的简单图形。 在该范例中，启动马达的开关状态与其他输入的状态相结合。 因此，这些状态的计算决定进入启动马达的 传动装置的输出状态。 9 S7200 反复执行一系列任务。 该循环执行任务被称作扫描循环。 如下所示， S7 200 在扫描循环过程中执行大多数或全部下列任务： 1 读取输入： S7200 将实际输入状态复制至进程图像输入 寄存器。 2 在程序中执行控制逻辑： S7200 执行程序的指令，并将数值存储在不同的内存区。 3 处理所有通讯请求： S7200 执行点至点或网络通讯要求的所有任务。 4 执行 CPU 自测试诊断程序： S7200 保证固件、程序内存和所有扩充模块均正常作业。 5 向输出写入：存储在进程图像输出寄存器中的数值被写入实际输出。 扫描循环的执行取决于 S7200 是位于 STOP（停止）模式还是 RUN（运行）模式。 在RUN（运行）模式中，程序被执行；在 STOP（停止）模式中，程序不被执行。 在程序执 行过程中，最好使用进程图像寄存器，而不要直接存取输入或输出。 使用图像寄存器共同扫描开始的所有输入取样会使扫描循环的程序执行阶段的输入数值同步化，并冻结这些数值。 编程语言的形式 最常用的两种编程语言，一是梯形图，二是助记符语言表。 采用梯形图编程，因为它直观易懂，但需要一台个人计算机及相应的编。