基于三菱PLC的交通灯设计

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1、目录摘要2第一章概述31.1PLC的基本概念与基本结构31.1.1PLC的的基本概念31.1.2PLC的基本结构31.2PLC的特点与应用领域51.2.1PLC的特点51.2.2PLC的应用领域6第二章PLC的硬件与工作原理62.1PLC的硬件62.1.1PLC的物理结构62.1.2CPU模块中的存储器62.2PLC的工作原理7第三章PLC程序设计基础83.1PLC编程语言与编程结构83.1.1顺序功能图（SFC）93.1.2梯形图(LD)93.1.3功能块图(FBD)103.1.4指令表(IL)113.2顺序控制梯形图的设计方

2、法113.2.1起保停电路的编程方式113.2.2以转换为中心的编程方式12第四章三菱公司F1—40MR型PLC的使用134.1三菱公司的PLC产品及F1—40MR134.1.1F1系列PLC的指令系统简介：134.1.2F1—40MR的编程元件：134.1.3某些编程元件使用特性及含义：144.2F1-20P简易编程器的使用144.2.2编程操作14第五章基于PLC十字路口交通信号灯控制系统设计175.1设计选题及PLC控制过程175.2顺序功能图185.3以转换为中心的梯形图的设计205.4交通灯控制系统的编程指令215.5

3、程序调试225.5.1在系统设计中注意的问题225.5.2程序调试中遇到的问题及解决方法225.5.3心得体会23致谢23参考文献2322摘要本文介绍了PLC的基本结构及分类，PLC的特点及应用领域，通过分析PLC的工作原理及PLC的编程语言，并且重点介绍了三菱F1－40MR型PLC编程语言和指令系统，通过对梯形图程序设计方法的分析，主要介绍了两种顺序功能图转换为梯形图的方法，即起保停电路设计方法和以转换为中心的设计方法。针对选题十字路口交通信号灯控制系统设计，本文采用顺序控制设计法中并行序列的顺序功能图设计方法，将东西、南北两

4、个方向的路灯并行控制，再以转换为中心的方法将顺序功能图转换为梯形图，最后利用编程器将指令输入PLC中进行调试，最终实现交通灯的自动控制。关键词：PLC、自动控制、梯形图、顺序功能图、交通灯控制系统22第一章概述1.1PLC的基本概念与基本结构1.1.1PLC的的基本概念现代社会要求制造业对市场需求作出迅速反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具备极高的可靠性和灵活性，可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC正是顺应这一要求出

5、现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。PLC应用面广、功能强大、使用方便，已经广泛的应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，PLC在其他领域，例如民用和家庭自动化的应用已得到了迅速的发展。它不仅是单机自动化中应用最广的控制设备，在大型工业网络控制系统中也占有不可动摇的地位，PLC应用程度之广、普及程度之高，是其他计算机控制设备无法比拟的。国际电工委员会（IEC）对PLC作了如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下而设计。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、

6、定时、计数和算术运算等操作指令、并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程，可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。由以上定义可以看出，PLC是一种用程序里改变控制功能的工业控制计算机，除了各种各样的控制功能外，还有与其它计算机通和信联网的功能。此实验是以三菱公司的PLC为基础而进行实验的。1.1.2PLC的基本结构PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成（见图1-1）.PLC的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。1.CPU模块CPU主要由微

7、处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于认得大脑和心脏，它不断的采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出；存储器用来存储程序和数据。22并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路，与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量

8、等。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。CPU的寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在