基于plc的智能交通信号灯控制系统目前

基于plc的智能交通信号灯控制系统目前内容摘要：

寄存器区域。 过程映像，区域的输入映像寄 存器区域 PLC 用来存放输入端点的状态，输出映像寄存器区域 PIQ 用来存放用户程序 OBI 运行的结果。 PLC 输入模块的输出信号状态与传感器信号相对应， 为传感器信号经过，隔离和滤波后的有效信号，开关量输入电路同构传感器的 电平变化，识别开关的通断状态， CPU 存每个扫描周期的开始扫描输入模块，信号状态并将其状态送入输入映像寄存器区域； CPU 根据用户程序中的程序指令来处理传感器信号。 并将处理结果送到输出映像寄存器区域。 PLC 输出模块具有一定的负载驱动能力，在额定负载以内，直接和负载相连，可以驱动相 应的执行器。 CPU 连续执行用户程序、任务的循环序列称为扫描。 如下图所示， CPU 的扫描周期包括读输入、执行程序、处理通信请求、执行 CPU 自诊断测试及写输出等内容。 PLC 可被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备。 它一直周而复始地循环扫描并执行由系统软件规定好的任务。 用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用户程序不运行时， PLC 也在扫描，只不过在一个周期中去除了用户程序和读输入、写输出这几部分内容。 典型的 PLC 在一个周期中可完成以下 5 个扫描过程。 1 自诊断测试扫描过程。 为保证设备的可靠性，及时反应所出现的故 障， PLC 都具有自监视功能。 自监视功能主要由时间监视器完成。 WDT 是一个硬件定时器，每一个扫描周期开始前都被复位。 WDT 的定时可由用户修改，一般在 100～ 200ms 之间。 其它的执行结果错误可由程序设计者通过标志位进行处理。 2 与网络进行通信的扫描过程。 一般小型系统没有这一扫描过程，配有网络的 PLC 系统才有通信扫描过程，这一过程用于 PLC 之间及 PLC 与上位计算机或终端设备之间的通信。 3 用户程序扫描过程。 机器处于正常运行状态下，每一扫描周期内部包换扫描过程。 该过程在机器运行中是可控的，即用 户可以通过软件进行设定。 用户程序的长短，会影响过程所用的时间 . 4 读输入与写输出扫描过程。 机器在正常运行状态下，每一时间。 个扫描周期内都包含这个扫描过程。 该过程在机器运行中是否被执行是可控的。 CPU 在处理用户程序时，使用的输入值不是直接从输入点读取的运算的结果也不直接送到实际输出点，而是在内存中设置了两个映像寄存器：一个为输入映像寄存器，另一个为输出映像寄存器。 用户程序中所用的输入值是输入映像寄存器的值，运算结果也放在输出映像寄存器中。 在输入扫描过程中， CPU 把实际输入点的状态锁入到输入映像寄存器 ；在输出过程中， CPU 把输出映像寄存器的值锁定到实际输出点。 为了现场调试方便，PLC 具有 I/O 控制功能，用户可以通过编程器封锁或开放 I／ O。 封锁 I／ O 就是关闭 I／ O 扫描过程。 在读输入阶段， CPU 对各个输入端子进行扫描，通过输入电路将各输入点的状态锁入输入映像寄存器中。 紧接着转入用户程序执行阶段， CPU 按照先左后右、先上后下的顺序对每条指令进行扫描，根据输入映像寄存器和输出映像寄存器的状态执行用户程序，同时将执行结果写入输出映像寄存器中。 在程序执行期间，即使输入端子状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会 改变―输入端子状态变化只能在下一个工作周期的输入阶段才被集中读入。 在写输出阶段，将输出映像寄存器的状态集中锁定到输出锁存器，再经输出电路传递到输出端子。 由上述分析得出循环扫描有如下特点： 一 扫描过程周而复始地进行，读输入、写输出和用户程序是否执行是可控的。 二 输入映像寄存器的内容是设备驱动的，在程序执行过程中的一个工作周期内输入映像寄存器的值保持不变， CPU 采用集中输入的控制思想，只能使用输入映像积存的值来控制程序的执行。 三 程序执行完后的输出映像寄存器的值决定了下一个扫描周期的 输出值，而在程序执行阶段，输出映像寄存器的值即可以作为控制程序执行的条件，同时又可以被程序修改用于存储中间结果或下一个扫描周期的输出结果。 