城市主干到十字路口交通灯PLC控制系统.doc

1、目 录前言 1 绪论 1.1 交通信号灯的作用与研究意义 .1.2 PLC 的产生与发展 .1.3 PLC 的发展趋势 .1.4 PLC 的应用领域 .1.5 PLC 在我国的应用 .1.6 设计总结 .2 可编程控制器的介绍 2.1 可编程控制器的主要功能和工作特点 2.2 可编程控制器的工作特点 .2.3 可编程控制器的基本机构 2.4 可编程控制器的工作原理 .3 PLC 指令系统介绍 3.1 PLC 指令系统概述 .3.2 PLC 指令系统介绍 .4 十字路口交通灯 PLC 控制器的设计 4.1 十字路口交通灯 PLC 控制系统的控制要求 4.2 十字路口交通灯布置图 .4.3 系统控

2、制流程图 .4.4 控制系统梯形图 .4.5 控制系统指令表 .5 结论 5.1 难点分析 .5.2 调试错误与修改方法 .5.3 PLC 智能化控制交通灯的方法 .5.4 收获与体会 .致 谢 信 参考文献 Abstract 附录 城 市 主 干 到 十 字 路 口 交 通 灯 PLC 控 制 系 统摘 要随 着 社 会 经 济 的 发 展 ， 城 市 交 通 问 题 越 来 越 引 起 人 们 的 关 注 。 人 、 车 、 路 三 者 关 系 的协 调 ， 已 成 为 交 通 管 理 部 门 需 要 解 决 的 重 要 问 题 之 一 。 城 市 交 通 控 制 系 统 是 用 于 城

3、市 交 通数 据 监 测 、 交 通 信 号 灯 控 制 与 交 通 疏 导 的 计 算 机 综 合 管 理 系 统 ， 它 是 现 代 城 市 交 通 监 控 指挥 系 统 中 最 重 要 的 组 成 部 分 。 随 着 城 市 机 动 车 量 的 不 断 增 加 ， 如 何 采 用 合 适 的 控 制 方 法 ， 最 大 限 度 利 用 好 耗 费 巨 资修 建 的 城 市 高 速 道 路 ， 缓 解 主 干 道 与 匝 道 、 城 区 同 周 边 地 区 的 交 通 拥 堵 状 况 ， 越 来 越 成 为交 通 运 输 管 理 和 城 市 规 划 部 门 亟 待 解 决 的 主 要 问

4、题 。 本 文 就 城 乡 交 通 灯 模 拟 控 制 系 统 的 电路 原 理 、 设 计 计 算 和 实 验 调 试 等 问 题 来 进 行 具 体 分 析 讨 论 。 实 现 路 口 交 通 灯 系 统 的 控 制 方法 很 多 ， 可 以 用 标 准 逻 辑 器 件 、 可 编 程 序 控 制 器 PLC、 单 片 机 等 方 案 来 实 现 。 其 中 本 人对 PLC 较 熟 悉 ， 最 终 我 选 择 了 用 可 编 程 的 控 制 器 PLC 来 实 现 系 统 功 能 的 设 计 ， 完 成 本 次课 设 的 题 目 。 关 键 字 PLC 交 通 灯 程 序 报 告 设 计

5、2010 机械设计制造及其自动化毕业设计第 页 共 29 页前言可 编 程 控 制 器 （ PLC） 是 在 计 算 机 技 术 、 通 信 技 术 和 继 电 器 控 制 技 术 的 发 展 基 础 上 开发 出 来 的 ， 现 已 广 泛 应 用 于 工 业 控 制 的 各 个 领 域 。 它 以 微 处 理 器 为 核 心 ， 用 编 写 的 程 序 进行 逻 辑 控 制 、 定 时 、 计 数 和 算 术 运 算 等 ， 并 通 过 数 字 量 和 模 拟 量 的 输 入 /输 出 来 控 制 机械 设 备 或 生 产 过 程 。如 今 ， PLC 在 我 国 各 个 工 业 控 制

6、领 域 中 的 应 用 越 来 越 广 泛 。 在 就 业 竞 争 日 趋 激 烈 的 今天 ， 掌 握 PLC 设 计 和 应 用 是 从 事 工 业 控 制 研 发 技 术 人 员 必 须 掌 握 的 一 门 专 业 技 术 。PLC 的 学 习 比 一 般 编 程 学 习 困 难 的 地 方 就 在 于 ， 要 完 成 一 个 控 制 系 统 不 仅 需 要 掌 握 一定 的 编 程 技 术 ， 更 为 重 要 的 是 要 知 道 如 何 针 对 实 际 应 用 的 需 要 选 择 合 理 的 PLC 的 型 号 ，然 后 进 行 资 源 配 置 ， 并 以 此 为 基 础 ， 设 计

