PLC交通灯课程设计.doc

PLC的定义及工作原理
⒈定义：可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置”。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
⒉工作原理: 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三个阶段。
(一) 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。
(二) 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)。
(三) 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。

随着自动化控制技术和微电子技术的迅猛发展，PLC作为前沿的工业控制器，具有体积小、可靠性高、易操作、灵活性强、抗干扰能力强等一系列优点，广泛用于自动化控制领域。用内部编程取代继电器逻辑控制电路中大量的中间继电器和时间继电器，简化了控制路线，提高了系统控制的可靠性，这是PLC最大的优点。借助于书序控制图和梯形图来编制用户控制程序，实现自动控制系统顺序控制，是PLC的主要功能之一。

实训１　　基础试验

1. 两灯交替闪烁
指令表

梯形图

工作过程：
按下启动开关X0，Y0亮，且开始计时,2S后，T0动作，T0常闭断开Y0熄灭，T0常开闭合Y1亮，经过2s，Y0亮；如此循环，直到按下停止开关X1。

2. 利用计数器实现循环

指令表

梯形图

工作过程：
按下启动开关X0，Y0亮，开始计时2S后，T0动作，Y0熄灭，Y1亮，如此循环，直到循环了5次，计数器CO动作，常开触点闭合，整个过程停止。
实训２ 十字路口交通灯控制系统
1、实训目的
① 了解ＰＬＣ基本功能指令使用方法
②掌握功能指令图的输入方法
③学会利用功能指令进行设计
２、实训的内容
该实验在十字路口交通信号灯控制实验区内完成,按启动按钮，六盏灯按如下时序工作：第一组绿灯亮５秒后闪烁３次（灭０．５秒，亮０．５秒），黄灯亮２秒，红灯亮1０秒；第二组红灯亮1０秒，绿灯亮５秒后闪烁３次（灭０．５秒，亮０．５秒），黄灯亮２秒。

从时序图可以看出，该系统有一个输入装置和 6个输出装置。下表为输入装置与输出装置与PLC的地址编号对应表。

指令表　　
⒈　LD M8002
⒉　SET L0
⒊　STL S0
⒋　LD X000
⒌　OUT Y000
⒍　OUT Y003
⒎　SET S21
⒏　SET S31
⒐　STL S21
⒑　OUT Y000
⒒　OUT T0 K50
⒓　LD T0
⒔　SET S22
⒕　STL S22
⒖　OUT T1 K30
⒗　LDI T1
⒘　AND M8013
⒙　OUT Y000
⒚　LD T1
⒛　SET S23
２１．STL S23
２２．OUT Y001
２３．OUT T2 K20
２４．LD T2
２５．SET S24
２６．STL S24
２７．OUT Y002
２８．OUT T3 K100
２９．STL S31
３０．OUT Y003
３１．OUT T4 K100
３２．LD T4
３３．SET S32
３４．STL S32
３５．OUT Y004
３６．OUT T5
３７．LD T5
３８．SET S33
３９．STL S33
４０．OUT T6 K30
４１．LDI T6
４２．AND M8013
４３．UT Y004
４４．LD T6
４５．SET S34
４６．STL S34
４７．OUT Y005
４８．OUT T7
４９．STL S24
５０．STL S34
５１．LD T3
５２．AND T7
５３．SET S0
５４．RET
５５．END
附加任务
机械手手动控制实验
控制要求1：
实现机械手左右移动。
按下向左按钮，机械手向左移动，到达左限位开关后停止；按下向右按钮，机械手向右移动，到达右限位开关后停止。
控制要求2：
实现机械手上下移动。
按下向上按钮，机械手向上移动，到达上限位开关后停止；按下向下按钮，机械手向下移动，到达下限位开关后停止。
控制要求3：
实现机械手左右、上下移动。
按下向左按钮，机械手向左移动，到达左限位开关后停止，按下向右按钮，机械手向右移动，到达右限位开关后停止。
按下向上按钮，机械手向上移动，到达上限位开关后停止；按下向下按钮，机械手向下移动，到达下限位开关后停止。
控制要求4：
实现上述控制后，机械手电磁铁在A位置可吸引提取物料（铁块）或释放物料。机械手电磁铁在B位置同样可吸引提取物料（铁块）或释放物料。
可手动操作实现物料从A位置移动到B位置或从B位置移到达A位置。

总　　结
　 这是一个比较典型的十字路口交通灯的梯形图设计，最为一种设计实践，主要是为PLC在交通控制系统中提出一种设计理论，为以后PLC在复杂的控制系统中提出一种可行的理论方案。在实际应用中，采用PLC控制城市交通信号灯，能根据不同路况要求，随时修改控制程序， 以改变各信号灯的工作时间和工作状况。与继电器或逻辑电路控制系统相比，PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。
通过这次设计实践，我巩固了PLC的基本编程方法，对ＰＬＣ的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，当我们把自己想出来的程序与到ＰＬＣ的时候问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对ＰＬＣ的理解加强了，看到了实践与理论的差距，通过此次课程，让我了解了ＰＬＣ梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于ＰＬＣ设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最合适的设计方法。