精品毕业论文--基于PLC的交通灯控制系统设计.doc

1 摘摘 要要 随着社会的不断发展，PLC 在工业上的应用更为广泛；工业自动化更为提 高。在现在交通灯控制系统中 PLC 被广泛应用于其中,实现了交通灯科学化管理。 本次设计的题目是：基于 PLC 的交通灯控制系统设计。交通灯的自动控制 是一个典型的时序控制实例，其梯形图设计的关键是要将各灯状态变化的“时 间点”表示出来；时间的准确计算用定时器实现；灯的闪烁次数用计数器实现。 关键词：关键词：交通灯 PLC 程序 Abstract: : With the continuous development of society, PLC applications in industry more widely; more to improve industrial automation. Traffic light control system, now widely used in the PLC in which to achieve the scientific management of traffic lights. The project topic is: Based on the PLCs traffic light control system Automatic control of traffic lights is a typical example of timing control, the ladder design is the key to the changes of the light “time points“ that come out; time accurate calculation Timer; light flashes the number of counters to achieve with . Key words： traffic lights PLC Programming 2 目录 第一章、PLC 的特点及应用 1.1 概述. 1.2 PLC 的特点. 3 1.3 PLC 的应用. 5 第二章、PLC 的结构及原理 2.1 PLC 的分类. 5 2.2 PLC 的结构. 5 2.3 PLC 的工作原理. 8 2.4PLC 的编程语言. .9 2.5FX2N 系列 PLC 的指令系统. .11 第三章、形图的设计与编程方法 3.1 编程方法.20 3.2 控制工艺和要求.20 3.3 十字路口交通灯示意图. .20 3.4 控制时序图. .21 3.5 PLC 的外部接线图. .22 3.6 硬件及外围元件.22 3.7 输入输出装置与 PLC 对应表.23 第四章程序设计 4.1 软件设计.24 4.2 梯形图.25 4.3 指令表.27 3 第五章、设计总结.29 致谢.29 参考文献.29 第一章第一章 PLCPLC 的的特点及应用特点及应用 1.11.1 概述概述 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。 1.21.2 PLCPLC 的特点的特点 1、可靠性高，抗干扰能力强； 2、通用性高，使用方便； 3、编程简单，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、调试周期短； 6、安装简单，维修方便； 4 7、对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产。 1.31.3 PLCPLC 的应用的应用 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 制造厂商都 有配套的 A/D 和 D/A 转换模块，使 PLC 可以很方便地用于模拟量控制。 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 5 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、精细化工、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、化工、食品工业中的一些大型控制系统。 6 、通信和联网 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。 第二章第二章 PLCPLC 的结构及原理的结构及原理 2.12.1 PLCPLC 的分类的分类 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； 6 3）大型 2048 点以上。 3、按 PLC 功能分类：低挡型，中挡型，高档型。 