7、控 制 系 统 。本 书 共 5 章 ， 第 一 章 是 交 通 灯 的 作 用 和 研 究 的 意 义 ;第 二 章 是 可 编 程 控 制 器 的 介 绍 ，简 单 介 绍 可 编 程 控 制 器 和 PLC 控 制 系 统 的 基 本 知 识 ； 第 三 章 是 PLC 指 令 系 统 介 绍 ， 针 对本 设 计 所 用 指 令 进 行 详 细 说 明 ； 第 四 章 是 十 字 路 口 交 通 信 号 灯 控 制 器 的 设 计 ， 详 细 介 绍 十字 路 口 交 通 信 号 灯 控 制 器 的 设 计 过 程 。 第 五 章 是 自 己 做 这 次 课 题 的 心 得 体 会 。

8、在 本 次 课 程 设 计 过 程 中 老 师 和 同 学 给 予 我 很 大 鼓 励 和 帮 助 ！ 在 此 我 对 他 们 表 示 衷 心 的感 谢 。2010 机械设计制造及其自动化毕业设计第 页 共 30 页 1 绪论1.1 交通信号灯的作用与研究意义随 着 社 会 经 济 的 发 展 ， 城 市 交 通 问 题 越 来 越 引 起 人 们 的 关 注 。 人 、 车 、 路 三 者 关 系 的协 调 ， 已 成 为 交 通 管 理 部 门 需 要 解 决 的 重 要 问 题 之 一 。 城 市 交 通 控 制 系 统 是 用 于 城 市 交 通数 据 监 测 、 交 通 信 号 灯

9、控 制 与 交 通 疏 导 的 计 算 机 综 合 管 理 系 统 ， 它 是 现 代 城 市 交 通 监 控 指挥 系 统 中 最 重 要 的 组 成 部 分 。随 着 城 市 机 动 车 量 的 不 断 增 加 ， 许 多 大 城 市 如 北 京 、 上 海 、 南 京 等 出 现 了 交 通 超 负 荷运 行 的 情 况 ， 因 此 ， 自 80 年 代 后 期 ， 这 些 城 市 纷 纷 修 建 城 市 高 速 道 路 ， 在 高 速 道 路 建 设完 成 的 初 期 ， 它 们 也 曾 有 效 地 改 善 了 交 通 状 况 。 然 而 ， 随 着 交 通 量 的 快 速 增 长 和

10、 缺 乏 对 高速 道 路 的 系 统 研 究 和 控 制 ， 高 速 道 路 没 有 充 分 发 挥 出 预 期 的 作 用 。 而 城 市 高 速 道 路 在 构 造上 的 特 点 ， 也 决 定 了 城 市 高 速 道 路 的 交 通 状 况 必 然 受 高 速 道 路 与 普 通 道 路 耦 合 处 交 通 状 况的 制 约 。 所 以 ， 如 何 采 用 合 适 的 控 制 方 法 ， 最 大 限 度 利 用 好 耗 费 巨 资 修 建 的 城 市 高 速 道 路 ，缓 解 主 干 道 与 匝 道 、 城 区 同 周 边 地 区 的 交 通 拥 堵 状 况 ， 越 来 越 成 为 交

11、 通 运 输 管 理 和 城 市规 划 部 门 亟 待 解 决 的 主 要 问 题 。根 据 交 通 灯 工 艺 控 制 要 求 与 特 点 ， 我 们 采 用 了 德 国 西 门 子 公 司 S7-200 型 PLC。 西 门子 PLC 有 小 型 化 、 高 速 度 、 高 性 能 等 特 点 ， 是 S7-200 系 列 中 最 高 档 次 的 超 小 型 程 序 装 置 。西 门 子 可 编 程 控 制 器 指 令 丰 富 ， 可 以 接 各 种 输 出 、 输 入 扩 充 设 备 ， 有 丰 富 的 特 殊 扩 展 设 备 ，其 中 的 模 拟 输 入 设 备 和 通 信 设 备 是

12、 系 统 所 必 需 的 ， 能 够 方 便 地 联 网 通 信 。 本 系 统 就 是 应 用可 编 程 序 控 制 器 (PLC)对 十 字 路 口 交 通 控 制 灯 实 现 控 制 。本 系 统 采 用 PLC 是 基 于 以 下 四 个 原 因 ：1.1.1 PLC 具 有 很 高 的 可 靠 性 ， 通 常 的 平 均 无 故 障 时 间 都 在 30 万 小 时 以 上 ；1.1.2 编 程 能 力 强 ， 可 以 将 模 糊 化 、 模 糊 决 策 和 解 模 糊 都 方 便 地 用 软 件 来 实 现 ；1.1.3 抗 干 扰 能 力 强 ， 目 前 空 中 各 种 电 磁

