十字路口交通灯控制系统的plc程序设计_毕业设计(编辑修改稿)

十字路口交通灯控制系统的plc程序设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

闪或关灯状态；发生以下故障（黄灯故障、通信故障、检测器故障等），信号机应能够在功能降级的情况下继续运行。 信号机能对所有在运行期间采集的故障信息进行存储记录。 在发现故障时，应能能上传故障信息。 信号机采用循环覆盖的方式记录故障信息 ，能对故 障记录信息进行人工清除。 所存储的信息应能在信号机查看，也可在指挥中心上显示、查阅。 除此之外还应具备时间设置、紧急情况处理、即具体情况手动控制等功能。 在紧急情况下，设置交通灯状态为： 全红：东南西北所有方向禁止通行。 南北红、东西绿：南北方向禁行。 东西方向通行。 南北绿、东西红：南北方向通行；东西方向禁行。 10 第一章 PLC 的特点及应用 概述 可编程控制器（ Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ Programmable Logic Controller），简称 PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。 随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称 PC。 但是为了避免与个人计算机（ Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称 PLC。 长期以来，PLC 始终处于电气自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与 DCS 和工业 PC 形成了三足鼎力之势，同时， PLC 也承受着来自其他技术产品的冲击，尤其是工业 PC 所带来的冲击。 目前，全世界 PLC生产厂家约 200 家，生产 300 多种产品。 国内 PLC 市场仍以国外产品为主，如三菱， GE， AB， OMRON 的产品。 经过多年的发展，国内 PLC 生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规范的生产能力和品牌产品，可以说 PLC 在我国尚未形成制造生产业化。 在 PLC 应用方面，我国是很活跃的，应用的行业也很广，专家估计， 20xx 年 PLC 的国内市场销量为 1520 万套，约 25— 35 亿元人民币，年增长率约为 20%。 预计到 20xx 年全国 PLC 需求量将达到 25万套 左右，约 35— 45 亿元人民币。 PLC 市场反映了全世界制造业的状况， 20xx 后大幅度下滑。 但是，按照 Automation Research Corp 的预测，尽管全球经济下滑， PLC 市场 将会复苏，估计全球 PLC 市场在 20xx 年为 76 亿美元，到 20xx 年底将回到 76亿美元，并继续略微增长。 微型化、网络化、 PC 化和开放性是 PLC 未来发展的主要方向。 在基于 PLC 自动化的早期， PLC 体积大而且价格昂贵。 但是最近几年，微型 PLC 已经出现，价格只有几百欧元，随着软 PLC 控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软 PLC 组态软 件和 PCbased 控制的市场份额将逐步达到增长。 当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是 Ether 技术的扩展， PLC也不例外。 现在越来越多的 PLC 供应商开始提供 Ether 接口。 可以相信， PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业 PC 的控制系统。 11 PLC 的特点 1 可靠性高，抗干扰能力强； 2 通用性高，使用方便 ； 3 程序设计简单，易学，易懂； 4 采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便； 5 系统设计周期短； 6 安装简便，调试方便，维护工作量小； 7 对生产工艺改变适应性强 ，可进行柔性生产； PLC 的应用 目前， PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1 开关量的逻辑控制 这是 PLC 最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2 模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位 和速度等都是模拟量。 为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（ Analog） 和数字量（ Digital）之间的 A/D 转换及 D/A 转换。 PLC 厂家都生产配套的 A/D和 D/A 转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 12 3 运动控制 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 世界上各主要 PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人 、电梯等场合。 4 过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机， PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。 PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。 大中型 PLC 都有 PID 模块，目前许多小型PLC 也具有此功能模块。 PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 5 数据处理 现代 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的 采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。 数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 6 通信及联网 PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。 随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各 PLC 厂商都十分重视 PLC 的通信功 能，纷纷推出各自的网络系统。 新近生产的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 13 第二章 PLC 的结构及原理 PLC 的分类 1 按 plc 的结构形式分类： 1）整体式； 2）模块式。 2 按 plc 的 I/O 点数分类： 1）小型 256 点以下； 2）中型 256 点以上， 2048点以下； 3）大型 2048 点以上。 3 按 plc 功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。 PLC 的结构 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机 从结构上分， PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。 固定式 PLC 包括 CPU板、 I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整 体。 模块式 PLC 包括 CPU 模块、 I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 PLC 的基本结构框图如下： 接受 驱动 现场信号 受控元件 PLC 的工作原理 的工作方式 1）输入采样阶段，在此阶段，顺序读入所有输入缎子通断状态，并将读入的信息存入内存，接着进 入程序执行阶段，在程序执行时，即使输入信号发生变化，内存中输入信息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能读 输入接口部件 中央处理单元 CPU 板 电 源 部 件 接口部件输出 14 入信息。 2） 程序执行阶段： plc 对用户程序扫描。 3）输出刷新阶段：当所有指令执行完毕通过隔离电。