基于plc交通信号灯的控制和设计

基于plc交通信号灯的控制和设计内容摘要：

模块式 PLC由于PLC内框架或基板和各种模块组成。 模拟装在框架或基板的插座上。 这种模块式 PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同模块的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。 大、中型 PLC一般采用模块式结构。 还有一些PLC将整体和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式 PLC。 叠装式 PLC南京工程学院自动化学院自考助学本科毕业设计（论文） 5 其 CPU、电源、 I/O接口等也是各自地理的模块，但他们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。 这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。 2按功能分类 根据 PLC所具有的功能不同，可将 PLC分为抵挡、中 档、高档三类。 （ 1） 抵挡 PLC：具有逻辑运算、定时、计数、 移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少数模拟量输入 /输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。 主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。 （ 2） 中档 PLC:除具有抵挡 PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入 /输出、算术运算、数据传送和比较、数据转移、远程 I/O、子程序、通信联网等功能。 有些还可增设中断控制、 PID控制等功能，适用于复杂控制体统。 （ 3） 高档 PLC：除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特 殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。 高档 PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或机构成分布式网络控制系统，实现共产自动化。 3按 I/O点数分类根据 PLC的 I/O点数的多少，可讲 PLC分为小型、中型和大型三类。 （ 1） 小型 PLC—— I/O点数 256点；单 CPU、 8位或 16位处理器、用户存储器容量 4K字以下。 （ 2） 中型 PLC—— I/O点数 256~2048点；双 CPU，用户存储器容量 2~8K （ 3） 大型 PLC—— I/O点数 2048点；多 CPU， 16位、 32位处理器，用户存储器容量 8~16k 南京工程学院自动化学院自考助学本科毕业设计（论文） 6 第二章 PLC的硬件 和软件的介绍和组成 PLC的基本组成包括中央处理器（ CPU）、存储器、 I/O接口（接入口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等） ,编程器和电源 的组成 1）中央处理器（ CPU） 中央处理器 (CPU)由控制器、运算器和寄存器组成并集成在一个芯片内。 CPU通过数据总线总线、地址总线、控制总线和电源总线与存储器、输入输出接口、编程器和电源相连接。 小型 PLC的 CPU采用 8位或 16位微处理器或单片机，如 803 M68000等，这类芯片价格很低；中型 PLC的 CPU采用 16位或 32位微处理器或单片机，如 80896系列单片机等，这类芯片主要特点是集成度高、运算速度快且可靠性高；而大型 PLC则需采用高速位片式微处理器。 CPU按照 PLC内系统程序赋予的功能指挥 PLC控制系统完成各项工作任务。 存储器 PLC的内部存储器主要用于存放系统程序、用户程序。 系统程序存储器是有 PLC制造厂家编写并固化在系统系统程序存储器中，主要有系统管理程序、用户指令解释程序和功能程序与系统程序调用等部分。 用户存程序存储器 用户程序存储器用于存放用于载入的 PLC应用程序，载入初期的用户程序因需要修改与调试，所以成为用户调试程序，存放在可以随机读写操作的随机存取存储器 RAM内以方便用户修改与调试。 3） I/O接口 输入输出接口是 PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。 PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类型；输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。 晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为 有触点输出型电路，用于低频负载。 4)编程器 编程器作用是将用户编写的程序下载至 PLC的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调试用户程序，监视用户程序的执行过程，显示 PLC状态、内部器件及系统的参数等。 南京工程学院自动化学院自考助学本科毕业设计（论文） 7 编程器有简易编程器和图形编程器两种。 简易编程器体积小，携带方便，但只能用语句形式进行联机编程，适合小型 PLC的编程及现场调试。 图形编程器既可用语句形式编程，又可用梯形图编程，同时还能进行脱机编程。 目前 PLC制造厂家大都开发了计算机辅助 PLC编程支持软件，当个人计算机安装了 PLC编程支持 软件后，可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改，并通过个人计算机和 PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控 PLC运行状态等。 5.)电源 PLC的电源将外部供给的交流电转换成供 CPU、存储器等所需的直流电，是整个PLC的能源供给中心。 PLC大都采用高质量的工作稳定性好、抗干扰能力强的开关稳压电源，许多 PLC电源还可向外部提供直流 24V稳压电源，用于向输入接口上的接入电气元件供电，从而简化外围配置。 PLC的 软件介绍 PLC 实质上是一种工业控制用的专用计算机。 PLC 系统也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 其软件主要有以下几个逻辑部件： （ 1） 继电器逻辑：为适应电气控制的需要， PLC 为用户提供继电器逻辑，用逻辑与或非等逻辑运算来处理各种继电器的连接。 PLC 内部有存储单元有“ 1”和“ 0”两种状态，对应于“ ON”或“ OFF”两种状态。 因此 PLC 中所说的继电器是一种逻辑概念的，而不是真正的继电器，有时也称为“软继电器”与通常的继电器相比有以下特点： 1. 体积小，功耗低 2. 无触点、速度快、寿命长 3. 有无数个触点，使用中不必考虑借点的容量 PLC 一般为用户提供以下集中继电器： 1. 输入继电器（ x）：把现场输入 PLC；同时提供无限多个常开、常闭出点供用户编程使用。 在程序中只有触点没有线圈，信号由外部信号驱动。 编号采用八进制，分别为 X000~X007， X010~X017 等。 2. 输出继电器（ Y） :具备一对物理机电，可以串接在负载回路中，对用物理原件有继电器、晶闸管和晶体管。 外部信号只能直接驱动，只能在程序中用指令驱动。 摆好采用八进制，分别为 Y000~Y017等。 3. 内部继电器（ M）：与外界美欧直接联系，仅作运算的中间结果适用。 有时也成为辅助继电器或中间继电器。 和输出继电器一样，只能由程序驱动。 每个辅助继电器有无限多对常开、常闭触点，南京工程学院自动化学院自考助学本科毕业设计（论文） 8 供编程适用。 地址号按十进制分配，通用型辅助继电器有 M0~M499供 500 点，保持型辅助机电其有 M500~M1023 共 524 点，特殊型辅助继电器有 M8000~M8255 供 157 点。 4. 定时器逻辑： PLC 一般采用硬件定时中断，软件计数的方法来实现定时逻辑功能，定时器一般包括 : 1） 定时条件：控制定时器操作 2） 定时语句：指定所适用的定时器，给出定时设定值 3） 定时器的当前值：记录定时时间 4） 定时继电器：定时器达到设定的时为“ 1” (ON)状态，未开始定时或 定时为达到设定值时为“ 0”（ OFF） 状态。 （ 2）计数器逻辑 PLC 为用户提供了若干计数器：计数器复位信号 R、计数器的计数信号（ CP 单位脉冲）、计数器设定值的记忆单元、计数器当前计数值单元、计数器当前计数值单元，计数继电器，计数器计数达到设定值时为 ON，复位或未计数设定值时为 OFF PLC 的软件组成 PLC 的软件由系统程序和用户程序组成。 系统程序有 PLC 制造厂商设计编写的，并存入 PLC 的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。 系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序 、信息传送程序、监控程序等。 PLC 的用户程序是用户利用 PLC 的编程语言，根据控制要求编制的程序。 在PLC 的应用中，最重要的是用 PLC 的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。 由于 PLC 是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是官大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力， PLC 的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言 PLC 编程语言多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的 PLC 产品采用的编程语言的表达方式也不同，但基本上可归纳两种类型，一是采用。