13、干 扰 日 益 严 重 ， 为 了 保 证 交 通 控 制 的 可 靠 稳 定 ，我 们 选 择 了 能1.1.4 够 在 恶 劣 的 电 磁 干 扰 环 境 下 正 常 工 作 的 PLC； 近 年 来 PLC 的 性 能 价 格 比 有 较 大 幅度 的 提 高 ， 使 得 实 际 应 用 成 为 可 能 。刘森：城市主道十字路口交通灯 PLC 控制系统第 页 共 29 页1.2 PLC 的产生与发展在 可 编 程 控 制 器 出 现 前 ， 在 工 业 电 气 控 制 领 域 中 ， 继 电 器 控 制 占 主 导 地 位 ， 应 用 广 泛 。但 是 电 器 控 制 系 统 存 在 体

14、 积 大 、 可 靠 性 低 、 查 找 和 排 除 故 障 困 难 等 缺 点 ， 特 别 是 其 接 线 复杂 、 不 易 更 改 ， 对 生 产 工 艺 变 化 的 适 应 性 差 。1968 年 美 国 通 用 汽 车 公 司 （ G.M） 为 了 适 应 汽 车 型 号 的 不 断 更 新 ， 生 产 工 艺 不 断 变 化的 需 要 ， 实 现 小 批 量 、 多 品 种 生 产 ， 希 望 能 有 一 种 新 型 工 业 控 制 器 ， 它 能 做 到 尽 可 能 减 少重 新 设 计 和 更 换 电 器 控 制 系 统 及 接 线 ， 以 降 低 成 本 ， 缩 短 周 期 。

15、 于 是 就 设 想 将 计 算 机 功 能强 大 、 灵 活 、 通 用 性 好 等 优 点 与 电 器 控 制 系 统 简 单 易 懂 、 价 格 便 宜 等 优 点 结 合 起 来 ， 制 成一 种 通 用 控 制 装 置 ， 而 且 这 种 装 置 采 用 面 向 控 制 过 程 、 面 向 问 题 的 “自 然 语 言 ”进 行 编程 ， 使 不 熟 悉 计 算 机 的 人 也 能 很 快 掌 握 使 用 。1969 年 美 国 数 字 设 备 公 司 （ DEC） 根 据 美 国 通 用 汽 车 公 司 的 这 种 要 求 ， 研 制 成 功 了 世界 上 第 一 台 可 编 程

16、控 制 器 ， 并 在 通 用 汽 车 公 司 的 自 动 装 配 线 上 试 用 ， 取 得 很 好 的 效 果 。 从此 这 项 技 术 迅 速 发 展 起 来 。早 期 的 可 编 程 控 制 器 仅 有 逻 辑 运 算 、 定 时 、 计 数 等 顺 序 控 制 功 能 ， 只 是 用 来 取 代 传 统的 继 电 器 控 制 ,通 常 称 为 可 编 程 逻 辑 控 制 器 （ Programmable Logic Controller ） 。 随 着微 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术 的 发 展 ， 20 世 纪 70 年 代 中 期 微 处 理 器 技 术 应 用 到 P

17、LC 中 ， 使PLC 不 仅 具 有 逻 辑 控 制 功 能 ， 还 增 加 了 算 术 运 算 、 数 据 传 送 和 数 据 处 理 等 功 能 。20 世 纪 80 年 代 以 后 ， 随 着 大 规 模 、 超 大 规 模 集 成 电 路 等 微 电 子 技 术 的 迅 速 发 展 ，16 位 和 32 位 微 处 理 器 应 用 于 PLC 中 ， 使 PLC 得 到 迅 速 发 展 。 PLC 不 仅 控 制 功 能 增 强 ，同 时 可 靠 性 提 高 ， 功 耗 、 体 积 减 小 ， 成 本 降 低 ， 编 程 和 故 障 检 测 更 加 灵 活 方 便 ， 而 且 具 有

18、通 信 和 联 网 、 数 据 处 理 和 图 象 显 示 等 功 能 ， 使 PLC 真 正 成 为 具 有 逻 辑 控 制 、 过 程 控 制 、运 动 控 制 、 数 据 处 理 、 联 网 通 信 等 功 能 的 名 符 其 实 的 多 功 能 控 制 器 。自 从 第 一 台 PLC 出 现 以 后 ， 日 本 、 德 国 、 法 国 等 也 相 继 开 始 研 制 PLC， 并 得 到 了 迅速 的 发 展 。 目 前 ， 世 界 上 有 200 多 家 PLC 厂 商 ， 400 多 品 种 的 PLC 产 品 ， 按 地 域 可 分 成美 国 、 欧 洲 、 和 日 本 等 三

19、 个 流 派 产 品 ， 各 流 派 PLC 产 品 都 各 具 特 色 ， 如 日 本 主 要 发 展 中小 型 PLC， 其 小 型 PLC 性 能 先 进 ， 结 构 紧 凑 ， 价 格 便 宜 ， 在 世 界 市 场 上 占 用 重 要 地 位 。 著名 的 PLC 生 产 厂 家 主 要 有 美 国 的 A-B（ Allen-Bradly） 公 司 、 GE（ General Electric）公 司 ， 日 本 的 三 菱 电 机 （ Mitsubishi Electric） 公 司 、 欧 姆 龙 （ OMRON） 公 司 ， 德 国 的AEG 公 司 、 西 门 子 （ Sie

