課程設(shè)計(jì)--基于三菱plc的交通燈設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　第一章 概述3</b></p><p>　　1.1 PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu)3</p><p>　　1.1.1 PLC的的基本概念3</p>

2、;<p>　　1.1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)3</p><p>　　1.2 PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域5</p><p>　　1.2.1 PLC的特點(diǎn)5</p><p>　　1.2.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域6</p><p>　　第二章 PLC的硬件與工作原理6</p><p>　　2.1 PLC的硬件

3、6</p><p>　　2.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.1.2 CPU模塊中的存儲(chǔ)器6</p><p>　　2.2 PLC的工作原理7</p><p>　　第三章 PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)8</p><p>　　3.1 PLC編程語(yǔ)言與編程結(jié)構(gòu)8</p><p>　　

4、3.1.1順序功能圖（SFC）9</p><p>　　3.1.2 梯形圖(LD)9</p><p>　　3.1.3功能塊圖(FBD)10</p><p>　　3.1.4 指令表(IL)11</p><p>　　3.2 順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法11</p><p>　　3.2.1 起保停電路的編程方式11&l

5、t;/p><p>　　3.2.2 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式12</p><p>　　第四章 三菱公司F1—40MR型PLC的使用13</p><p>　　4.1 三菱公司的PLC產(chǎn)品及F1—40MR13</p><p>　　4.1.1 F1系列PLC的指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介：13</p><p>　　4.1.2 F1—40MR

6、的編程元件：13</p><p>　　4.1.3 某些編程元件使用特性及含義：14</p><p>　　4.2 F1-20P簡(jiǎn)易編程器的使用14</p><p>　　4.2.2 編程操作14</p><p>　　第五章 基于PLC十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17</p><p>　　5.1 設(shè)計(jì)選題及PLC

7、控制過(guò)程17</p><p>　　5.2 順序功能圖18</p><p>　　5.3 以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖的設(shè)計(jì)20</p><p>　　5.4 交通燈控制系統(tǒng)的編程指令21</p><p>　　5.5程序調(diào)試22</p><p>　　5.5.1在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中注意的問(wèn)題22</p><

8、;p>　　5.5.2程序調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決方法22</p><p>　　5.5.3心得體會(huì)23</p><p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　摘要</b></p>&l

9、t;p>　　本文介紹了PLC的基本結(jié)構(gòu)及分類，PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，通過(guò)分析PLC的工作原理及PLC的編程語(yǔ)言，并且重點(diǎn)介紹了三菱F1－40MR型PLC編程語(yǔ)言和指令系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法的分析，主要介紹了兩種順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖的方法，即起保停電路設(shè)計(jì)方法和以轉(zhuǎn)換為中心的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　針對(duì)選題十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本文采用順序控制設(shè)計(jì)法中并行序列的順序功能圖設(shè)計(jì)方法

10、，將東西、南北兩個(gè)方向的路燈并行控制，再以轉(zhuǎn)換為中心的方法將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，最后利用編程器將指令輸入PLC中進(jìn)行調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)交通燈的自動(dòng)控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC、自動(dòng)控制、梯形圖、順序功能圖、交通燈控制系統(tǒng)</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1 PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu)&l

11、t;/p><p>　　1.1.1 PLC的的基本概念</p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具備極高的可靠性和靈活性，可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。<

12、/p><p>　　PLC應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC在其他領(lǐng)域，例如民用和家庭自動(dòng)化的應(yīng)用已得到了迅速的發(fā)展。它不僅是單機(jī)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣的控制設(shè)備，在大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動(dòng)搖的地位，PLC應(yīng)用程度之廣、普及程度之高，是其他計(jì)算機(jī)控制設(shè)備無(wú)法比擬的。</p><p>　　國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC作了如下定義：“

13、可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令、并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程，可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。由以上定義可以看出，PLC是一種用程序里改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了各種各樣的控制功能外，還有與其它計(jì)算機(jī)通和信

14、聯(lián)網(wǎng)的功能。</p><p>　　此實(shí)驗(yàn)是以三菱公司的PLC為基礎(chǔ)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。</p><p>　　1.1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成（見(jiàn)圖1-1）.PLC的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊的任務(wù)。</p><p><b>　　1. CPU模塊</b>&

15、lt;/p><p>　　CPU主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于認(rèn)得大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路， </p>

16、;<p>　　與通用計(jì)算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。</p><p>　　CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。</p><p>　　C

17、PU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。</p><p>　　CPU的寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。</p><p>　　CPU雖然劃分為以上幾個(gè)部分，但PLC中的CPU芯片實(shí)際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對(duì)CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無(wú)必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。</p><p&

18、gt;　　CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開(kāi)關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進(jìn)行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開(kāi)關(guān)，用以對(duì)PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。</p><p>&l

19、t;b>　　2. I/O模塊</b></p><p>　　輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊簡(jiǎn)稱I/O模塊，他們相當(dāng)于人的眼、耳、鼻、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。</p><p>　　PLC的對(duì)外功能，主要是通過(guò)各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即

20、受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。</p><p><b>　　3. 編程器</b></p><p>　　編程器是用來(lái)生成用戶程序，便用它來(lái)編輯、檢查、修改用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入好編輯指令表程序，因此又叫做指令編輯器。它的體積

