内容发布更新时间 : 2024/5/18 9:51:12星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

据逻辑运算得出的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中所对应位的状态；或者是刷新该输出线圈在I/O映象中所对应位的状态；又或者是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

当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映象区内对应的数据和状态来刷新所有的输出锁存电路，和外接电路，再经输出放大电路驱动相应的外设。 2.2.3 PLC设计的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1、最大限度地满足被控对象的控制要求

如何充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，这是设计PLC控制系统的首要目标，这也是设计中最为重要的一条原则。要求设计人员在设计前就要深入现场来进行调查和研究，收集控制现场的各方资料以及相关先进的国内、国外资料。

2、保证PLC控制系统的安全可靠

保证PLC控制系统能够长期可靠、安全、稳定地运行，这是设计控制系统的重要原则。要求设计者在系统的设计、元器件的选择、软件的编程上要全面考虑，以确保控制系统能够安全可靠地运行。例如：保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在各种非正常情况下如突然掉电再上电、按钮按错等，也能正常工作。

3、力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能够提高产品的数量和质量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入和技术的培训以及设备的维护也将导致运行资金的急剧增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的经济效益，另一方面也要注意不断地降低工程的造价成本。这些要求设计者不仅应该使控制系统简单并且兼具经济性的特点，而且还要使控制系统的使用和维护方便、成本低，而不能一味盲目地追求高指标。

4、适应发展的需要

由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断提高，所以设计时要适当考虑到今后控制系统的发展和完善的需要。这就要求在选择PLC的输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当地留有余量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

在可编程逻辑控制器系统的设计时，首先应该确定控制方案，下一步工作就是可编程逻辑控制器的设计和选型。工艺流程的特点和应用要求就是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应该是高度集成的、标准的，按照其易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则来选用型号，而且所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有成熟可靠的系统和投运业绩的各类产品，与其系统硬件、软件配置及功能应该和控制要求相适应。

2.3 PLC的选用

PLC发展到了今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业监测和控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多还具有完善的数据运算能力，因而可用于各种数字控制领域。以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸几乎小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积十分小从而很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

近年来PLC的功能单元大量涌现，这使得PLC渗透到了温度控制、位置控制和CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的快速发展，使用PLC组成的各种控制系统变得非常容易。PLC用于存储逻辑代替接线逻辑从而大大减少控制设备外部的接线，这使得控制系统设计及建造的周期大为缩短，与此同时维护也变得更加容易起来。最重要的是使同一设备经过了改变程序改变使得生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

目前生产可编程控制的器的厂家很多，并且每个厂家本身生产的产品也不尽相同，但就其基本构造和指令都相近，因此只需从中选择一款适合控制系统要求的PLC即可。

本文采用的是三菱公司的FX2N-128MT-001，其中输入点：64，输出点：64，晶体管输出。FX2N-128MT-001属于第三代小型可编程控制器，集高速、高性能及高容量于一身。作为一种新型PLC，具有自身一些独有特点，下列是关于FX2N-128MT-001的一些基本介绍：

PLC平均无故障时间（MTBF）高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的外部电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到了数百甚至数千分之一，故障率也就因此大大降低。此外，PLC还带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可以及时地发出警报信息。

从PLC功能来看，该型号PLC的CPU 处理速度达到了0.065us并且内置了高达64K 的大容量RAM 存储器。高内存大幅增加了内部软元件的数量，强化了指令的功能，提供了多达209 条应用指令，包括像与三菱变频器通讯的指令，CRC 计算指令，

以及产生随机数指令等等。晶体管输出型的基本单元内置了3 轴独立最高100kHz 的定位功能，并且增加了新的定位指令；带DOG 搜索的原点回归（DSZR ），中断单速定位（DVIT）和表格设定定位（TBL），从而使得定位控制功能更加强大，使用更加地方便；内置了6 点同时100kHz 的高速计数功能，双相计数时可以进行4 倍频计数，大大地提升了运行速度。此外该型号PLC还有一些其它特殊功能：

1.定位指令增加。

2.可扩展高速脉冲输出模块FX3U-WHSY-ADP 用于定位。 3.可扩展定位模块FX3U-20SSC-H模块用于定位。 4.可连接FX系列之前的定位模块。

2.4 本章小结

本章提出了信号灯系统的总体构思，并且提出了十字路口信号灯系统的具体构成

元素：东、西、南、北方向装有主干道直行“红绿黄”灯和左转“红绿黄”灯，人行道红、绿灯和四个计数器以及手持式无线控制器。并且通过对PLC各个型号的对比以及从设计的实际要求出发选择了PLC的具体型号。

第3章 信号灯控制系统的设计

3.1 信号灯结构设计

本文以十字路口信号灯的PLC控制为主进行研究。该课题中的十字路口信号灯包括南北方向左转和直行红黄绿灯和人行道红绿灯各两组，东西方向左转红黄绿灯以及人行道红绿灯各两组；东西、南北方向各有两组七段数码管显示屏，由于同一方向控制时间相同，所以该方向两组数码管显示时间完全相同。本节设计主要围绕各个信号灯的工作时序图和具体的PLC控制程序来做介绍，同时分配了各个信号灯以及数码管的PLC端口。 3.1.1 工作时序图

1．南北方向

对于该方向，信号灯配置为左转红黄绿灯和直行红黄绿灯以及人行道红绿灯各两组。直行红黄绿灯控制直行车辆，同时左转红黄绿灯控制左转车辆，两组信号灯状态相反，分别在不同时段放行直行以及左转的车辆。本文采用的是以120s为周期，其信号灯工作时序如图3.1所示。

对于直行红黄绿灯，该组信号灯的3个灯以绿灯（35s） 黄灯(5s) 红灯（80s）依次循环。

对于左转红黄绿灯，该组信号灯的3个灯以红灯（40s） 绿灯（15s） 黄灯(5s) 红灯（60s）依次循环。

对于人行道红绿灯，本设计配置了红灯和绿灯两种状态，且该红、绿灯各自均以红灯（60s） 绿灯（60s）依次循环，并且与直行方向与左转方向绿灯状态相反。即对于某一车道，当直行及左转红灯均亮时该侧的人行道绿灯才亮，当任一直行或左转绿灯亮时该人行道都显示为红灯亮。该循环方式保证了车、人的有序通过，并充分保证了行人的人身安全。