20、mens） 公 司 ， 法 国 的 TE（ Telemecanique） 公 司 等 。我 国 的 PLC 研 制 、 生 产 和 应 用 也 发 展 很 快 ， 尤 其 在 应 用 方 面 更 为 突 出 。 在 20 世 纪70 年 代 末 和 80 年 代 初 ， 我 国 随 国 外 成 套 设 备 、 专 用 设 备 引 进 了 不 少 国 外 的 PLC。 此 后 ，2010 机械设计制造及其自动化毕业设计第 页 共 30 页 在 传 统 设 备 改 造 和 新 设 备 设 计 中 ， PLC 的 应 用 逐 年 增 多 ， 并 取 得 显 著 的 经 济 效 益 ， PLC 在 我

21、 国 的 应 用 越 来 越 广 泛 ， 对 提 高 我 国 工 业 自 动 化 水 平 起 到 了 巨 大 的 作 用 。 目 前 ， 我 国 不少 科 研 单 位 和 工 厂 在 研 制 和 生 产 PLC， 如 辽 宁 无 线 电 二 厂 、 无 锡 华 光 电 子 公 司 、 上 海 香 岛电 机 制 造 公 司 、 厦 门 A-B 公 司 等 。从 近 年 的 统 计 数 据 看 ， 在 世 界 范 围 内 PLC 产 品 的 产 量 、 销 量 、 用 量 高 居 工 业 控 制 装置 榜 首 ， 而 且 市 场 需 求 量 一 直 以 每 年 15%的 比 率 上 升 。 PLC

22、 已 成 为 工 业 自 动 化 控 制 领 域 中占 主 导 地 位 的 通 用 工 业 控 制 装 置 。1.3 PLC 的发展趋势1.3.1 向 高 速 度 、 大 容 量 方 向 发 展 为 了 提 高 PLC 的 处 理 能 力 ， 要 求 PLC 具 有 更 好 的 响 应速 度 和 更 大 的 存 储 容 量 。 目 前 ， 有 的 PLC 的 扫 描 速 度 可 达 0.1ms/k 步 左 右 。 PLC 的 扫 描速 度 已 成 为 很 重 要 的 一 个 性 能 指 标 。 在 存 储 容 量 方 面 ， 有 的 PLC 最 高 可 达 几 十 兆 字 节 。为 了 扩 大

23、 存 储 容 量 ， 有 的 公 司 已 使 用 了 磁 泡 存 储 器 或 硬 盘 。1.3.2 向 超 大 型 、 超 小 型 两 个 方 向 发 展 当 前 中 小 型 PLC 比 较 多 ， 为 了 适 应 市 场 的 多 种需 要 ， 今 后 PLC 要 向 多 品 种 方 向 发 展 ， 特 别 是 向 超 大 型 和 超 小 型 两 个 方 向 发 展 。 现 已 有I/O 点 数 达 14336 点 的 超 大 型 PLC， 其 使 用 32 位 微 处 理 器 ， 多 CPU 并 行 工 作 和 大 容 量 存储 器 ， 功 能 强 。 小 型 PLC 由 整 体 结 构 向

24、 小 型 模 块 化 结 构 发 展 ， 使 配 置 更 加 灵 活 ， 为 了 市 场需 要 已 开 发 了 各 种 简 易 、 经 济 的 超 小 型 微 型 PLC， 最 小 配 置 的 I/O 点 数 为 8 16 点 ， 以适 应 单 机 及 小 型 自 动 控 制 的 需 要 ， 如 三 菱 公 司 系 列 PLC。1.3.3 PLC 大 力 开 发 智 能 模 块 ， 加 强 联 网 通 信 能 力 为 满 足 各 种 自 动 化 控 制 系 统 的 要 求 ，近 年 来 不 断 开 发 出 许 多 功 能 模 块 ， 如 高 速 计 数 模 块 、 温 度 控 制 模 块 、

25、远 程 I/O 模 块 、 通信 和 人 机 接 口 模 块 等 。 这 些 带 CPU 和 存 储 器 的 智 能 I/O 模 块 ， 既 扩 展 了 PLC 功 能 ， 又 使用 灵 活 方 便 ， 扩 大 了 PLC 应 用 范 围 。 加 强 PLC 联 网 通 信 的 能 力 ， 是 PLC 技 术 进 步 的 潮 流 。PLC 的 联 网 通 信 有 两 类 ： 一 类 是 PLC 之 间 联 网 通 信 ， 各 PLC 生 产 厂 家 都 有 自 己 的 专 有 联网 手 段 ； 另 一 类 是 PLC 与 计 算 机 之 间 的 联 网 通 信 ， 一 般 PLC 都 有 专