21、小，價(jià)格便宜，一般用來(lái)給小型的PLC編程，或者用與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。</p><p><b>　　4. 電源</b></p><p>　　PLC使用AC 220V電源或DC 24V電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供不同等級(jí)的直流電源。小型的PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器（例如接近開(kāi)關(guān)）提供DC 24V電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。</p>

22、;<p>　　5.PLC的通信聯(lián)網(wǎng)</p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。現(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計(jì)算機(jī)一樣具有RS-232接口，通過(guò)雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。</p><p>　　當(dāng)然，P

23、LC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們?cè)谫?gòu)買程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。</p><p>　　1.2 PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域</p&

24、gt;<p>　　1.2.1 PLC的特點(diǎn)</p><p>　?。?）．可靠性高，抗干擾強(qiáng)</p><p>　?。?）．功能強(qiáng)大，性價(jià)比高</p><p>　?。?）．編程簡(jiǎn)易，現(xiàn)場(chǎng)可修改</p><p>　?。?）．配套齊全，使用方便</p><p>　?。?）．壽命長(zhǎng)，體積小，能耗低</p>

25、;<p>　　（6）．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修工作量少，維修方便</p><p>　　1.2.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到很多工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格的不斷提高，PLC的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要由一下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）數(shù)字量邏輯控制</p><p><b>　　

26、（2）運(yùn)動(dòng)控制</b></p><p><b>　?。?）閉環(huán)過(guò)程控制</b></p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)處理</b></p><p><b>　?。?）聯(lián)網(wǎng)通信</b></p><p>　　第二章 PLC的硬件與工作原理</p><

27、p>　　2.1 PLC的硬件</p><p>　　2.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC分為整體式、模塊式和混合式。</p><p><b>　　1.整體式PLC</b></p><p>　　整體式又叫做單元式或機(jī)箱式，它的體積小、價(jià)格低，對(duì)箱體式PLC，有一塊CPU板、

28、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號(hào)，并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對(duì)模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。無(wú)任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開(kāi)放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。</p><p><b>　　2.模塊式PLC</b></p><p>　　大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，它由機(jī)

29、架和模塊組成，模塊插在模塊插座上，后者焊接在機(jī)架中的總線連接板上，有不同槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用，如果一個(gè)機(jī)架容納不下選用的模塊，可以增設(shè)一個(gè)或數(shù)個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，各機(jī)架之間用接口模塊和電纜相連。</p><p>　　用戶可以選用不同檔次的CPU模塊、品種繁多的I/O模塊和特殊功能塊，對(duì)硬件配置的選擇余地較大，維修時(shí)更換模塊也很方便。</p><p>　　2.1.2 CPU模塊中的存儲(chǔ)器</p

30、><p>　　存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器，系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)中的操作系統(tǒng)，它使PLC具有基本的智能，能完成PLC設(shè)計(jì)者的規(guī)定的各種工作。系統(tǒng)程序由PLC的生廠家設(shè)計(jì)并固定化在ROM（只讀存儲(chǔ)器）中，用戶不能讀取。用戶程序由用戶設(shè)計(jì)，它使PLC能完成用戶要球的特定功能，用戶程序存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)（B）為單位。</p><p>　　1.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）</p>

31、;<p>　　用戶可以用編程裝置讀出RAM中的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭隦AM，因此RAM又叫讀/寫存儲(chǔ)器。RAM的工作速度高、價(jià)格便宜、改寫方便。</p><p>　　2.只讀存儲(chǔ)器（ROM）</p><p>　　ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。</p><p>　　3.可以電檫出可編程的只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）</p><p&

32、gt;　　S7-200用EEPROM來(lái)存儲(chǔ)用戶程序和長(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.1.3 I/O模塊</p><p>　　各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管（LED）顯示，PLC與外部接線的連接一般用接線端子，某些模塊使用可以拆卸的插座型端子板，不需斷開(kāi)端子板上的連接線，就可以迅速的更換模塊。</p><p>　　輸入模塊：PLC通過(guò)輸入模塊來(lái)接收和

33、采集輸入信號(hào)，通過(guò)輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，PLC控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。輸入電路中設(shè)有RC濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起的錯(cuò)誤輸入信號(hào)。</p><p>　　輸出模塊：輸出模塊的率放大元件有大功率晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管（驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載）、雙向可控硅（驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載）和小型繼電器，繼電器可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載或直流負(fù)載。輸出電流的典型值為0.5—2A

34、,負(fù)載電源由外部現(xiàn)場(chǎng)提供。</p><p>　　2.2 PLC的工作原理</p><p>　　可編程控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖很相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器等等。這種用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器”，與繼電器系統(tǒng)中的物理繼電器在功能上也有某些相似之處。繼電器在控制系統(tǒng)中有功率放大、電氣隔離、邏輯運(yùn)算的作

35、用。</p><p>　　PLC有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，PLC通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序不實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使PLC的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至PLC停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過(guò)程中，PLC還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一共有五個(gè)階段（見(jiàn)圖2）。PLC的

