基于PLC的十字路口智能交通灯监控系统Word文档下载推荐.docx
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交通灯、PLC操纵、软硬件系统
二、PLC简介
、PLC的大体概念
初期的可编程操纵器称作可编程逻辑操纵器（ProgrammableLogicController,PLC），它要紧用来代替继电器实现逻辑操纵。
随着技术的进展，这种采纳的工业操纵装置的功能已经大大超过了逻辑操纵的范围，因此，今天这种装置称作可编程操纵器，简称PC。
可是为了幸免与个人运算机（PersonalComputer）的简称混淆，因此将可编程序操纵器简称PLC,plc自1969年美国数据设备公司（DEC）研制显现，现行美国，日本，德国的可编程序操纵器质量优良，功能壮大。
、PLC的大体结构
PLC实质是一种专用于工业操纵的运算机，其硬件结构大体上与微型运算机相同，大体组成为：
、电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。
若是没有一个良好的、靠得住的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。
一样交流电压波动在+10%（+15%）范围内，能够不采取其它方法而将PLC直接连接到交流电网上去。
、中央处置单元（CPU）
中央处置单元（CPU）是PLC的操纵中枢。
它依照PLC系统程序给予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；
检查电源、存储器、I/O和警戒按时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC投入运行时，第一它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并别离存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，通过命令说明后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄放器内。
等所有的用户程序执行完毕以后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄放器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC的靠得住性，最近几年来对大型PLC还采纳双CPU组成冗余系统，或采纳三CPU的表决式系统。
如此，即便某个CPU显现故障，整个系统仍能正常运行。
、存储器
寄存系统软件的存储器称为系统程序存储器。
寄存应用软件的存储器称为用户程序存储器。
输入输出接口电路
1>
．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场操纵的接口界面的输入通道。
2>
．现场输出接口电路由输出数据寄放器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的操纵信号。
、功能模块
如计数、定位等功能模块。
、通信模块
如以太网、RS48五、Profibus-DP通信模块等。
、PLC的工作原理
、扫描技术
当PLC投入运行后，其工作进程一样分为三个时期，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个时期。
完成上述三个时期称作一个扫描周期。
在整个运行期间，PLC的CPU以必然的扫描速度重复执行上述三个时期。
、输入采样时期
在输入采样时期，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。
输入采样终止后，转入用户程序执行和输出刷新时期。
在这两个时期中，即便输入状态和数据发生转变，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也可不能改变。
因此，若是输入是脉冲信号，那么该脉冲信号的宽度必需大于一个扫描周期，才能保证在任何情形下，该输入均能被读入。
、用户程序执行时期
在用户程序执行时期，PLC老是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。
在扫描每一条梯形图时，又老是先扫描梯形图左侧的由各触点组成的操纵线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点组成的操纵线路进行逻辑运算，然后依照逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；
或刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；
或确信是不是要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即，在用户程序执行进程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据可不能发生转变，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生转变，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；
相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
在程序执行的进程中若是利用当即I/O指令那么能够直接存取I/O点。
即利用I/O指令的话，输入进程影像寄放器的值可不能被更新，程序直接从I/O模块取值，输出进程影像寄放器会被当即更新，这跟当即输入有些区别。
、输出刷新时期
当扫描用户程序终止后，PLC就进入输出刷新时期。
在此期间，CPU依照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。
这时，才是PLC的真正输出。
、PLC的特点
PLC具有以下鲜明的特点。
（1）系统组成灵活，扩展容易，以开关量操纵为其特长；
也能进行持续进程的PID回路操纵；
并能与上位机组成复杂的操纵系统，如DDC和DCS等，实现生产进程的综合自动化。
（2）利用方便，编程简单，采纳简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需运算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。
另外，可在线修改程序，改变操纵方案而不拆动硬件。
（3）能适应各类恶劣的运行环境，抗干扰能力强，靠得住性强，远高于其他各类机型。
三、系统硬件
PLC的硬件要紧由中央处置器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部份组成。
其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位运算机等外设连接。
PLC的工作原理：
（1）接线程序操纵与存储程序操纵
（2）PLC循环扫描工作进程（3）输入/输出滞后响应PLC的工作方式为循环扫描方式，其工作进程大致分为3个时期：
输入采样、程序执行和输出刷新。
PLC操纵交通灯的I/O表
表1PLC操纵交通灯的I/O表
PLC地址功能说明
SD
东西灯红
南北灯绿
南北灯黄
南北灯红
东西灯绿
东西灯黄
南北右灯
南北人行道
东西右灯
东西人行道
、PLC的外部接线图
PLC的外部接线如图1所示：
图1PLC外部接线图
四、系统软件
PLC的软件由系统程序和用户程序组成。
系统程序由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。
系统程序一样包括系统诊断程序、输入处置程序、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，依照操纵要求编制的程序。
在PLC中，最重要的是用PLC的编程语言写用户程序，以实现操纵目的。
由于PLC是专门为工业操纵而开发的装置，其要紧利用者是广大电气技术人员，为了知足他们的传统适应和把握能力，PLC的要紧编程语言采纳比运算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。
PLC操纵交通灯系统整体流程图：
东西黄灯亮5秒
高峰时段
晚间时段
启动开始
东西南北红黄绿灯均不亮
正常时段
结束
时间到否？
东西红灯亮60秒，南北绿灯亮50秒
东西绿闪亮5秒
南北红灯亮30秒，东西绿灯亮20秒
南北绿灯闪亮5秒
南北黄灯亮5秒
东西红灯亮45秒，南北绿灯亮35秒
南北红灯亮45秒，东西绿灯亮35秒
图2十字路口交通等流程
五、总结
通过为期一周的PLC课设是我知道了在PLC课程中所学到的知识在实际操作中是如何应用的，让我加倍深切的了解了《PLC可编程操纵器》这门课程的重要性，和它的应用性。
通过设计PLC操纵的交通灯仿真制作，使咱们不单单局限于书本上去了解这些芯片，而是明白得了它们真正意义上的应用与实际操作，和它们所起到的作用，而不是只是单一的以为讲义上确实是对的，咱们通过操作来证明它们的正确性，有了更大的说服力。
PLC用于对交通信号灯的操纵，主若是考虑其具有对环境适应强的特性，同时其内部按时器资源十分丰硕，可对目前普遍存在利用的“渐进式”信号灯进行精准操纵，专门关于多岔道口的操纵可方便实现。
目前大多数品牌的PLC内部均配有实不时钟，通过编程操纵可对信号灯实施全天候无人化治理。
由于PLC本身具有通信联网功能，因此同一条路上的信号灯组成一局域网进行统一调度治理，实现科学化治理。
参考文献
[1]廖常初.PLC编程及应用[M]．机械工业出版社,
2020
[2]《PLC编程及应用》课程实验指导手册
[3]钟肇新，范建东编.可编程操纵器基础及应用.广州：
华东理工大学
附录：
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