26、用 通 信 模 块 与 计 算 机通 信 。 为 了 加 强 联 网 通 信 能 力 ， PLC 生 产 厂 家 之 间 也 在 协 商 制 订 通 用 的 通 信 标 准 ， 以 构 成更 大 的 网 络 系 统 ， PLC 已 成 为 集 散 控 制 系 统 （ DCS） 不 可 缺 少 的 重 要 组 成 部 分 。1.3.4 增 强 外 部 故 障 的 检 测 与 处 理 能 力 根 据 统 计 资 料 表 明 ： 在 PLC 控 制 系 统 的 故 障 中 ，CPU 占 5%， I/O 接 口 占 15%， 输 入 设 备 占 45%， 输 出 设 备 占 30%， 线 路 占 5%

27、。 前 二 项 共20%故 障 属 于 PLC 的 内 部 故 障 ， 它 可 通 过 PLC 本 身 的 软 、 硬 件 实 现 检 测 、 处 理 ； 而 其 余80%的 故 障 属 于 PLC 的 外 部 故 障 。 因 此 ， PLC 生 产 厂 家 都 致 力 于 研 制 、 发 展 用 于 检 测 外 部故 障 的 专 用 智 能 模 块 ， 进 一 步 提 高 系 统 的 可 靠 性 。刘森：城市主道十字路口交通灯 PLC 控制系统第 页 共 29 页1.3.5 编 程 语 言 多 样 化 在 PLC 系 统 结 构 不 断 发 展 的 同 时 ， PLC 的 编 程 语 言 也

28、 越 来 越 丰 富 ，功 能 也 不 断 提 高 。 除 了 大 多 数 PLC 使 用 的 梯 形 图 语 言 外 ， 为 了 适 应 各 种 控 制 要 求 ， 出 现 了面 向 顺 序 控 制 的 步 进 编 程 语 言 、 面 向 过 程 控 制 的 流 程 图 语 言 、 与 计 算 机 兼 容 的 高 级 语 言（ BASIC、 C 语 言 等 ） 等 。 多 种 编 程 语 言 的 并 存 、 互 补 与 发 展 是 PLC 进 步 的 一 种 趋 势 。1.4 PLC 的应用领域PLC 的 初 期 由 于 其 价 格 高 于 继 电 器 控 制 装 置 ， 使 得 其 应 用

29、 受 到 限 制 。 但 最 近 十 多 年 来 ，PLC 的 应 用 面 越 来 越 广 ， 其 主 要 原 因 是 ： 一 方 面 由 于 微 处 理 器 芯 片 几 有 关 元 件 的 价 格 大 大下 降 ， 使 得 PLC 的 成 本 下 降 ； 另 一 方 面 PLC 的 功 能 大 大 增 强 ， 它 也 能 解 决 复 杂 的 计 算 和通 信 问 题 。 目 前 PLC 在 国 内 外 已 广 泛 应 用 于 钢 铁 、 采 矿 、 水 泥 、 石 油 、 化 工 、 电 力 、 机械 制 造 、 汽 车 、 装 卸 、 造 纸 、 纺 织 、 环 保 和 娱 乐 等 行 业

30、 。 PLC 的 应 用 范 围 通 常 可 分 成 以下 5 种 类 型 ：1.4.1 顺 序 控 制 这 是 PLC 应 用 最 广 泛 的 领 域 ， 也 是 最 适 合 PLC 使 用 的 领 域 。 它 用 来 取代 传 统 的 继 电 器 顺 序 控 制 。 PLC 应 用 于 单 机 控 制 、 多 机 群 控 、 生 产 自 动 线 控 制 等 。 例 如 ：注 塑 机 械 、 印 刷 机 械 、 、 包 装 机 械 、 切 纸 机 械 、 组 合 机 床 、 磨 床 、 装 配 生 产 线 、 电 镀 流 水线 及 电 梯 控 制 等 。1.4.2 运 动 控 制 PLC 制

31、 造 商 目 前 已 提 供 了 拖 动 步 进 电 机 或 伺 服 电 机 的 单 轴 或 多 轴 位 置 控制 模 块 ， 在 多 数 情 况 下 ， PLC 把 描 述 目 标 位 置 的 数 据 送 给 模 块 ， 其 输 出 移 动 一 轴 或 数 据 到目 标 位 置 。 每 个 轴 移 动 时 ， 位 置 控 制 模 块 保 持 适 当 的 位 置 和 加 速 度 ， 确 保 运 动 平 滑 。1.4.3 过 程 控 制 PLC 还 能 控 制 大 量 的 过 程 参 数 ， 例 如 ： 温 度 、 流 量 、 压 力 、 液 位 和 速 度 。PID 模 块 提 供 了 使 P