36、這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入-輸出關(guān)系來(lái)看，處理過(guò)程似乎是同時(shí)完成的。</p><p>　　在內(nèi)部處理階段，PLC檢查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成別的一些內(nèi)部工作。</p><p>　　在通信服務(wù)階段，PLC與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。</p>

37、<p>　　當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只執(zhí)行以上的操作。PLC處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，還要完成另外三個(gè)階段的操作。</p><p>　　在PLC的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來(lái)存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映象寄存器和輸出映象寄存器。PLC梯形圖中別的編程元件也有對(duì)應(yīng)的映象存儲(chǔ)區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映象寄存器。</p><p>　　PLC的用戶程序由若干條指

38、令組成，指令在存儲(chǔ)器中按步序號(hào)順序排列。在沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU從第一條指令開(kāi)始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束之處。在程序執(zhí)行階段，當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)，從輸入映象寄存器或別的元件映象寄存器中將有關(guān)編程元件的“0”/“1”狀態(tài)讀出來(lái)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫入到對(duì)應(yīng)的元件映象寄存器中。因此，各編程元件的映象寄存器（輸入映象寄存器除外）的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。</p><p>　　在

39、輸出處理階段，CPU將輸出映象寄存器的“0”/“1”狀態(tài)傳送到輸出鎖存器，經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后驅(qū)動(dòng)外部的負(fù)載。</p><p>　　第三章 PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)</p><p>　　3.1 PLC編程語(yǔ)言與編程結(jié)構(gòu)</p><p>　　現(xiàn)代的PLC一般備有多種編程語(yǔ)言，供用戶使用。但不同廠家的PLC的編程語(yǔ)言有很大的區(qū)別，用戶不得不學(xué)習(xí)多種編程語(yǔ)言和查找故障的方

40、法。因此，IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）1994年5月公布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131）。該標(biāo)準(zhǔn)由以下5部分組成：通用信息、設(shè)備與測(cè)試要求、PLC的編程語(yǔ)言、用戶指南和通訊。由其制定的編程語(yǔ)言即滿足目前市場(chǎng)的要求，又適應(yīng)未來(lái)技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，IEC1131—3詳細(xì)說(shuō)明了句法、語(yǔ)義和下述5種PLC編程語(yǔ)言（見(jiàn)圖4）的表達(dá)方式：</p><p><b>　　順序功能圖</b></p>

41、;<p><b>　　梯形圖</b></p><p><b>　　功能塊圖</b></p><p><b>　　指令表</b></p><p><b>　　文本結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)中有兩種圖形語(yǔ)言——梯形圖（LD）和功能塊圖

42、（FBD），還有兩種文字語(yǔ)言——指令表（IL）和結(jié)構(gòu)文本（ST），可以認(rèn)為順序功能圖（SFC）是一種結(jié)構(gòu)塊控制程序流程圖。</p><p>　　3.1.1順序功能圖（SFC）</p><p>　　SFC提供了一種組織程序的圖形方法，在SFC中可以用別的語(yǔ)言嵌套編程。步、轉(zhuǎn)換和動(dòng)作（Action）是SFC中的三種主要元件（見(jiàn)圖5）。步是一種邏輯塊，即對(duì)應(yīng)于特定的控制任務(wù)的編程邏輯；動(dòng)作是控制

43、任務(wù)的獨(dú)立部分；轉(zhuǎn)換是從一個(gè)任務(wù)到另一個(gè)任務(wù)的原因。</p><p>　　作為梯形圖語(yǔ)言，SFC提供用戶了以上三種基本結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖5）。在順序結(jié)構(gòu)中，CPU首先反復(fù)執(zhí)行1中的動(dòng)作，直到轉(zhuǎn)換1變?yōu)椤?”狀態(tài)，CPU才處理第2步。在選擇支路中，取決于哪一個(gè)轉(zhuǎn)換是活動(dòng)的，CPU只執(zhí)行一條支路。在并行支路中，所有的支路被同時(shí)執(zhí)行。</p><p>　　對(duì)于目前大多數(shù)PLC來(lái)說(shuō)，SFC還僅僅作為組織編

44、程的工具使用，尚需用其它的編程語(yǔ)言（如梯形圖）將它轉(zhuǎn)換為PLC可執(zhí)行的程序。因此，通常只是將SFC作為PLC的輔助編程工具，而不是一種獨(dú)立的編程語(yǔ)言。</p><p>　　3.1.2 梯形圖(LD)</p><p>　　梯形圖是使用得最多的PLC圖形編程語(yǔ)言，有時(shí)又被稱為電路或程序。它是一種軟件信息，是一種反映PLC的輸入輸出控制邏輯關(guān)系的程序軟件，它與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的梯形圖（硬件）

45、電路不同，不是真正的物理（硬件）電路，一定不能把它們當(dāng)作硬件電路來(lái)看待。由于梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，因此很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣技術(shù)人員掌握，特別適用于開(kāi)頭量邏輯控制。</p><p>　　IEC1131-3的梯形圖中除了線圈、常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)外，還允許增加功能和功能塊。</p><p>　　1、梯形圖的主要特點(diǎn)</p><p