2.22.2 PLCPLC 的结构的结构 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 机相同。从结构上分，PLC 分为整体式和模块式两种。整体式 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 的硬件基本结构框图如下： 编程器 扩展 输 入 接 口 电 路 中央处理器 （CPU） 输 出 接 口 电 路 电源 运算器 控制器 存 储 器 系统程序 （EPROM ） 用户程序 （RAM） 外 设 接 口 扩 展 接 口 7 一、中央处理器（CPU） CPU 主要是由运算器和控制器两部分组成，它是 PLC 的控制中枢。PLC 的 CPU 按照系统程序赋予的功能接收并存储用户键入的应用程序和数据，检查电 源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，诊断用户程序的语法错误。当 PLC 运行时，CPU 首先以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存 入 I/O 映像区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后 按指令的规定逻辑或算术运算，并将运算的结果送入 I/O 映像区或数据寄存器 内，等所有的用户程序执行完毕后，最后将 I/O 映像区的各输出状态或输出寄 存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直至停止。 二、存储器 在 PLC 中存放系统软件的存储器称为系统存储器（EPROM）; 存放应用软件 的存储器称为用户程序存储器（RAM）。EPROM 是一种可擦除的只读存储器，在 断电情况下存储器内的所有信息保持不变，在紫外线连续照射 20 分钟后，能清 除存储器的所有内容，加高电平可以写入信息。RAM 是一种读写存储器或者称 为随机存储器，它读写方便，存取速度快，有锂电池支持。用它来存储用户程 序居多。 三、输入/输出（I/O）电路 PLC 的输入/输出（I/O）接口电路实现了输入信号电平、CPU 所能处理信号 的标准电平、被控对象所需的电平之间的转换。（I/O）接口有良好的光电隔离 和滤波作用。 1、输入接口电路 PLC 的输入接口电路大都有三种输入类型：(1)、直流（1224V）输入； （2）、交流（100120V、200240V）输入；（3）、交直流输入。外部输入 器件是通过 PLC 输入接口电路与 PLC 相连的。 2、输出接口电路 8 PLC 的输出有三种形式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。三种形式 的输出中，继电器输出响应最慢，负载能力最强；晶体管输出响应最快，负载 能力最弱。 四、电源 模块化的 PLC 是独立的电源模块；整体式 PLC 集成在厢体内。PLC 的电源 多为高精度的开关电源；掉电保护电路供电的后备电源多为锂电池。 五、编程器 编程器是 PLC 的重要外围设备，一般分为简易编程器和图形编程器。编程 器的主要任务是输入程序、编辑程序、调试程序、健康程序，还可以在线测试 PLC 工作状态和参数与 PLC 进行人机对话。 2.32.3 PLCPLC 的工作原理的工作原理 PLC 是采用循环扫描的工作方式，即顺序地逐条地扫描用户程序的操作， 根据程序运行的结果，一个输出的逻辑线圈应接通或断开，但该线圈的触点并 立即动作，而必须等用户程序全部扫描结束后，才同时将输出动作信息全部送 出执行。也就是说，PLC 系统工作任务管理应用程序执行都是扫描方式完成的。 一、循环扫描技术 PLC 投入运行后，都是以重复的方式执行的，执行用户程序不是只执行一 遍，而是一遍一遍不停地循环执行，这里每执行一遍我们称为扫描一次。扫描 一遍用户程序的时间叫扫描周期。扫描一次，PLC 内部要进行一系列操作，可 分为五大类：以故障诊断、通讯处理为主的公共操作、联系工业现场的输入采 样操作、执行用户程序的操作、输出刷新操作以及服务外围设备的操作。下面 重点把输入采样、程序执行和输出刷新三步操作加以说明。 1、输入采样阶段 在 PLC 投入运行时，PLC 以扫描方式依次读入所有端子口的状态和数据， 9 并把这些数据存入（I）映像区的相应单元内，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入信息。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲 信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证该输入信号不被丢失。 