32、LC 具 有 闭 环 控 制 的 功 能 ， 即 一 个 具 有 PID 控 制 能 力 的 PLC 可 用 于 过程 控 制 。 当 过 程 控 制 中 某 个 变 量 出 现 偏 差 时 ， PID 控 制 算 法 会 计 算 出 正 确 的 输 出 ， 把 变量 保 持 在 设 定 植 上 。1.4.4 数 据 处 理 在 机 械 加 工 中 ， PLC 作 为 主 要 的 控 制 和 管 理 系 统 用 于 CNC 和 NC 系 统 中 ，可 以 完 成 大 量 的 数 据 处 理 工 作 。1.4.5 通 信 网 络 PLC 的 通 信 包 括 主 机 与 远 程 I/O 之 间 的

33、 通 信 、 多 台 PLC 之 间 的 通 信 、PLC 和 其 他 智 能 控 制 设 备 （ 如 计 算 机 、 变 频 器 、 数 控 装 置 ） 之 间 的 通 信 。 PLC 与 其 他 智能 控 制 设 备 一 起 ， 可 以 组 成 “集 中 管 理 、 分 散 控 制 ”的 分 布 式 控 制 系 统 。2010 机械设计制造及其自动化毕业设计第 页 共 30 页 1.5 PLC 在我国的应用虽 然 我 国 在 PLC 生 产 方 面 比 较 弱 ， 但 在 PLC 应 用 方 面 ， 我 国 是 很 活 跃 的 ， 近 年 来 每年 约 新 投 入 10 万 台 套 PLC

34、 产 品 ， 年 销 售 额 30 多 亿 人 民 币 ， 应 用 的 行 业 也 很 广 。在 我 国 ， 一 般 按 I/O 点 数 将 PLC 分 为 以 下 级 别 （ 但 不 绝 对 ， 国 外 分 类 有 些 区 别 ） ：微 型 ： 32 I/O 小 型 ： 256 I/O 中 型 ： 1024 I/O 大 型 ： 4096 I/O 巨 型 ： 8192 I/O在 我 国 应 用 的 PLC 系 统 中 ， I/O64 点 以 下 PLC 销 售 额 占 整 个 PLC 的 47%， 64 点 256点 的 占 31%， 合 计 占 整 个 PLC 销 售 额 的 78%。在 我

35、 国 应 用 的 PLC， 几 乎 涵 盖 了 世 界 所 有 的 品 牌 ， 呈 现 百 花 齐 放 的 态 势 ， 但 从 行 业 上分 ， 有 各 自 的 势 力 范 围 。 大 中 型 集 控 系 统 采 用 欧 美 PLC 居 多 ， 小 型 控 制 系 统 、 机 床 、 设备 单 体 自 动 化 及 OEM 产 品 采 用 日 本 的 PLC 居 多 。 欧 美 PLC 在 网 络 和 软 件 方 面 具 有 优 势 ，而 日 本 PLC 在 灵 活 性 和 价 位 方 面 占 优 势 。我 国 的 PLC 供 应 渠 道 ， 主 要 有 制 造 商 、 分 销 商 （ 代 理

36、商 ） 、 系 统 集 成 商 、 OEM 用 户 、最 终 用 户 。 其 中 ， 大 部 分 PLC 是 通 过 分 销 商 和 系 统 集 成 商 达 到 最 终 用 户 的 。1.6 设计总结城 市 交 通 灯 控 制 采 用 单 片 机 比 传 统 的 采 用 电 子 线 路 和 继 电 器 具 有 可 靠 性 高 、 维 护 方 便 、使 用 简 单 、 通 用 性 强 等 特 点 ， 还 可 以 根 据 实 测 各 十 字 路 口 之 间 的 距 离 、 车 流 量 和 车 速 等 ，合 理 确 定 各 路 口 信 号 灯 之 间 的 时 差 ， 以 方 便 操 作 、 管 理

37、和 监 控 ， 从 而 极 大 地 提 高 城 市 道 路交 通 管 理 能 力 。本 系 统 结 构 简 单 、 操 作 方 便 ， 可 实 现 自 动 控 制 ， 具 有 一 定 智 能 性 。 对 优 化 城 市 交 通 具有 一 定 的 意 义 。 本 设 计 将 各 任 务 进 行 细 分 包 装 ， 使 各 任 务 保 持 相 对 独 立 ； 能 有 效 改 善 程 序结 构 ， 便 于 模 块 化 处 理 ， 使 程 序 的 可 读 性 、 可 维 护 性 和 可 移 植 性 都 得 到 进 一 步 的 提 高 。刘森：城市主道十字路口交通灯 PLC 控制系统第 页 共 29 页