46、>　?。?）PLC梯形圖是的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等。但是它們不是真實(shí)物理繼電器（即硬件繼電器），而是在軟件中使用的編程元件。</p><p>　?。?）梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為公共母線（Bus bar）。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓。當(dāng)圖6中的觸點(diǎn)1、2接通時(shí)，可假設(shè)“概

47、念電流”或“能流”（Power flow）從左向右流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序一致。能流的方向只能從左向右流動(dòng)，因此圖6中（a）圖應(yīng)改為圖（b）所示的等效電路。</p><p>　　（3）根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯運(yùn)算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果立即可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯結(jié)算是根據(jù)輸入映

48、象寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。</p><p>　?。?）梯形圖中的線圈應(yīng)放在最右邊，圖7（a）的電路應(yīng)改為圖7（b）中的電路。</p><p>　　（5）梯形圖中各編程元件的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)均可無(wú)限次的使用。</p><p>　　2、梯形圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：</p><p>　?。?）.可根據(jù)原有的繼電邏輯控制

49、圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)；</p><p>　　（2）.沒(méi)有固定的方法和步驟可遵循，試探性和隨意性強(qiáng)；</p><p>　?。?）.由于需要中間變量完成記憶聯(lián)鎖互鎖，需要考慮的因素很多；</p><p>　?。?）.設(shè)計(jì)耗時(shí)長(zhǎng)，且修改麻煩；</p><p><b>　　3、梯形圖編規(guī)則：</b></p><p&

50、gt;　　（1）、 每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒(méi)有數(shù)量限制。</p><p>　?。?）、 梯形圖每一行都是從左邊開(kāi)始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點(diǎn)），如圖(a)錯(cuò)，圖(b)正確。</p><p>　?。?）、線圈不能直接接在左邊母線上。</p><p>　?。?）、在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸

51、出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。</p><p>　?。?）、在梯形圖中沒(méi)有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)——即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下。 </p><p>　　下圖是一個(gè)錯(cuò)誤的橋式電路梯形圖。</p><p>　　3.1.3功能塊圖(FBD)&l

52、t;/p><p>　　這是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語(yǔ)言，具有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。該編程語(yǔ)言用類似與門、或門的方框來(lái)表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓圈表示“非”運(yùn)算，信號(hào)是自左向右流運(yùn)的。</p><p>　　像SFC一樣，功能塊圖FBD也是一種圖形語(yǔ)言，在FBD中也允許嵌入別的語(yǔ)言（如梯形圖、指令表和結(jié)構(gòu)文本）。</p>

53、;<p>　　3.1.4 指令表(IL)</p><p>　　有的廠家（如西門子公司）將指令稱為語(yǔ)句，由若干條指令組成的程序叫做指令表程序。</p><p>　　PLC的指令是一種與微機(jī)的匯編語(yǔ)言中的指令相似的助記符表達(dá)式，但是小型PLC的指令系統(tǒng)比匯編語(yǔ)言的簡(jiǎn)單得多，有的PLC的指令系統(tǒng)僅有20來(lái)?xiàng)l指令。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯

54、形圖語(yǔ)言。如果使用圖形編程器，可以直接將梯形圖送入PLC，并在顯示器上顯示出來(lái)。如果使用簡(jiǎn)易編程器，則必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再送入PLC，這種轉(zhuǎn)換的規(guī)則是很簡(jiǎn)單的。在用戶存貯器中，指令按步序號(hào)順序排列。</p><p>　　3.2 順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法</p><p>　　3.2.1 起保停電路的編程方式</p><p>　　根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，可以

55、用為存儲(chǔ)器位M來(lái)代表步，某一步為活動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位為1狀態(tài)，某一轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)時(shí)，改轉(zhuǎn)換的后續(xù)步為活動(dòng)步，前級(jí)步變?yōu)樗啦健?lt;/p><p>　　起保停電路僅僅使用與觸電和線圈有關(guān)的指令，設(shè)計(jì)起保停電路的關(guān)鍵是找出它的啟動(dòng)條件和停止條件。根據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本條件是前級(jí)步為活動(dòng)步，并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，該步才為1狀態(tài)，并且后續(xù)步為死步。</p><p>　　圖3-2是3-1

56、順序功能圖對(duì)應(yīng)的梯形圖，步M200之后有一個(gè)選擇序列的分支，設(shè)步M200為活動(dòng)步，當(dāng)它的后續(xù)步M201或M203變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)，它都應(yīng)變?yōu)樗啦?，要使步M203變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)，即代表步的輔助繼電器M202的啟動(dòng)條件為</p><p>　　M201·X401+M203·X404</p><p>　　對(duì)于并行序列，如果某一步的前面有N個(gè)轉(zhuǎn)換（即有N個(gè)分支進(jìn)入該步），則代表該步的輔

57、助繼電器的啟動(dòng)電路有N條支路并聯(lián)而成，各支路由某一前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)而成。</p><p>　　3.2.2 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式</p><p>　　在順序功能圖中，如果某一轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，則轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　在以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法中，將改轉(zhuǎn)換所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器