2 、程序执行阶段 PLC 在用户程序执行阶段，CPU 总是按由上而下的顺序依次扫描用户的梯 形图程序。扫描每一条梯形图支路时，又是由左到右、先上后下的顺序对由触 点构成的控制线路进行逻辑运算，并根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在 系统 RAM 存储区中对应位的状态，或者刷新该输出线圈在 I/O 映像区中对应位 的状态，或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 3、输出刷新阶段 PLC 的 CPU 扫描用户程序结束后，PLC 就进入输出刷新阶段。在此期间， CPU 按照 I/O 映像区的状态和数据刷新所有输出锁存电路，再经输出电路驱动 相应的被控负载，这才是 PLC 的真正输出。 二、PLC 扫描周期的中断处理 PLC 的扫描工作方式对急待处理的任务是不能及时解决的，引入中断处理 方式即可得到解决。在中断方式下，急待处理的任务申请中断，被响应后，停 止正在进行的用户程序扫描，转而去处理中断工作，运行有关中断服务程序， 中断处理完成后，又返回运行原来的用户程序。 三、PLC 的 I/O 响应时间 输入输出响应时间又称滞后时间，是指 PLC 外部输入信号发生变化的时刻 起至系统有关输出信号发生变化的时刻止所间隔的时间。它由输入滤波时间、 输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。 2.42.4 PLCPLC 的编程语言的编程语言 应用程序的编制需要使用 PLC 生产制造厂商提供的编程语言。至今为止还 10 没有一种能适合各种 PLC 的通用编程语言。为了用户的利益和 PLC 制造商的需 要，国际电工委员会（IEC）对当代种类繁多的概念和语言进行了标准化 （IEC61131-3）,制订了工业控制器（包括 PLC）的标准，对 PLC 定义了 5 种编 程语言。分别是梯形图、指令语句表、功能块图、顺序功能图、结构化文本。 下面就梯形图、指令语句表、顺序功能图这三种编程语言进行详细说明： 1、梯形图（LD） 梯形图编程语言是一种以图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程 语言，是由传统的继电器控制电路图演变而来的，也可以说，梯形图编程语言 是在电气控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而 来的，它直观、形象，电气技术人员容易接受，是目前国内用得最多的一种 PLC 编程语言，其主要特点： 1）梯形图格式中的继电器不是真实物理继电器，而是 “软继电器” ， “软继电器”的触点可在用户编制程序时无限次使用。 2）PLC 梯形图左右两端的母线是不接任何电源的。通常所指梯形图中流过 的电流不是指物理电流，而仅仅指“概念”电流， “概念”电流只能从左到右流 动。 3）梯形图中用户程序逻辑运算结果，马上可以为后面用户程序的运算所利 用。 4）梯形图中输出逻辑线圈中对应输出映像区的相应位，不能用该编程软器 件直接驱动现场执行机构。 2、指令语句表（IL） 指令语句表又叫语句表，类似于单片机程序中的汇编语言，用指令的助记 符编程。指令语句表和梯形图有严格的对应关系，梯形图程序只有转换为指令 语句表才有可能送入 PLC 内运行。例：下图是三菱公司的 FX2N 系列产品的最简 单的梯形图例： X000 X001 Y000 11 X010 它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个 END 指令，用 以结束程序。 梯形图与助记符的对应关系： 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系， 而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。一般来说，其顺序为：先输入， 后输出（含其他处理） ；先上，后下；先左，后右。有了梯形图就可将其翻译 成助记符程序。上图的助记符程序为： 地址指令变量 0000LDX000 0001ORX010 0002ANIX001 0003OUTY000 0004END 反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图，它们之间可以相互转换。 3、顺序功能图（SFC） 顺序功能图属于图形语言，用它经常编制顺序控制程序。顺序功能图包含 END 12 有步（STEP） 、执行和转换三个要素。顺序功能图编程法可将一个复杂的控制 过程分解为一些小的工作状态，对这些小状态的功能分别处理后再把这些小状 态依一定的顺序控制要求连接组合成整体的控制程序。