plc交通灯.doc

1 目目 录录 摘摘 要要 3 3 第一章第一章 PLCPLC 的特点及应用的特点及应用 3 3 1 1 概述 3 1 2 PLC 的特点 4 1 3 PLC 的应用 4 第二章第二章 PLCPLC 的结构及原理的结构及原理 6 6 2 1 PLC 的分类 6 2 2 PLC 的结构 6 2 3 PLC 的工作原理 7 2 4 PLC 汇编语言 7 2 5 PLC 的基本指令 9 2 6 PLC 交通灯毕业设计编程器件 13 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 13 13 3 1 控制要求 13 3 2 控制时序 13 3 3 PLC 交通灯毕业设计硬件及外围元器件 14 3 4 I O分配表 15 第四章第四章 程序设计程序设计 1616 4 1 PLC 交通灯毕业设计梯形图 16 4 2 PLC 交通灯毕业设计指令图 18 4 3 软件设计 21 第五章第五章 PLCPLC 交通灯毕业论文设计总结交通灯毕业论文设计总结 21 21 谢谢 辞辞 22 22 参考文献参考文献 22 22 2 PLC 交通灯毕业论文交通灯毕业论文 摘摘 要要 PLC 可编程序控制器是以微处理器为基础 综合了计算机技术 自动控制技术和 通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置 它具有结构简单 编程方便 可靠 性高等优点 已广泛用于工业过程和位置的自动控制中 据统计 可编程控制器是 工业自动化装置中应用最多的一种设备 专家认为 可编程控制器将成为今后工 业控制的主要手段和重要的基础设备之一 PLC 机器人 CAD CAM 将成为工业生 产的三大支柱 由于 PLC 具有对使用环境适应性强的特性 同时其内部定时器资 源十分丰富 可对目前普遍使用的 渐进式 信号灯进行精确控制 特别对多岔路 口的控制可方便地实现 因此现在越来越多地将 PLC 应用于交通灯系统中 同时 PLC 本身还具有通讯联网功能 将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一 调度管理 可缩短车辆通行等候时间 实现科学化管理 第一章第一章 PLCPLC 的的特点及应用特点及应用 1 1 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 3 Personal Computer 的简称混淆 所以将可编程控制器简称 PLC 1 2 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 1 3 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 4 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 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 5 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 1 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 2 2 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 输 入 接 口 部 件 中央处理单元 CPU 板 电 源 部 件 接 口 部 件 输 出 6 2 6 PLC 交通灯毕业设计编程器件 一般情况下 X 代表输入继电器 Y 代表输出继电器 M 代表辅助继电器 SPM 代表专用辅助继电器 T 代表定时器 C 代表计数器 S 代表状态继电器 D 代表数据寄存器 MOV 代表传输等 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 3 1 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 2 控制时序 交通灯示意图如图1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 工作时序如图2所示 假设东西向较忙 绿灯时间是 南北向的2倍 40s 按下起动按钮后 南北向绿灯亮维持20s 20s后 南北黄灯 闪烁3次 计6S 期间 东西向红灯也亮 并维持26s 26s后 东西方向绿灯亮 40s 后东西向黄灯闪烁3次 计6s 期间 南北向红灯也亮 并维持46so接下去 周而复始 直到停止按钮被按下为止 7 8 3 3 PLC 交通灯毕业设计硬件及外围元器件 