58、位的常開(kāi)觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)，該串聯(lián)電路即為起保停電路的啟動(dòng)電路，用它作為使所有后續(xù)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位置位，和所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位復(fù)位。</p><p>　　如圖3-3是3-1對(duì)應(yīng)的以轉(zhuǎn)化為中心編程的梯形圖。</p><p>　　第四章 三菱公司F1—40MR型PLC的使用</p><p>　　4.1 三菱公司的PLC產(chǎn)品及F1—40MR&l

59、t;/p><p>　　4.1.1 F1系列PLC的指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介：</p><p>　　(1) F1系列PLC的指令可分為兩大類：</p><p>　　基本邏輯指令：又稱為通用邏輯指令，是PLC中最基本的編程語(yǔ)言，用于開(kāi)關(guān)量I/O的控制系統(tǒng)的梯形圖程序設(shè)計(jì)，共二十條。掌握了它們也就初步掌握了PLC的使用方法，基本上就能滿足開(kāi)關(guān)量邏輯控制系統(tǒng)的編程了。</p>

60、<p>　　特殊功能指令：共87條，可用于編制特殊程序，如高速I/O處理、數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)數(shù)器的特殊用法、算術(shù)運(yùn)算和模擬量控制等。</p><p>　　(2) F1系列PLC的基本邏輯指令又分為四大類：</p><p>　　作用于觸點(diǎn)的指令：LD/LDI、AND/ANI、OR/ORI等。</p><p>　　作用于線圈的指令：OUT。</p>

61、<p>　　數(shù)據(jù)處理指令：如S/R、RST、SFT、MC/MCR、PLS、SFT、CJP/EJP等。</p><p>　　獨(dú)立使用的指令：如ANB、ORB、END等。</p><p>　　4.1.2 F1—40MR的編程元件：</p><p>　　F1—40MR的編程元件的名稱由字母和數(shù)字表示，它們分別表示元件的類型和元件號(hào)。元件號(hào)用八進(jìn)制數(shù)表示，各種編程

62、元件的編號(hào)的取值范圍有嚴(yán)格的規(guī)定，不同的元件編號(hào)均不相同，互不重疊，具體安排如下：</p><p>　　輸入繼電器（X）：400—413，500—513</p><p>　　輸出繼電器（Y）：430—437，530—537</p><p>　　定時(shí)器（T）：50—57，450—457，550—557，650—657</p><p>　　計(jì)數(shù)器

63、（C）：60—67，460—467，560—567，660—667</p><p>　　輔助繼電器（M）：100—377 （其中300—377斷電保持）</p><p>　　狀態(tài)寄存器（S）： 600—647</p><p>　　特殊輔助繼電器（M）：70，71，72，73，76，77等16個(gè)</p><p>　　4.1.3 某些編程元件使用

64、特性及含義：</p><p>　　（1）F1—40MR的12個(gè)移位寄存器分別由下列輔助繼電器組成：</p><p>　　M100—M117 M120—M137 M140—M157 M160—M177</p><p>　　M200—M217 M220—M237 M240—M257 M260—M277</p><p>　　

65、M300—M317 M320—M337 M340—M357 M360—M377</p><p>　?。?）部分特殊輔助繼電器的含義：</p><p>　　M70：運(yùn)行監(jiān)視，當(dāng)PLC的運(yùn)行開(kāi)關(guān)接通時(shí)，M70接通。</p><p>　　M71：初始化脈沖，在PLC的運(yùn)行開(kāi)關(guān)接通之后的第一個(gè)掃描周期內(nèi)接通。</p><p><b&

66、gt;　　(3) 定時(shí)器：</b></p><p>　　F1系列PLC有24個(gè)0.1-999s的定時(shí)器，編號(hào)為：T50-T57，T450-T457，T550-T557。</p><p>　　F1系列PLC有8個(gè)0.01-99.9秒的定時(shí)器，編號(hào)為：T650-T657。</p><p><b>　　計(jì)數(shù)器：</b></p>

67、<p>　　F1系列PLC有32個(gè)最大計(jì)數(shù)值為999的三位減法計(jì)數(shù)器，編號(hào)為：60—67，460—467，560—567，660—667。</p><p>　　F1系列PLC將兩個(gè)三位計(jì)數(shù)器C660和C661組成計(jì)數(shù)器對(duì)作為一個(gè)6位BCD碼加減計(jì)數(shù)器使用，其中C660是低三位，C661是高三位，其計(jì)數(shù)及工作方式由特殊輔助繼電器M470—M472等的ON/OFF狀態(tài)控制決定，它既可以對(duì)高速脈沖（最高2

68、KHz）計(jì)數(shù)，也可以作為普通計(jì)數(shù)器使用。</p><p>　　4.2 F1-20P簡(jiǎn)易編程器的使用</p><p>　　F1-20P是與F1系列PLC配套的簡(jiǎn)易編程器，它也可以為F、F2系列PLC編程。</p><p>　　4.2.2 編程操作</p><p>　　程序的寫入、修改、調(diào)試過(guò)程如右圖所示。編程時(shí)將編程器插在基本單元上，并將它們分