顺序功能图体现了一种 编程思想，在步进顺序控制中应用广泛。 2.52.5 FX2NFX2N 系列系列 PLCPLC 的指令的指令系统系统 一、FX2N 系列 PLC 的内部编程器件 1、输入继电器 X（X0X177） 输入继电器的作用是专门用于接收和存储外部开关量信号，它能提供无数 对常开、常闭触点用于内部编程。每个输入继电器线圈与 PLC 的一个输入端子 相连。输入继电器的状态只能由外部信号驱动改变，而无法用程序驱动。所以 在梯形图中只见其触点而不会出现输入继电器线圈符号。另外，输入继电器触 点只能用于内部编程，无法驱动外部负载。FX2N 系列 PLC 输入继电器采用八 进制地址编号，其地址编号为 X0X177，即最多为 128 点，其输入响应时间为 10ms。 2、输出继电器 Y（Y0Y177） 输出继电器有两个作用，第一是提供无数对常开、常闭触点用于内部编程； 其二是能提供一副常开触点驱动外部负载（继电器输出响应时间为 10ms） 。每 一个输出继电器的外部常开触点或输出管与 PLC 的一个输出点相连。输出继电 器线圈状态由程序驱动。FX2N 系列 PLC 输出继电器也采用八进制地址编号， 其地址编号为 Y0Y177，即最多为 128 点。 3、辅助继电器 M PLC 内部有很多辅助继电器，其作用相当于继电器控制系统中的中间继电器， 用于状态暂存、辅助移位运算及特殊功能等。辅助继电器线圈也是由程序驱动， 也能提供无数对常开、常闭触点用于内部编程。PLC 内部辅助继电器一般有三 种类型： 13 （1）通用型辅助继电器 例如，FX2N 型 PLC 按十进制编号为 M0M499 共 500 点。请注意 FX2N 型 PLC 的软器件出 X、Y 为八进制编号外，其它器件均为十进制编号。 （2）掉电保持型辅助继电器 有些控制系统要求有些信号、状态保持断电瞬间的状态，就必须使用掉电 保持型辅助继电器。这类辅助继电器是依靠 PLC 内部的备用锂电池来实现掉电 保持功能。FX2N 型 PLC 掉电保持型辅助继电器编号为 M500M3071 共 2572 点。 （3）特殊辅助继电器 FX2N 型 PLC 共有 M8000M8255 共 256 点特殊辅助继电器。顾名思义， 这 256 个辅助继电器都有特殊功能的。例如 M8000，一旦 PLC 运行（RUN） ， M8000 即为 ON，实际上 M8000 是用于运行显示；又如 M8012 是产生 100ms 时钟 脉冲。 4、状态器 S 状态器 S 是构成状态转移图的重要器件，用于步进顺序控制。FX2N 型 PLC 共有 1000 点状态器： （1）初始状态器 S0S9 共 10 点 （2）一般状态器 S10S499 共 490 点 （3）保持状态器 S500S899 共 400 点 （4）报警状态器 S900S999 共 100 点 状态器供编程使用，使用次数不限，当状态器不用于步进控制时，状态器 S 也可以作为辅助继电器使用。 5、定时器 T(T0T255) 14 FX2N 型 PLC 共有 256 个定时器，其地址编号为 T0T255，定时器的作用相 当于电气控制系统中的时间继电器，但 PLC 里的定时器都是通电延时型。在程 序中定时器总是与一个定时设定值常数一起使用，根据时钟脉冲累积计时，当 计时时间到达设定值，其输出触点动作，定时器触点可供编程使用，使用次数 不限。 FX2N 型 PLC 定时器计时单位有 1ms、10ms、100ms 三种类型，其中 T0T199（200 点）T250T255（6 点）都是以 100ms 为计时单位，设定值范围 是 0.13276.7s; T200T245(46 点)是以 10ms 为计时单位，设定值范围是 0.01327.67s；T246T249（4 点）是以 1ms 为计时单位，设定值范围是 0.00132.767s。 6、计数器 C（C0C255） FX2N 型 PLC 共有 256 个计数器。根据它们的计数方式、工作特点可分为内 部信号计数用计数器和高速计数器。 （1）内部信号计数用计数器 在执行扫描操作时，对内部器件 X、Y、M、S、T 和 C 的信号（通/断）进行 计数的计数器称为信号计数器。通常为保证信号计数的准确性，要求接通 和断开时间应比 PLC 的扫描周期长。内部信号计数器按工作方式又分为 16 位单向加法计数器（C0C199）和 32 位双向加/减计数器（C200C224） ， 它们的计数范围分别是 132767 和-2147483648+2147463647。 （2）高速计数器 FX2N 型 PLC 有 21 个高速计数器，其地址编号是 C235C255。高速计 数器的最高计数频率受两个因素限制，一个是输入响应速度，另一个是全 部高速计数器的处理速度。