plc交通燈課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　課程名稱： 專業(yè)課程設(shè)計 </p><p>　　系 部： 電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成時間： 2012.12.21 </p><p>　　報告成績： </p><p>　　PLC交通燈課程設(shè)計</p><p>&

3、lt;b>　　摘 要</b></p><p>　　PLC可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點,已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計,可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為,可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一,PLC、機(jī)器人、CAD/

4、CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性,同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富,可對目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號燈進(jìn)行精確控制,特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。同時,PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能,將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理,可縮短車輛通行等候時間,實現(xiàn)科學(xué)化管理.</p><p>　　關(guān)鍵詞：交通燈 PLC 程序 設(shè)計

5、</p><p>　　一、 PLC的特點及應(yīng)用</p><p><b>　　1.1 概述 </b></p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）是計算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC

6、，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(jī)（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。</p><p>　　1.2 PLC的特點</p><p>　　1 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；</p><p>　　2 通用

7、性高，使用方便；</p><p>　　3程序設(shè)計簡單，易學(xué)，易懂；</p><p>　　4采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便；</p><p><b>　　5系統(tǒng)設(shè)計周期短；</b></p><p>　　6安裝簡便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量??；</p><p>　　7對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行

8、柔性生產(chǎn)；</p><p>　　1.3 PLC的應(yīng)用</p><p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 </p><p>　　1開關(guān)量的邏輯控制 </p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器

9、電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p><b>　　2 模擬量控制 </b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Anal

10、og）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 </p><p><b>　　3 運動控制 </b></p><p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步

11、進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。 </p><p><b>　　4 過程控制 </b></p><p>　　過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多

12、的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 5 數(shù)據(jù)處理 </p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操

13、作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 </p><p>　　二、 PLC的結(jié)構(gòu)及原理</p><p>　　2.1 PLC的分類</p><p>　　1 按plc的結(jié)構(gòu)形式分類：1）整體式；2）模塊式。</p>

14、<p>　　2 按plc的I/O點數(shù)分類：1）小型256點以下；2）中型256點以上，2048點以下；3）大型2048點以上。</p><p>　　3按plc功能分類：抵擋型，中擋型，高檔型。</p><p>　　2.2 PLC的結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組

15、合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。</p><p>　　PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：</p><p>　　接受 驅(qū)動</

16、p><p>　　現(xiàn)場信號 受控元件</p><p>　　2.3 PLC的工作原理</p><p>　　1.plc的工作方式</p><p>　　1）輸入采樣階段，在此階段，順序讀入所有輸入緞子通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時，即使輸

17、入信號發(fā)生變化，內(nèi)存中輸入信息也不變化，只有在下一個掃描周期的輸入采樣階段才能讀入信息。</p><p>　　2） 程序執(zhí)行階段：plc對用戶程序掃描。</p><p>　　3）輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢通過隔離電路，驅(qū)動功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號驅(qū)動外部負(fù)載。</p><p>　　三、 梯形圖的設(shè)計與編程方法</p><

18、p><b>　　3．1 控制要求</b></p><p>　　信號燈受啟動及停止按鈕的控制，當(dāng)按下啟動按鈕時，信號燈系統(tǒng)開始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)工作，當(dāng)按下停止按鈕時，系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài)，所有信號燈都熄滅?？刂埔笠娤卤恚?lt;/p><p>　　3.2 PLC交通燈課程設(shè)計硬件及外圍元器件</p><p>　　根據(jù)信號燈的控制要求，所有

19、的器件有：三菱FX系列PLC、起動按鈕SB1、停止按鈕SB2、紅黃綠色信號燈各4只，輸入／輸出端口接線如圖3所示。由圖可見：起動按鈕SB1接于輸入繼電器X0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器xl端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y5端，東西方向黃燈接于輸出繼電器Y4端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向綠燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y1，南北方向紅燈接于輸出繼電器Y0。將輸出端的COM1及COM2用導(dǎo)線相連

20、，輸出端的電源為交流220V。如果信號燈的功率較大，一個輸出繼電器不能帶動兩只信號燈，可以采用一個輸出點驅(qū)動一只信號燈，也可以采用輸出繼電器先帶動中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動信號燈。</p><p>　　圖2 交通燈時序圖</p><p>　　3.3 I/O 分配表</p><p>　　3.4 PLC選型</p><p>　　通過上

21、述的分析，可以看到，系統(tǒng)需要2個輸入和6個輸出，對于這樣一個小型的系統(tǒng)可以選擇一些小型PLC就可以滿足需求，可以選擇FX2-48MR型PC機(jī)。</p><p><b>　　第四章 程序設(shè)計</b></p><p><b>　　4．1 梯形圖</b></p><p>　　4．2 PLC交通燈課程設(shè)計指令圖</p>

22、;<p>　　五、PLC交通燈課程設(shè)計設(shè)計總結(jié)</p><p>　　在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里老想著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。</p><p>　　我趁著做課程設(shè)計的同時也對課本知識有了鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這

23、次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。</p><p>　　經(jīng)過兩個星期的設(shè)計里，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我們也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時的滿富激情到后來汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)

24、合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.廖常初主編. PLC基礎(chǔ)及

25、應(yīng)用 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004</p><p>　　2.廖常初等.PLC的順序控制編程方法.工業(yè)自動化，（香港），1997</p><p>　　3.廖常初主編. PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　4.廖常初.PLC梯形圖的順序控制設(shè)計法.電工技術(shù)雜志，2001</p><p>　　5.

26、電機(jī)及拖動.高等教育出版社，</p><p>　　6.朱獻(xiàn)清 編著.物業(yè)供用電.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2003</p><p>　　7.劉介才主編.實用供配電技術(shù)手冊.北京：中國水利水電出版社，2002</p><p>　　8.常斗南主編 可編程序控制器原理*應(yīng)用*實驗.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005</p><p>　　9.求是科

27、技編著 PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐.電子工業(yè)出版社.2004</p><p>　　10.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 電氣制圖，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1987</p><p>　　11.余雷聲主編，電氣原理與PLC應(yīng)用。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996</p><p>　　12.鐘肇新，范建東編. 可編程控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用.廣州：華東理工大學(xué)，2002</p>