69、別置于PROGRAM模式，PLC進(jìn)入編程工作狀態(tài)，在此狀態(tài)下進(jìn)行程序的寫入、檢查和編輯。</p><p>　　(1)清除用戶程序存貯器的全部?jī)?nèi)容：</p><p>　　在寫入新程序前，首先要進(jìn)行程序清零，其按鍵操作過(guò)程為：</p><p>　　CLEAR STEP 0 STEP 9 9 9 DEL </p><p>　　對(duì)于F1系列P

70、LC，用戶程序存儲(chǔ)空間為1K字，每字為1步（STEP）。當(dāng)最后按下DEL鍵后，用戶程序存貯器中的內(nèi)容全部變?yōu)镹OP指令。同時(shí)有斷電保持功能的輔助繼電器M300—M377全部處于斷開(kāi)狀態(tài)，計(jì)數(shù)器和移位寄存器全部被復(fù)位。</p><p>　　若只清除用戶程序存貯器中的部分程序段，則可在上述操作過(guò)程中指定待清除的起始步序和結(jié)束步序即可。</p><p>　　在鍵操作中，若要取消前面的鍵操作，可以

71、按CLEAR鍵。應(yīng)該注意，該鍵不是用來(lái)清除存貯器內(nèi)容的，按該鍵后，編程器處于等待接受操作命令的狀態(tài)。</p><p><b>　　(2) 程序的寫入</b></p><p>　　利用編程器鍵盤上的按鍵，便可以將編好的用戶程序?qū)懭雰?nèi)存。每寫入一條指令時(shí)，顯示器將顯示出步序號(hào)、指令及數(shù)據(jù)。程序?qū)懭霊?yīng)按順序進(jìn)行。</p><p>　　清除存貯器內(nèi)容后

72、，新的用戶程序從第000步開(kāi)始寫入。按CLEAR鍵，顯示出步序號(hào)000，然后按INSTR鍵，進(jìn)入指令顯示狀態(tài)，便可以開(kāi)始寫入程序。其按鍵操作過(guò)程如圖所示，WRITE操作將指令寫入RAM，并對(duì)用戶程序存貯器步序號(hào)加1。</p><p>　　如果程序?qū)懭胧墙又鳵AM中原有的程序繼續(xù)進(jìn)行，從某個(gè)步序號(hào)開(kāi)始寫入，則應(yīng)在按STEP鍵后送入起始步序號(hào)，按INSTR鍵后，從指定的步序號(hào)開(kāi)始寫入程序。</p>&l

73、t;p>　　輸入過(guò)程中，每寫入一條指令時(shí)，顯示器顯示出相應(yīng)的步序號(hào)、指令及數(shù)據(jù)。按下“WRITE”鍵，顯示器顯示出下一步的步序號(hào)，表明上一條指令已經(jīng)寫入RAM，可以寫入下一條指令。</p><p>　　在按下寫入鍵之前，如果希望變更指令或元件號(hào)，可以按命令鍵“INSTR”，然后寫入新的指令或元件號(hào)；在按下寫入鍵后，如果希望變更指令或元件號(hào)，可以按下STEP(-)鍵，然后寫入新的指令。在按了涉及元件號(hào)的指令鍵

74、之后，一定要寫入元件號(hào)。由于各種不同類型的元件編號(hào)互不重疊，所以在寫入指令時(shí)，不必輸入元件號(hào)類型。</p><p><b>　?。?）程序清除</b></p><p>　　清除用戶程序存貯器的全部?jī)?nèi)容：在寫入新程序前，首先要進(jìn)行程序清零，其按鍵操作過(guò)程為：</p><p>　　CLEAR STEP 0 STEP 9 9 9 DEL &l

75、t;/p><p><b>　?。?）程序的讀出：</b></p><p>　　程序?qū)懭牒?，為了檢查寫入的程序是否正確，需要將程序讀出進(jìn)行校對(duì)。讀出程序時(shí)，先指定步序號(hào)，然后按下命令鍵“INSTR”，以后順序按STEP（+）鍵，便可讀出程序。其操作過(guò)程為：</p><p>　　CLEAR STEP 步序號(hào) INSTR STEP(+)或STEP

76、(-) </p><p>　　如果從000步開(kāi)始讀程序，可以省去上面的第二步和第三步中的按鍵操作。按下STEP(-)鍵，可以讀出前一步序的指令。</p><p>　　(5) 指令的修改：</p><p>　　如果需要修改程序中的某條指令，首先應(yīng)讀出該指令或搜索到該指令，顯示出原指令后，寫入新的指令按WRITE，該指令即變?yōu)樾碌闹噶?，舊指令自然消失。具體可按以下操作過(guò)

77、程進(jìn)行：</p><p>　　最后，新指令寫入RAM，步序號(hào)加1。</p><p>　　需要修改某一常數(shù)時(shí)，先要找到前一條OUT指令，然后按STEP（+）鍵，使步序號(hào)加1，找到需修改的常數(shù)，再鍵入新的常數(shù)，常數(shù)即被修改。</p><p>　　(6) 指令的刪除：</p><p>　　如果要?jiǎng)h除某條指令，可以先讀出欲刪除的指令，再按下刪除鍵（

