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湖北理工学院毕业设计 （论文)

图1-4 晶体管输出型

1.5 PLC汇编语言

采用面向控制过程，面向问题，简单直观的plc编写横语言，常用的有：梯

形图，语句表，功能图等。

1.梯形图：程序设计语言梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言，程序采用梯形图的形式描述。这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。

每个梯级是一个因果关系。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在后面。梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。

2. 布尔助记符：程序设计语言布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。布尔助记符程序设计语言与计算机中的汇编语言非常相似，采用布尔助记符来表示操作功能。

3.功能表图：程序设计语言功能表图程序设计语言是用功能表图来描述程序的一种程序设计语言。它是近年来发展起来的一种程序设计语言。采用功能表图的描述，控制系统被分为若干个子系统，从功能入手，使系统的操作具有明确的含义，便于设计人员和操作人员设计思想的沟通，便于程序的分工设计和检查调试。

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1.6 PLC的基本工作原理

一. 扫描技术

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 1 输入采样阶段

在输入采样阶段，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映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。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，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 2 、用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总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，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后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映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，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变化，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。 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。

同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。

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一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。

1.7 PLC的发展趋势

1、向更高处理速度、更大存储容量方向发展

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。在PLC中，用户程序的存储容量有的是用编程的步数来表示，每编一条语句为一步；有的是以字为单位来计算，16位二进制数为一个字节，每1024个字节为1KB；有的是以编程的地址来表示，每编一条语句为一地址。目前大型PLC的存储容量是几百KB，最高可达几MB。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。目前大中型PLC的扫描速度可达0．2ms／KB左右。如欧姆龙公司的C1000H为0．4ms／KB，三菱公司的A3N为0．2ms／KB。 2．产品规模向大、小两个方向发展

PLC主要有超大型和超小型两个发展趋势。超小型PLC向体积更小、速度更快、功能更强、价格更低方向发展，以真正完全取代最小的继电器系统。超大型PLC向大容量、高速度、多功能方向发展，能与计算机组成分布式控制系统，实现对工厂生产全过程的集中管理。

3．PLC编程语言更加丰富，功能不断提高，编程语言趋向标准化

在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高，除了大多数PLC使用的梯形图语言外，还有些PLC采用BASIC、C语言等高级语言编程。美国生产的PLC在基本控制方面编程语言已标准化，均采用梯形图编程，日本、英国也进入了标准化阶段，法国还采用专用编程语言GRAFCET，德国采用DIN40719标准编程语言。

4．不断开发智能模块，加强联网和通信能力

为了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、远程I／O模块、通信和人机接口模块等，扩大了PLC应用范围。目前加强PLC联网与通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网和通信可分为两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC制造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都有通信模块用于与计算机通信。

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第二章 交通信号系统

2.1 控制要求

十字路口的交通指挥信号灯如图所示：控制要求如下：

Ⅰ、设计一个适用于十字路口路口都有红、绿、灯三个信号灯对交通实现自动控制。

Ⅱ、具有急车先行控制功能。

Ⅲ、具有光电传感器实现闯红灯报警功能。 Ⅳ、用两位七段数码管实现绿灯的倒计时。

图2-1 基本框图

2.2 控制工艺流程

设置一个控制开关S00，当它接通时，信号灯控制系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当控制开关S01接通时，信号灯全部熄灭。

1、南北红灯亮并保持30秒，同时东西绿灯亮，但保持25秒，到25秒时东西绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭；继而东西黄灯亮，并保持2秒，到2秒后，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭和南北绿灯亮。

2、东西红灯亮并保持25秒。同时南北绿灯亮，保持25秒，到25秒时南北绿

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灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭；继而南北黄灯亮，并保持2秒，到2秒后，南北黄灯熄灭，南北红灯亮，同时东西红灯熄灭和东西绿灯亮。

3、SO２为东西方向闯红灯报警光电开关，ＳＯ３为南北方向闯红灯报警光电开关、ＳＯ４为东西方向急车先行光电开关、ＳＯ４为南北方向急车先行光电开关。

2.3 址地分配

南北方向：Ｙ１ 红灯 Ｔ１ ３０ｓ

Ｙ２ 绿灯 Ｔ２ ２５ｓ Ｔ７ 闪亮２ｓ Ｙ３ 黄灯 Ｔ３ ３ｓ 东西方向：Ｙ４ 红灯 Ｔ４ ３０ｓ

Ｙ５ 绿灯 Ｔ５ ２５ｓ Ｔ８ 闪亮２ｓ Ｙ６ 黄灯 Ｔ６ ３ｓ

Ｙ0闯红灯报警 Ｙ10～ Y17 LED个位显示 Ｙ20～ Y27 LED十位显示。 Ｔ９ Ｔ１０ ０．５秒脉冲发生控制绿灯的闪亮 Ｔ１１ １ｓ发生控制ＬＥＤ的减一 Ｔ１２ ３０ｓ记时控制LED数据的重新装载 T13 急车东西6通过控制 T14 南北急车6通过控制

输入设备 PLC输入继电器 代号 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 FR

功能 启动按钮 停止按钮 东西光电报警器 南北光电报警器 东西急车光电器 南北急车光电器 过载继电器 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 PLC输出继电器 功能 南北红灯 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 LED个位 LED十位 闯红灯报警 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y10～Y17 Y20～Y27 Ｙ０ 表2-1地址分配表

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