因为高速计数器是采用中断方式操作，因此计 数器用得越少，计数频率就越高。 7、数据寄存器 D 15 FX2N 型 PLC 有如下几种寄存器： （1）通用数据寄存器（D0D199） （2）掉电保持数据寄存器（D200D7999） （3）特殊数据寄存器（D8000D8255） 8、变址寄存器 V/Z 变址寄存器实际上是一种特殊用途数据寄存器，其作用相当于微处理器中 的变址寄存器，用于改变元器件的地址编号。V、Z 都是 16 位寄存器，可串联 使用表示 32 位数，并规定 V 为高位，Z 为低位。 9、常数 K/H 常数也作为一种软器件处理，十进制常数用 K 表示，十六进制数则用 H 表示。 10、指针 P/I 指针有两种类型： （1）分支指令指针 P0P63 共 64 点。作为一种标号，用来指定跳转指令 CJ 或子程序调 用指令 CALL 等分支指令的跳转目标，指针在用户存储器中占有一定空间。 （2）中断用指针 I0I8共 9 点。可分为输入中断和定时器中断。 二、FX2N 系列 PLC 的指令系统 FX2N 系列 PLC 指令有三种类型，即基本指令 27 条，步进指令 2 条， 应用指令 128 条。下面重点介绍 27 条基本指令的符号、格式、功能及使用 方法。 1、输入输出指令（LD/LDI/OUT） 下面把 LD/LDI/OUT 三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件 以列表的形式加以说明： 符号 功 能 梯形图表示 操作元件 16 LD（取） 常开触点与母线相连 X，Y，M，T，C,S LDI（取反）常闭触点与母线相连 X，Y，M，T，C,S OUT（输出） 线圈驱动 Y，M，T，C，S,F LD 与 LDI 指令用于与母线相连的接点，此外还可用于分支电路的起点。 OUT 指令是线圈的驱动指令，可用于输出继电器、辅助继电器、定时器、 计数器、状态寄存器等，但不能用于输入继电器。输出指令用于并行输 出，能连续使用多次。OUT 是多程序步指令，要视目标元件而定。 X000 Y000 地址 指令 数据 0000 LD X000 0001 OUT Y000 2 、触点串连指令（AND/ANI） 、并联指令（OR/ORI） 符号（名称） 功 能 梯形图表示 操作元件 AND（与） 单个常开触点串联 X，Y，M，T，C,S ANI（与非） 单个常闭触点串联 X，Y，M，T，C,S OR（或） 单个常开触点并联 X，Y，M，T，C，S ORI（ 或非）单个常闭触点并联 X，Y，M，T，C，S AND、ANI 指令用于一个触点的串联，但串联触点的数量不限，这两 个指令可连续使用。OR、ORI 是用于一个触点的并联连接指令。 X001 X002 Y001 地址 指令 数据 0002 LD X001 17 X003 0003 ANDI X002 0004 OR X003 0005 OUT Y001 3 、电路块的并联和串联指令（ORB、ANB） 符号（名称） 功 能 梯形图表示 操作元件 ORB（块或） 电路块并联连接 无 ANB（块与） 电路块串联连接 无 含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接块” ，串联电路块并 联连接时，支路的起点以 LD 或 LDNOT 指令开始，而支路的终点要用 ORB 指 令。ORB 指令是一种独立指令，其后不带操作元件号，因此，ORB 指令不表 示触点，可以看成电路块之间的一段连接线。如需要将多个电路块并联连 接，应在每个并联电路块之后使用一个 ORB 指令，用这种方法编程时并联 电路块的个数没有限制；也可将所有要并联的电路块依次写出，然后在这 些电路块的末尾集中写出 ORB 的指令，但这时 ORB 指令最多使用 7 次。 将分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时使用 ANB 指令， 各并联电路块的起点，使用 LD 或 LDNOT 指令；与 ORB 指令一样，ANB 指令 也不带操作元件，如需要将多个电路块串联连接，应在每个串联电路块之 后使用一个 ANB 指令，用这种方法编程时串联电路块的个数没有限制，若 集中使用 ANB 指令，最多使用 7 次。 ANB X000 X002 X003 Y006 18 X001 X004 X005 ORB X006 X003 地 址 指 令 数 据 0000 LD X000 0001 OR X001 0002 LD X002 0003 AND X003 0004 LDI X004 0005 AND X005 0006 OR X006 0007 ORB 0008 ANB 0009 OR X003 0010 OUT Y006 4、多重输出指令 MPS、MRD、MPP MPS，进栈指令 MRD，读栈指令 MPP，出栈指令 19 这三条指令用于多重输出电路，可以将触点状态存储起来（进栈） ，需 要时再取出（读栈） 。 