78、DEL），該指令即被刪除，后面的指令自動(dòng)接上，步序號(hào)自動(dòng)減1。</p><p>　　(7) 指令的插入：</p><p>　　需要插入一條指令時(shí)，首先顯示出待插入指令后面的指令（稱為原指令），鍵入欲插入的指令鍵及與元件號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字鍵后，再按插入鍵（INS），該指令便插入在原指令之前，其步序號(hào)為原指令的步序號(hào)，而原指令及其后的各指令的步序號(hào)均自動(dòng)加1。插入后顯示的指令是原指令。</p&

79、gt;<p>　　(8) 程序的尋找（搜索）：</p><p>　　在不知道指令步序號(hào)的情況下，要尋找某條指令，其按鍵操作過(guò)程為：</p><p>　　CLEAR 指令 元件號(hào) SEARCH</p><p>　　例如要搜索的指令OUT Y430所在的步序，先按該指令的指令鍵和與元件號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字鍵，再按搜索鍵，就可以顯示出要搜索的步序號(hào)。如果想搜索

80、該步序號(hào)之后是否還有相同的指令，再按一次搜索鍵。但是在按了STEP(+)或STEP(-)之后，則無(wú)法再作上述的搜索。如果沒(méi)有搜索到，則顯示出最后的步序號(hào)是999。</p><p>　　本操作過(guò)程不能用來(lái)搜索定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的常數(shù)。要搜索這些常數(shù)時(shí)，首先應(yīng)找到對(duì)應(yīng)的OUT指令，然后按STEP(+)鍵使步序號(hào)加1，便可以找到所需要的常數(shù)。</p><p>　　在寫入指令時(shí)，如果寫入的編程元件編號(hào)

81、出現(xiàn)錯(cuò)誤，超出允許的編號(hào)范圍（如OUT400），按WRITE鍵后，顯示的元件號(hào)將閃爍，這時(shí)按INSTR鍵后，顯示的元件號(hào)將停止閃爍，并顯示該步序號(hào)原有的指令。這時(shí)可以再輸入正確的指令或元件號(hào)，再按WRITE鍵，就可以將正確的指令和元件號(hào)寫入該步序號(hào)所對(duì)應(yīng)的PLC的RAM中。</p><p>　　第五章 基于PLC十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 設(shè)計(jì)選題及PLC控

82、制過(guò)程</p><p>　　在十字路口的東西、南北主干道上裝設(shè)紅燈、綠左轉(zhuǎn)、綠直行和黃燈，控制機(jī)動(dòng)車輛和非機(jī)動(dòng)車輛，人行斑馬線上裝設(shè)紅、綠燈控制行人。</p><p>　　其控制過(guò)程為：東西南北方向主干道的紅燈一直處于點(diǎn)亮狀態(tài)，提示主干道上左轉(zhuǎn)通行時(shí)直行禁止通行，直行通行時(shí)左轉(zhuǎn)禁止通行，只有紅燈亮?xí)r該方向車輛禁止通行。主干道車輛通行時(shí)交通燈信號(hào)的變化規(guī)律為：左轉(zhuǎn)綠燈亮15秒后閃爍三次，黃燈

83、亮2秒，然后直行綠燈亮（同時(shí)東西方向人行道綠燈亮），15秒后閃爍三次，黃燈亮2秒，然后綠燈全部熄滅，只有紅燈亮，車輛禁止通行。</p><p>　　該系統(tǒng)屬于連續(xù)循環(huán)工作的控制系統(tǒng)，要求系統(tǒng)啟動(dòng)后能夠周期性地連續(xù)循環(huán)工作，故系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)輸入信號(hào)分別控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。PLC選用三菱F1—40MR基本單元，I/O接口數(shù)為24/16。</p><p>　　分析系統(tǒng)的控制模型可以看出，人行道

84、斑馬線上的綠燈狀態(tài)與直行綠燈信號(hào)相同，可用同一個(gè)控制信號(hào)。故整個(gè)控制系統(tǒng)需設(shè)置兩個(gè)輸入接口：X400接啟動(dòng)輸入開(kāi)關(guān)SB1，X401接停止輸入開(kāi)關(guān)SB2；再設(shè)置九個(gè)輸出端口分別控制各信號(hào)燈。PLC的I/O接口分配如圖二所示。根據(jù)系統(tǒng)的控制模型和控制要求可畫出系統(tǒng)中各輸出信號(hào)的控制時(shí)序如圖三所示。 </p><p>　　5.2 順序功能圖</p><p>　　根據(jù)選題的控制過(guò)程和其輸出時(shí)序圖

85、設(shè)計(jì)可設(shè)計(jì)出其順序控制功能圖。</p><p>　　順序功能圖的三要素素是步、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作，初始步用雙線框表示，一般步與用矩形框表示，矩形框中用數(shù)字表示步的編號(hào)，轉(zhuǎn)換條件用短劃線表示，在旁邊可用文字標(biāo)注。動(dòng)作用矩形框，矩形框可用文字或符號(hào)表示。</p><p>　　一個(gè)順序控制過(guò)程可分為若干個(gè)階段，這些階段稱為步或狀態(tài)，可用輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S表示，每個(gè)步都有不同的動(dòng)作（初始步可以

