PLC控制交通灯自主创新实践报告

编辑:阿文时间:2020-03-20 17:55:15
PLC控制交通灯自主创新实践报告,自主创新实践报告,早期的可编程控制器在功能上只能实现逻辑控制,随着微电子技术和微型计算机的发展,还可以进行数字运算和处理模拟量调节和联网通信等。

自主创新实践报告

设计题目plc控制交通灯

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指导教师

前言可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上发展而来的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能实现逻辑控制,因而被称为可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller),简称plc。随着微电子技术和微型计算机的发展,微处理器用于plc,使其不仅可以实现逻辑控制,还可以进行数字运算和处理、模拟量调节和联网通信等,因此美国电气制造协会于1980年将它正式命名为可编程控制器(programmablecontroller),简称pc。

但近年来pc又成为个人计算机(personalcomputer)的简称,为避免发生混淆,我们仍把可编程控制器简称为plc。用plc来控制交通灯,使得交通灯显得更加智能化,其中的模拟输入设备和通信设备更是符合交通灯控制系统的要求和特点,能够方便联网通信,实现十字路**通灯控制系统的自动化。

目录前言

1、plc概述 …………………………………………………………………1

1.1 plc的产生 …………………………………………………………1

1.2 plc的特点 …………………………………………………………1

1.3 plc的系统构成 ……………………………………………………3

1.4 plc的等效电路和工作原理 ………………………………………4

1.5 plc分类 ……………………………………………………………5

1.6 plc的发展趋势 ……………………………………………………6

2、plc的选择 ………………………………………………………………8

2.1 cpu224 ………………………………………………………………8

2.2 工作方式 ……………………………………………………………8

2.3 扫描周期 ……………………………………………………………8

2.4 性能简介及特点 ……………………………………………………9

3、系统方案分析和设计……………………………………………………10

3.1交通灯控制系统控制的要求 ……………………………………10

3.2图案设计 …………………………………………………………10

3.3方案分析 …………………………………………………………11

3.4接线图 ……………………………………………………………12

3.5程序流程设计 ……………………………………………………13

3.6梯形图 ……………………………………………………………14

3.7调试现象 …………………………………………………………17

总结 …………………………………………………………………………19

参考文献

1. plc概述

plc= programmable logic controller,可编程逻辑控制器,一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

1.1、plc的产生

传统的继电器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点,在工业生产中应用甚广。但是,这些控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少,特别是接线复杂、排除故障非常困难而且要花费大量的时间。如果工艺要求发生变化,控制柜内的元件和接线也需要作相应的变动,改造的工期长、费用高,通用性和灵活性较差。

1968年,美国最大的汽车制造商通用汽车公司(gm),为了适应汽车型号的不断翻新,想寻找一种方法,以尽可能减少重新设计继电器控制系统和接线、降低成本、缩短时间,而考虑把计算机的功能完善、通用灵活等优点与继电器控制的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来,制成一种通用控制装置,提出了研制plc的基本设想:1.编程简单方便,可在现场修改程序;2.

硬件维护方便,最好是插件式结构;3.可靠性要高于继电器控制装置;4.体积小于继电器控制装置;5.

可将数据直接送入管理计算机;6.成本上可与继电器竞争;7.输入可以是交流115v;8.

输入为交流115v,2a以上,能直接驱动电磁阀;9.扩展时,原有系统只需做很小的改动;10.用户程序存储器容量器容量至少可以扩展到4k。

根据以上设想和要求,1969年美国数字设备公司(dec)研制出世界上第一台可编程控制器,并在通用汽车公司的汽车生产线上试用成功,从而开创了工业控制的新局面。从此,这一更新技术就以很快的速度发展起来,现代的plc已成为现代工业控制的三大支柱(plc,机器人和cad/cam)之一。

1.2、plc的特点

1.2.1.编程方法简单易学

考虑到企业中一般电气技术人员和技术工人的传统读图习惯和应用微机的实际水平,plc配备有他们最容易接受和掌握的梯形图语言。梯形图语言的电路符号和表达方式与继电器电路原理图非常接近。而且某些仅有开关量逻辑控制功能的plc只有十几条指令。