FX2N 系列 PLC 中有 11 个栈存储器。当使用进栈指令 MPS 时，当时的 运算结果压入栈的第一层，栈中原来的数据向下一层推移；使用出栈指令 MPP 时，各层的数据依次向上移动一次；MRD 是最上层所存数据的读出指令， 读出时，栈内数据不发生移动。MPS 和 MPP 指令必须成对使用，而且连续 使用应少于 11 次。 5、脉冲上升沿、下降沿检出的触点指令 LDP: 取脉冲上升沿指令 LDF：取脉冲下降沿指令 ANDP：与脉冲上升沿指令 ANDF：与脉冲下降沿指令 ORP：或脉冲上升沿指令 ORF：或取脉冲下降沿指令 上面 6 条指令的目标元件都为 X、Y、M、S、T、C。 6、主控与主控复位指令 MC、MCR MC 为主控指令，用于公共串联触点的连接，MCR 叫主控复位指令。在 编程时，经常遇到多个线圈同时受一个或一组触点控制，如果在每个线圈 的控制电路中都串入同样的触点，将占用存储单元，程序就长，此时若使 用 MC 指令更为合理。使用主控指令的触点称为主控触点，它在梯形图中与 一般触点垂直。它们是与母线相连的触点，像是控制一组电路的总开关。 MC 是 3 程序步指令，MCR 是 2 程序步指令，两条指令的操作目标元件是 Y、M，但不允许使用特殊辅助继电器 M。 7、置位与复位指令 SET、RST SET 为置位指令，使动作保持；RST 为复位指令，使操作复位。SET 指 令的操作目标元件为 Y、M、S，而 RST 指令的操作目标元件为 Y、M、S、D、V、Z、T、 。C 20 8、脉冲输出指令 PLS、PLF PLS 指令在输入信号上升沿产生脉冲输出；而 PLF 在输入信号下降沿 产生脉冲输出，这两条指令都是 2 程序步指令，它们的目标元件是 Y 和 M，但特殊辅助继电器不能作为目标元件。 9、取反指令 INV INV 指令是将 INV 指令之前的运算结果取反的指令。在能输入 AND、ANI、ANDP、ANDF 指令步的相同位置处，可编写 INV 指令，该指令不 能像指令 LD、LDI、LDP、LDF 那样与母线相连，也不像指令 OR、ORI、ORP、ORF 那样单独使用。INV 指令的功能是将执行 INV 指令之前 存在的 LD、LDI、LDP 和 LDF 指令以后的运算结果取反。 10、空操作指令 NOP NOP 是一条无动作、无目标元件的一程序步指令。在 PLC 内将程序全 部清除时，全部指令成为 NOP。 11、程序结束指令（END） END 指令是一条无目标元件的一程序步指令。在程序结束处写上 END 指令，PLC 只执行第一步至 END 之间的程序，并立即输出处理。若不写 END 指令，PLC 将以用户存贮器的第一步执行到最后一步，因此，使用 END 指 令可缩短扫描周期。另外。在调试程序时，可以将 END 指令插在各程序段 之后，分段检查各程序段的动作，确认无误后，再依次删去插入的 END 指 令。 21 第三章第三章 梯形图的设计与编程方法梯形图的设计与编程方法 31 编程方法 PLC 的梯形图从上至下按行绘制，每一行从左至右，左侧总是安排输入触 点，并且把并联触点多的支路靠近最左端；在编辑梯形图时，只有一个梯级编 制完整后才能继续后面的程序编制；支路最右边的软器件必须是输出器件；梯 形图中每个编程软件应按一定的规则加标字母和数字串。 32 控制工艺和要求 1）控制工艺 南北、东西向的十字路口，均设有红、黄、绿三只信号灯，其中南、北向 的信号灯同步变化；东、西向的信号灯也同步变化。六只灯依一定的时序循环 往复工作。 2）控制要求 信号灯受启动及停止按钮的控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开始工 作，并周而复始地循环工作，当按下停止按钮时，系统将停止在初始状态，所 有信号灯都熄灭。 3.3 十字路口交通灯示意图 交通灯示意图如下图所示，在东西南北两个方向均安装信号灯，两个方向 各 6 个灯，分为红、黄、绿三种颜色。按下起动按钮后，南北向绿灯亮维持 25s，绿灯闪动 3 秒后，南北黄灯亮 2S，（期间，东西向红灯亮 30S）然后东西 方向绿灯亮 25s，接着绿灯闪动 3 秒后，东西向黄灯亮 2S（期间，南北向红灯 也亮 30S）。接下去周而复始，直到停止按钮被按下为止。 22 图 1 3.4 控制时序图（图 2） 23 3.5PLC 外部接线图(图 3) 3.6 硬件及外围元件 根据信号灯的控制要求，所有的器件有：三菱 FX2N 系列 PLC、启动按钮 SB1、停止按钮 SB2、红黄绿