86、沒(méi)有動(dòng)作）。</p><p>　　當(dāng)相鄰兩步之間的轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，就實(shí)現(xiàn)步與步之間的轉(zhuǎn)換，即上一步動(dòng)作結(jié)束而下一步動(dòng)作開(kāi)始。步與步之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換必須滿足兩個(gè)條件：前級(jí)步為活動(dòng)步，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換條件成立。</p><p>　　采用順序控制設(shè)計(jì)法中并行序列的順序功能圖設(shè)計(jì)方法，將東西、南北兩個(gè)方向的路燈并行控制，其順序功能圖如下：</p><p>　　以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖的設(shè)計(jì)

87、</p><p>　　在順序功能圖中，如果某一轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，則轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　在以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法中，將改轉(zhuǎn)換所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位的常開(kāi)觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)，該串聯(lián)電路即為起保停電路的啟動(dòng)電路，用它作為使所有后續(xù)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位置位，和所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位復(fù)位。根據(jù)順序控制的順序功能圖得到如下以轉(zhuǎn)換為中心

88、的梯形圖：</p><p>　　交通燈控制系統(tǒng)的編程指令</p><p>　　PLC的指令是一種與微機(jī)的匯編語(yǔ)言中的指令相似的助記符表達(dá)式，但是小型PLC的指令系統(tǒng)比匯編語(yǔ)言的簡(jiǎn)單得多，有的PLC的指令系統(tǒng)僅有20來(lái)?xiàng)l指令。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語(yǔ)言。如果使用圖形編程器，可以直接將梯形圖送入PLC，并在顯示器上顯示出來(lái)。如果使用簡(jiǎn)易編程器

89、，則必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再送入PLC，這種轉(zhuǎn)換的規(guī)則是很簡(jiǎn)單的。在用戶存貯器中，指令按步序號(hào)順序排列。</p><p>　　根據(jù)以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖可以得其指令表如下：</p><p><b>　　5.5程序調(diào)試</b></p><p>　　5.5.1在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中注意的問(wèn)題</p><p>　?。?）在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要

90、注意寄存器、定時(shí)器等元件的編號(hào)是按八進(jìn)制進(jìn)行的，在寫某一步時(shí)，如果出現(xiàn)M208、M209、T458等書寫時(shí)，是一定要避免的。</p><p>　　（2）在計(jì)數(shù)器的使用時(shí)，一定要設(shè)置計(jì)數(shù)器的初始化復(fù)位，并在計(jì)數(shù)器使用完畢后一步使其復(fù)位，否則將不能使用設(shè)置好的計(jì)數(shù)器，或者不能按設(shè)置要求來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)。</p><p>　　5.5.2程序調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決方法</p><p&

91、gt;　　問(wèn)題（1）：輸完指令后執(zhí)行程序，設(shè)置好控制輸出的燈沒(méi)有完全亮。</p><p>　　分析：說(shuō)明控制該燈的步不正確或是死步。</p><p>　　解決方案：檢查梯形圖，發(fā)現(xiàn)東西方向的輸出未寫入梯形圖，修改梯形圖并轉(zhuǎn)換為指令，插入到程序中，再運(yùn)行程序，所有設(shè)置輸出均正常。</p><p>　　問(wèn)題（2）交通燈未出現(xiàn)閃爍，并且未進(jìn)入到下一步狀態(tài)</p>

92、;<p>　　分析：說(shuō)明控制該步轉(zhuǎn)換條件的定時(shí)器有問(wèn)題，是根據(jù)西門子的定時(shí)器來(lái)設(shè)計(jì)的，可能會(huì)有區(qū)別。</p><p>　　解決方案：查看三菱PLC參考資料，發(fā)現(xiàn)其定時(shí)器的使用與西門子的設(shè)置有區(qū)別，在三菱PLC中，定時(shí)器的設(shè)置雖是0.1—999秒定時(shí)器，但可以輸入0.5秒，設(shè)置值K就是定時(shí)時(shí)間，而西門子的定時(shí)器如果是100ms的定時(shí)器則設(shè)置值K為5即為0.5秒，檢查指令表，修改K值，插入到程序中，再運(yùn)

93、行程序，所有設(shè)置輸出均正常,程序運(yùn)行正確，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　5.5.3心得體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，了解了PLC在自動(dòng)控制中的運(yùn)用，可編程序控制器（簡(jiǎn)稱PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)化控制裝置，它專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，具有功能強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，在

94、現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制中使用越來(lái)越廣泛。</p><p>　　此實(shí)驗(yàn)后，基本掌握了三菱公司F1—40MR型PLC的使用方法，并用其來(lái)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制過(guò)程，受益匪淺。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)

95、我們把自己想出來(lái)的程序與到PLC中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法，不是有句話叫做思而不學(xué)者殆。做事要學(xué)思結(jié)合。</p><

96、;p><b>　　致謝</b></p><p>　　此實(shí)驗(yàn)的順利完成，特別要感謝在實(shí)驗(yàn)前，謝老師開(kāi)了許多講座，解決了不少疑難問(wèn)題。謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] PLC編程及應(yīng)用，廖常初主編, 第3版，北京，機(jī)械工業(yè)出版社</p&g