此时的修改不会影响输出锁存器的现在输出值，这是与输入映像寄存器完全不同的。 四 对同一个输出单元的多次使用、修改次序会造成不同的执行结果。 由于输出映像寄存器的值可以作为程序执行的条件，所以程序的下一个扫描周期的集中输出结果是与编程顺序有关的，即最后一次的修改决定了下一个周期的输出值，这是编程人员要注意的问题。 各个电路和不同的扫描阶段会造成输入和输出的延迟，这是 PLC 的主 要缺点。 各 PLC 厂家为了缩小延迟采取了很多措施，编程人员应对所使用型号的 PLC 的延迟时间的长短很清楚，它是进行 PLC 选型时的重要指标。 2 可编程控制器的技术性能指标。 1 I/O 点数 2 存储容量 3 扫描速度 4 指令系统 5 可扩展性 6 通信功能 3 可编程控制器的组成 如图所示， PLC 与通用计算机没有什么区别，只是一台增强了 I/O 功能的可与控制对象方便连接的计算机。 其完成控制的实质是按一定算法进行 I／ O 变换，并将这个变换物理实现，应用于工业现场。 1 输入寄存器 输入寄存器可按位进行寻 址，每一位对应一个开关量，其值反映了开关量的状态，其值的改变由输入开关量驱动，并保持一个扫描周期。 CPU 可以读其值，但不可以写或进行修改。 图 21. PLC 的组成 2 输出寄存器 输出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一个时间段的输出值 ,而程序循环执行开始时的输出寄存器的值 ,表明的是上一时间段的真实输出值。 在程序执行过程中 ,CPU 可以读其值 ,并作为条件参加控制 ,还可以修改其值 ,而中间的变换仅仅影响寄存器的值。 只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出，即只有最后的修改才 对输出接点的真实值产生影响。 3 存储器 存储器分为系统存储器和用户存储器。 系统存储器存储的是系统程序，它是由厂家开发固化好了的，用户不能更改， PLC 要在系统程序的管理下运行。 用户存储器中存放的是用户程序和运行所需要的资源， I/O 寄存器的值作为条件决定着存储器中的程序如何被执行，从而完成复杂的控制功能。 4 CPU 单元 CPU 单元控制着 I／ O 寄存器的读、写时序，以及对存储器单元中程序的解释执行工作，是 PLC 的大脑。 5 其它接口单元 其它接口单元用于提供 PLC 与其它设备和模块进行连接通信的物理条件。 4 可编程控制器的主要用途 PLC 编程一般采用易于理解和掌握的梯形图语言及面向工业控制的简单指令编制程序，非常形象直观，在了解了 PLC 简单工作原理和它的编程技术后，就可以结合实际需要进行应用设计，进而将 PLC 用语实际控制系统中，此外， PLC还具有使用和编程方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，在实际运用中设施施工周期短等特点，是一种用于工业自动化控制的理想工具。 PLC 诞生后，受到工业界的普遍欢迎，并得到迅速发展，目前，它的应用几乎覆盖了所有工业企业，而且随着 PLC 技术的推广和应用， PLC 将向着标准化，小型化， 模块化及低成本，高功能的方向发展。 32PLC 与一般的计算机的结构相似，由中央处理单元（ CPU），存储器（ MEMERY），输入 /输出（ INPUT/OUTPUT）接口，电源部件外部设备接口等，但由于 PLC 专为工业环境下设计，为了便于接线，扩充功能，操作及维护，它的结构与组成又与一般的计算机系统有所区别。 可编程控制器的应用与发展 可编程控制器 PLC 是以早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。 自 60 年代问世以来， PLC 得到了突飞猛进的发展。 尤其在数据处理，网络通信及与 NCS 等集散系统融合方面有了很大的 进展，可编程控制器已经成为工业自动化强有力的工具。 得到了广泛的普及和推广应用，可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业，随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化，价格低、可靠性高。 在现代工业中的作用更加突出， PLC 可编程控制器是以微处理机为基础发展起。