3、基于PLC的交通灯控制1 - 副本

摘 要 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门须要解决的重要问题之一。城市交通限制系统是用于城市交通数据监测、交通信号系统，它是现代城市交通监控重要的组成部分。 随着城市机动车量的不断增加，自80年头后期,很多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的状况。所以，如何采纳合适的限制方法，最大限度利用好城市高速道路，缓解交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。传统的交通信号灯限制一般采纳电子线路和继电器实现，结构困难，牢靠性低，故障率高,较难实现功能的变更。而可编程限制器PLC以微处理器为核心，具有牢靠性高，限制功能强，运用敏捷便利等优点。特殊是由PLC实现的限制系统，普遍采纳依据继电接触器限制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，结构简洁，抗干扰实力强，运行稳定牢靠，可便利地设置定时时间，编程简洁，功能扩展便利，修改敏捷等，并且有完善的自诊断和显示功能，修理工作极为简洁。依据交通灯的设计要求须要有2个输入端和46个输出端并且须要消耗流量为200mA，在设计中选用主机CPU226，由于CPU226有16个输出端口不够设计所需，又运用了5个8输出端口电流流量为50mA的EM222扩展模块。最终实现交通灯的设计要求。 关键词CPU226，七段数码管，继电器，功能指令，交通灯 目 录 摘 要II 1 PLC的概述1 1.1 PLC的定义1 1.2 PLC的基本结构1 1.3 PLC的特点2 1.4 PLC工作方式3 2 硬件设计6 2.1 硬件设计步骤6 2.2 主机CPU及扩展模块选择6 2.3 I/O端口安排7 2.4硬件设计框图8 2.5 接线图9 3. 软件设计10 3.1软件设计思路10 3.2功能指令介绍10 3.3梯形图12 结 论25 致 谢26 参考文献27 附录28 1 PLC的概述 1.1 PLC的定义 PLC可编程限制器是以微机技术为核心的通用工业限制装置，它将传统的继电器接触器限制技术与计算机技术和通信技术融于一体，具有功能强大、环境适应性好、编程简洁、运用便利等优点。 1.2 PLC的基本结构 可编程序限制器主机的硬件电路由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、电源等五部分组成 （1）中心处理器 CPU是可编程序限制器的限制中心，在系统监控下工作，担当将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。CPU常用的微处理器有通用型微处理器、单片机和位片式计算机等。小型PLC的CPU多采纳单片机或专用CPU；大型PKC的CPU多采纳位片式结构，具有高速数据处理实力。 （2）存储器 可编程序限制器的存储器由只读存储器ROM和随机存储器RAM两大部分构成。只读存储器ROM用以存放系统程序；中间运算数据和用户程序存在随机存储器RAM中，断电时，中间运算数据和用户程序保存在只读存储器EEPROM或由高能电池支持的RAM中。 （3）基本I/O接口电路 1.输入接口单元 PLC内部输入电路的作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）供应的符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至PLC内部电路。输入电路通常以光电隔离和阻容滤波的方式提高抗干扰实力，输入响应时间一般在0.1s15ms之间。多数PLC的输入接口单元都相同，通常有两种类型。一种是直流输入；另一种是沟通输入。 2.输出接口单元 PLC输出电路用来将CPU运算的结果变换成肯定形式的功率输出，驱动被控负载（电磁铁、继电器、接触器线圈等）。PLC输出电路结构形式分为继电式、晶体管式和晶闸管输出型三种。 3.公共端点 通常将一组PLC输入/输出电路公共端与PLC内部连在一起，以削减PLC外部接线。比如PLC一般以3、4个输出接点为一组，在PLC内部连成一个输出公共端，公共端点之间是绝缘隔离的。分组后，不同组的负载可以采纳不同的驱动电源。 4 接口电路 PLC接口电路分为I/O扩展接口电路和外设通信接口电路两大类。 1、I/O扩展接口电路 I/O扩展电路用于连接I/O扩展单元，可以用来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。I/O扩展接口电路采纳并行接口和串行接口两种电路形式。 2、外设通信接口电路 外设通信接口电路用于连接手持编程器、其他图形编程器和文本显示器等，并能组成PLC的限制网络。PLC通过PC/PPI电缆或运用MPI卡同通过RS-485接口与电缆和计算机连接可以实现编程、监控、联网等功能。 5 电源 PLC内部配有一个专用开关式稳压电源，将沟通/直流供电电源转化为PLC内部电路须要的工作电源（5V直流）。当输入端子为非干接点（无源接点）结构时，为外部输入元件供应24V直流电源（仅供输入端子运用）。 1.3 PLC的特点 （1）牢靠性高，抗干扰实力强 高牢靠性是电气限制设备的关键性能。PLC由于采纳现代大规模集成电路技术，采纳严格的生产工艺制造，内部电路实行了先进的抗干扰技术，具有很高的牢靠性。从PLC的机外电路来说，运用PLC构成限制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已削减到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可刚好发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断爱护。这样，整个系统具有极高的牢靠性也就不惊奇了。 （2）配套齐全，功能完善，适用性强 PLC发展到今日，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限制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算实力，可用于各种数字限制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置限制、温度限制、CNC等各种工业限制中。加上PLC通信实力的增加及人机界面技术的发展，运用PLC组成各种限制系统变得特别简洁。 （3）易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业限制计算机，是面对工矿企业的工控设备。它接口简洁，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的少量开关量逻辑限制指令就可以便利地实现继电器电路的功能。为不熟识电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人运用计算机从事工业限制打开了便利之门。 4 系统的设计、建立工作量小，维护便利，简洁改造 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大削减了限制设备外部的接线，使限制系统设计及建立的周期大为缩短，同时维护也变得简洁起来。更重要的是使同一设备经过变更程序变更生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 5 体积小，重量轻，能耗低 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。由于体积小很简洁装入机械内部，是实现机电一体化的志向限制设备。 1.4 PLC工作方式 P