38、经 过 这 次 毕 业 设 计 ， 使 我 觉 得 不 论 从 理 论 知 识 还 是 从 实 际 操 纵 中 都 学 到 了 不 少 知 识 ，我 想 归 纳 起 来 ， 主 要 有 以 下 方 面 ：1.6.1 经过这次毕业设计，它让我接触了平时没有接触过的汇编软件以及获得相关的软件调试经验，同时我也发现自己在这方面很多不足之处。体会到理论知识对实践有很大的指导作用，它让我知道，只有在正确的理论指引下，才能设计出合乎实际需要的硬件电路。 1.6.2 学 会 了 高 效 率 的 查 阅 资 料 、 运 用 工 具 书 、 利 用 网 络 查 找 资 料 。 我 发 现 ， 在 我 们 所 使

39、用 的 书 籍 上 有 一 些 知 识 在 实 际 应 用 中 其 实 并 不 是 十 分 理 想 ， 各 种 参 数 都 需 要 自 己 去 调 整 。偶 而 还 会 遇 到 错 误 的 资 料 现 象 ， 这 就 要 求 我 们 应 更 加 注 重 实 践 环 节 。1.6.3 在 毕 业 设 计 中 ， 我 们 应 当 注 意 重 点 与 细 节 的 关 系 。 1.6.4 失 败 不 可 怕 ， 只 要 不 趴 下 ， 昂 首 向 前 走 ， 希 望 总 会 有 。 1.6.5 同 组 同 学 相 互 包 容 ， 彼 此 合 作 ， 取 长 补 短 ， 才 能 铸 就 最 后 的 成

40、功 。 可 以 这 样 说 毕 业设 计 是 对 大 学 三 年 所 学 知 识 的 一 次 运 用 和 检 阅 ， 同 时 对 自 学 能 力 提 出 很 高 的 要 求 ， 所 以 平时 的 学 习 离 开 思 考 ， 就 是 严 重 的 错 误 ， 我 们 学 习 不 应 该 有 偏 科 现 象 ， 各 方 面 的 知 识 都 应 该要 接 触 ， 这 样 做 才 能 为 毕 业 设 计 打 下 基 石 。将 近 两 个 多 月 的 毕 业 设 计 ， 过 程 曲 折 可 谓 一 语 难 尽 。 在 此 期 间 我 们 也 失 落 过 ， 也 曾 一度 热 情 高 涨 。 从 开 始 时

41、 满 富 激 情 到 最 后 汗 水 背 后 的 复 杂 心 情 ， 点 点 滴 滴 无 不 令 我 回 味 无 穷 。同 时 我 认 为 我 们 的 工 作 是 一 个 团 队 的 工 作 ， 团 队 需 要 个 人 ， 个 人 也 离 不 开 团 队 ， 必 须发 扬 团 结 协 作 的 精 神 。 某 个 人 的 离 群 都 可 能 导 致 整 项 工 作 的 失 败 。 毕 业 设 计 中 只 有 一 个 人知 道 原 理 是 远 远 不 够 的 ， 必 须 让 每 个 人 都 知 道 ， 否 则 一 个 人 的 错 误 ， 就 有 可 能 导 致 整 个 工作 的 失 败 。 团 结

42、 协 作 是 我 们 毕 业 设 计 成 功 的 一 项 非 常 重 要 的 保 证 。 而 这 次 毕 业 设 计 也 正 好锻 炼 了 我 们 这 一 点 ， 这 也 是 非 常 宝 贵 的 。对 我 们 而 言 ， 知 识 上 的 收 获 非 常 重 要 ， 精 神 上 的 丰 收 更 加 可 喜 。 挫 折 是 一 份 财 富 ， 经历 是 一 份 拥 有 。 这 次 毕 业 设 计 必 将 成 为 我 人 生 旅 途 上 一 个 非 常 美 好 的 回 忆 ！2 可编程控制器的介绍可 编 程 控 制 器 是 一 种 面 向 生 产 过 程 控 制 的 数 字 电 子 装 置 ， 它

43、具 有 控 制 能 力 强 、 操 作 方便 灵 活 、 价 格 便 宜 、 可 靠 性 高 等 特 点 。 它 不 仅 可 以 取 代 传 统 的 继 电 接 触 器 控 制 系 统 ， 还 可2010 机械设计制造及其自动化毕业设计第 页 共 30 页 以 构 成 复 杂 的 工 业 过 程 控 制 网 络 ， 是 一 种 适 应 现 代 化 工 业 发 展 的 新 型 控 制 器 。 可 编 程 控 制器 简 称 PLC， 是 英 文 Programmable Logic Controller 的 缩 写 。国 际 电 工 委 员 会 （ IEC） 1985 年 对 可 编 程 控 制