根据信号灯的控制要求 所有的器件有 三菱FX系列PLC 起动按钮SB1 停止 按钮SB2 红黄绿色信号灯各4只 输入 输出端口接线如图3所示 由图可见 起动按钮SB1接于输入继电器X0端 停止按钮SB2接于输入继电器xl端 东西方向 的绿灯接于输出继电器Y5端 东西方向黄灯接于输出继电器Y4端 东西方向的红 灯接于输出继电器Y3端 南北方向绿灯接于输出继电器Y2端 南北方向的黄灯接 于输出继电器Y1 南北方向红灯接于输出继电器Y0 将输出端的COM1及COM2用导 线相连 输出端的电源为交流220V 如果信号灯的功率较大 一个输出继电器不 能带动两只信号灯 可以采用一个输出点驱动一只信号灯 也可以采用输出继电 器先带动中间继电器 再由中间继电器驱动信号灯 9 3 4 I O 分配表 10 第四章第四章 程序设计程序设计 4 1 PLCPLC 交通灯毕业设计交通灯毕业设计梯形图梯形图 11 12 4 2 PLCPLC交通灯毕业设计交通灯毕业设计指令图指令图 13 14 15 4 3 软件设计 采用步进梯形指令双流程编程实现 应用并联分支结构 其状态转移图如图4所 示 由图可知 我们把东西和南北方向信号灯的动作分成两个流程同时起动 分 别运行各自的时序动作 相互之间的配合由统一的时钟进行有机配合 不会出现 差错 现仅以南北方向的动作简单分析一下工作原理 东西方向工作过程基本相 同 在此不再赘述 系统起动时 利用M8002开机脉冲自动进入XO状态 系统处 于等待状态 当启动按钮SB1按下时 xO11接通 Y1和Y4同时起动 Y1使南北绿 灯亮 Y4使东西红灯亮 东西方向以下不分析 x0起动的同时TO开始计时 20s 后利用 常开接点的闭合使状态进入T4 此时Y3和Y5起动 T4使南北黄灯亮 T1 计时6s 6s后进入T2 在T3状态下 起动CO和T2 此时南北黄灯灭 CO计数加 1 T2时间到时 如果co J 数不到3次 状态转到T0循环 如果CO计数到3次 状 态转入T4 这样就做到了南北方向黄灯闪烁3次的要求 南北方向黄灯闪烁3次后 系统进入T4状态 在T4状态下 为下次闪烁作好准备 同时起动Y3和Y5 Y1使南 北红灯亮 亮46s后进入X0状态 至此南北方向的一个循环执行完 此时东西方 向也应该完成 在 两个方向都完成后 必须都完成 又重新进入X0和X11 如此反复 工作 在任何时候按下停止按钮SB2 Xl接通 并复位相关状态和计数器 系统 自动停止 第五章第五章 PLC 交通灯毕业论文设计总结交通灯毕业论文设计总结 在设计过程中 经常会遇到这样那样的情况 就是心里老想着这样的接法可 以行得通 但实际接上电路 总是实现不了 因此耗费在这上面的时间用去很多 我趁着做课程设计的同时也对课本知识有了巩固和加强 由于课本上的知识 太多 平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能 而且考试内容 有限 所以在这次课程设计过程中 我们了解了很多元件的功能 并且对于其在 电路中的使用有了更多的认识 经过两个星期的设计里 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 从开始时的满富激情到后来汗水背后的复杂心情 点点滴滴 无不令我回味无长 16 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的 只有理论知 识是远远不够的 只有把所学的理论知识与实践相结合起来 从理论中得出结论 才能真正为社会服务 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力 在设计 的过程中遇到问题 可以说得是困难重重 这毕竟第一次做 难免会遇到过各种 各样的问题 同时在设计的过程中发现了自己的不足之处 对以前所学过的知识 理解得不够深刻 掌握得不够牢固 17 谢谢 辞辞 当我以学子的身份踏入大学校门的那天起 便已注定我将在这里度过人生中 最美丽的青春年华 提笔写下 谢辞 我才惊觉自己即将真正离开 人生亦从 此展开新的画卷 尽管不舍 却更珍惜 因为我的生命中有那么多可爱的人值得 感激 他们使我的大学生活充满了色彩 无论收获 遗憾 对我来说都是一笔宝 贵的财富 三年的大学生活不知不觉中就要结束了 在这段难忘的生活中 有我许多美 好的回忆 在这份大学的最后一页里 首先感谢学院给我们提供这个能自我展示 的平台 感谢我们的指导老师 你们从一开始的论文方向的选定 到最后的整篇 文论的完成 都非常耐心的对我进行指导 给我提供了大量数据资料和建议 告 诉我应该注意的细节问题 细心的给我指出错误 修改论文 谢谢我们班主任和 在我三年的学习中无私传授我知识的各位老师 是你们将自己宝贵的财富无私地 奉献给了我们