通过阅读plc的使用手册或短期培训,电气技术人员或技术工人只要几天的时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序。

1.2.2.硬件配套齐全,用户使用方便

plc配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户不必自己设计和制作硬件装置。用户在硬件方面的设计工作只是确定plc的硬件配置和外部接线。plc的安装接线也很方便。

1.2.3.通用性强,适应性强

plc的生产具有系列化和模块化特点,硬件配置相当灵活,可以很方便地组成能满足各种控制要求的控制系统。组成系统后,如果工艺变化,可以通过修改用户程序,方便快速地适应变化。

1.2.4.可靠性高,抗干扰能力强

绝大多数用户都将可靠性作为选择控制装置的首要条件。plc采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。plc的平均无故障间隔时间高,如日本三菱公司的f1、f2系列plc的平均无故障间隔时间长达30万小时,这是一般微机所不能比拟的。

1.2.5.系统的设计、安装、调试工作量少

plc用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。plc的梯形图程序很容易掌握,设计和调试梯形图所花的时间比设计继电器系统电路图花的时间要少得多。

1.2.6.维修工作量小,维修方便

plc的故障率很低,并且有完善的诊断和显示功能。plc或外部的输入装置和执行机构发生故障时,可以根据plc上的指示灯或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因。用更换模块的方法可以迅速地排除plc的故障。

1.2.7.体积小,能耗低

以f1意40m型plc为例,其外形尺寸为305×ll0×110mm,功耗小于25va。由于体积小,plc很容易装入机械设备内部,是实现机电一体化的理想的控制设备。

1.3、plc的系统构成

plc实际上是一种工业控制计算机。它的硬件结构与一般微机相似,主要由主机、i/o扩展机、外围设备三部分组成,

1.3.1.主机

主机由cpu(微处理器)、存储器、输入/输出单元、电源等部分组成。

cpu是plc的核心,其作用类似于人的大脑。它能够识别用户按特定格式输入的指令,并按照指令完成预定的控制任务。另外,它还能识别用户所输入的指令序列的格式和语法错误,还具有系统测试与诊断功能。

plc的存储器有两种:系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器主要用于存放系统正常工作所必须的程序,如系统诊断程序、键盘输入处理程序、指令解释程序、监控程序等。

这些程序与用户无直接关系,已由厂家直接固化进eprom中,不能由用户直接存取、修改。用户程序存储器主要存放用户程序(用户利用plc的编程语言按不同控制要求所编制的控制程序或数据,这相当于设计继电器控制系统硬接线的控制电路图),可通过编程器进行修改。

输入输出(i/o)单元是plc与输入控制信号和被控制设备连接起来的部件,输入单元接收从开关、按钮、继电器触点和传感器等输入的现场控制信号,并将这些信号转换成cpu能接收和处理的数字信号。输出单元接收经过cpu处理过的输出数字信号,并把它转换成被控制设备或显示装置所能接收的电压或电流信号,以驱动接触器、电磁阀和指示器件等。

电源部件是把交流电转换成直流电的装置,它向plc提供所需要的直流电源。电源组件具有很高的抗干扰能力,适合工业现场使用,供电稳定、安全可靠。电源组件内还装有备用锂电池,以保证在断电时保存必要的信息。

plc还有各种接口,plc通过这些接口可与监视器、打印机、其它的plc或计算机等相连。

1.3.2.i/o扩展机

每种plc都有与主机相配的扩展模块,用来扩展输入、输出点数,以便根据控制要求灵活组合系统。plc扩展模块内不设cpu,仅对i/o通道进行扩展,不能脱离主机独立实现系统的控制要求。

1.3.3.外部设备

外部设备包括编程器、盒式磁带机、打印机、eprom写入器、图形监控系统等。其中编程器是plc必不可少的重要外围设备,由键盘、显示器、工作方式选择开关和外存储器接插口等部件组成,主要用于对用户程序进行输入、检查、调试和修改,并用来监视plc的工作状态。