44、器 做 过 如 下 定 义 ： “可 编 程 控 制 器 是一 种 数 字 运 算 的 电 子 系 统 ， 专 为 在 工 业 环 境 下 应 用 而 设 计 。 它 采 用 可 编 程 的 存 储 器 ， 用 来在 内 部 存 储 执 行 逻 辑 运 算 、 程 序 控 制 、 定 时 、 计 数 和 算 术 运 算 等 操 作 指 令 ， 通 过 数 字 式 、模 拟 式 的 输 入 和 输 出 ， 控 制 各 种 类 型 的 机 械 生 产 过 程 。 可 编 程 控 制 器 及 其 有 关 设 备 ， 都 应按 易 于 与 工 业 控 制 系 统 联 成 一 个 整 体 、 易 于 扩

45、 展 功 能 的 原 则 设 计 。 ”2.1 可编程控制器的主要功能和工作特点随 着 计 算 机 技 术 、 工 业 控 制 技 术 、 电 子 技 术 和 通 信 技 术 的 发 展 ， 可 编 程 控 制 器 的 各 种控 制 功 能 不 断 完 善 ， 现 在 可 编 程 控 制 器 一 般 具 有 如 下 功 能 ：2.1.1 条 件 控 制 功 能条 件 控 制 ， 又 称 逻 辑 控 制 或 顺 序 控 制 。 它 的 功 能 是 指 用 PLC 的 与 、 或 、 非 指 令 取 代继 电 接 触 器 触 电 串 联 、 并 联 及 其 他 各 种 逻 辑 连 接 ， 进 行

46、开 关 控 制 。(1) 定 时 /计 数 控 制 功 能定 时 /计 数 （ TIM/CNT） 控 制 功 能 是 指 利 用 PLC 提 供 的 定 时 器 、 计 数 器 指 令 实 现 对 某种 操 作 的 定 时 或 计 数 控 制 ， 以 取 代 时 间 继 电 器 和 计 数 继 电 器 。(2) 数 据 处 理 功 能数 据 处 理 功 能 是 指 PLC 能 进 行 数 据 传 送 、 数 据 比 较 、 数 据 移 位 、 数 制 转 换 、 算 术 运 算与 逻 辑 运 算 以 及 编 码 和 译 码 等 操 作 。(3) 监 控 功 能监 控 功 能 是 指 PLC 能

47、 监 视 系 统 各 部 分 运 行 状 态 和 进 程 ， 对 系 统 出 现 的 异 常 情 况 进 行 报警 和 记 录 ， 甚 至 自 动 终 止 运 行 ； 也 可 用 于 在 线 调 整 和 修 改 控 制 程 序 中 的 定 时 器 、 计 数 器 的设 定 值 或 强 制 置 I/O 的 状 态 。(4) 步 进 控 制 功 能步 进 控 制 功 能 是 用 步 进 指 令 来 实 现 有 多 道 加 工 工 序 的 控 制 ， 只 有 前 一 道 工 序 完 成 后 ，刘森：城市主道十字路口交通灯 PLC 控制系统第 页 共 29 页才 能 进 行 下 一 道 工 序 操 作

48、 的 控 制 ， 以 取 代 由 硬 件 构 成 的 步 进 控 制 器 。(5) 数 /模 转 换 功 能A/D 与 D/A 转 换 功 能 是 通 过 A/D、 D/A 模 块 完 成 模 拟 量 和 数 字 量 之 间 的 转 换 。(6) 运 动 控 制 功 能运 动 控 制 功 能 是 指 通 过 高 速 计 数 模 块 和 位 置 控 制 模 块 等 对 机 械 运 动 系 统 进 行 单 轴 或 多轴 控 制 。(7) 过 程 控 制 功 能过 程 控 制 功 能 是 指 通 过 PLC 的 智 能 PID 控 制 模 块 实 现 对 温 度 、 压 力 、 速 度 、 流 量

49、等 物理 参 数 进 行 的 闭 环 控 制 。(8) 扩 展 功 能扩 展 功 能 是 指 通 过 连 接 输 入 /输 出 扩 展 单 元 （ 即 I/O 扩 展 单 元 ） 模 块 来 增 加 输 入 /输出 点 数 ， 也 可 通 过 附 加 各 种 智 能 单 元 及 特 殊 功 能 单 元 来 提 高 PLC 的 控 制 能 力 。(9) 远 程 输 入 /输 出 功 能远 程 I/O 功 能 是 指 通 过 远 程 I/O 单 元 将 分 散 在 远 距 离 的 各 种 输 入 、 输 出 设 备 与 PLC主 机 相 连 接 ， 进 行 远 程 控 制 ， 接 收 输 入 信 号 、 传 出 输 出 信 号 。(10) 通 信 联 网 功 能通 信 联 网 功 能 是 指 通 过 PLC 之 间 的 联 网 、 PLC 与 上 位 计 算 机 的 连 接 ， 接 受 计 算 机 的 命令 ， 并 将 执 行 结 果 传 送 给 计 算 机 。 由 一 台 计 算 机 和 若 干 台 PLC 可 以 组 成 “集 中 管 理 ， 分散 控 制 ”的 分 布 式 控 制 网 络 ， 实 现 远 程 I/O 控 制