内容发布更新时间 : 2024/6/26 20:13:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计
1. 可编程控制器
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 Personal Computer 的简称混淆 所以将可编程控制器简称 PLC。
1.2 可编程控制器的简介
1.2.1 PLC 的特点
1 可靠性高 抗干扰能力强继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力 但使用
了大量的机械触头 使设备
连线复杂 由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良 容易出现故障 PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器 仅剩下与输入和输出有关的少量硬件 接线可减少互继电器控制系统的 1/10--1/100 因触点接触不良造成的故障大为减少。
而 PLC 采用微电子技术 大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成 大部
分继电器和复杂的连线被软件程序所取代 故寿命长 可靠性大大提高。
2 通用性高 使用方便 PLC 发展到今天 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
模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外 现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现 使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、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发展使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。
3 程序设计简单 易学 易懂 PLC 作为通用工业控制计算机 是面向工矿企业的工控设备。它接口容易 编程语
言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近 只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
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采用先进的模块化结构 系统组合灵活方便
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基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计
以超小型 PLC 为例 新近出产的品种底部尺寸小于 100mm 重量小于 150g 功
耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部 是实现机电一体化的理想控制设备。
5 安装简便 调试方便 维护工作量小 系统设计周期短 PLC 用存储逻辑代替接线
逻辑 大大减少了控制设备外部的接线 使控制系统设计及建
造的周期大为缩短 同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 1.2.2
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以下几个
方面
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 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
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