课设plc交通灯控制系统设计

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1、第一章PLC基础知识1.1PLC的概述可编程控制器（简称PLC）是在继电器控制和计算机技术的基础上开发出来，并逐渐发展成为以微处理器为核心，集计算机技术，自动控制技术及通讯技术于一体的一种新型工业控制装置。PLC改变原传统的“硬”接线程序控制方式为存储程序控制方式，即通过运行事先编好，并存于程序存储器中的用户程序来完成控制的功能。而控制要求改变时只需修改存储器中用户程序的部分语句即可。可编程控制器以其可靠性高，组合灵活，编程简单，维护方便等独特优势被日趋广泛应用于国民经济的各个控制领域，它的应用深度和广度已成为一

2、个国家工业先进水平的重要标志。1.2PLC的由来早期工业生产中广泛使用的电器自动控制系统是继电器-接触器控制系统，简称继电器控制系统，随着20世纪工业生产的迅速发展，市场竞争越来越激烈，工业产品更新换代的周期日趋缩短，新产品不断涌现，传统的继电器控制系统难以满足现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产控制要求，为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并从用户角度提出了招标研制新一代工业控制器（可编程序逻辑控制器）的十条要求，即：1、编程方便，现场可

3、修改程序，可迅速重新设计；2、可靠性高于继电器控制装置，对环境的适应性高；3、维修简单，采用模块化结构；4、体积小于继电器控制装置，能量消耗小；5、能与中央处理系统进行通信，以便监视系统运行状态和情况；6、系统能接受按钮及限位开关的信号流；7、输出信号能直接驱动电动机起动器及电磁阀线圈；8、在扩展时，原系统只要很小变更，并在很短时间内变更完毕；9、成本可与继电器控制系统竞争；10、用户程序存储器容量至少能扩展到4000个存储字节或存储单元。这就是著名的GM10条，1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台

4、PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可行性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。1.3PLC的定义可编程控制器(Programm

5、ableController)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC可编程控制器一直在迅速发展中，因此到目前为止，尚未对其下最后的定义。国际电工委员会（I

6、EC）又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿，并在1987年2月通过了对它的如下定义：“可编程控制器是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。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接

7、口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。1.4PLC的工作原理和过程PLC虽然以微处理器为核心，具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同，危机一般采用等待命令和中断的工作方式，而PLC则是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条执行用户程序，直

8、到程序结束，然后重返回第一条指令，开始下一轮扫描。每次完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作，如此周而复始。PLC工作过程大体分三个阶段：输入刷新阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。1输入刷新阶段PLC在此阶段首先以扫描方式按顺序从输入锁存器中读入所有输入端子的通断状态或输入数据，并将其存入内存中各对应的输入状态映像寄存器中，这一过程称为输入刷新。随后关闭输入端口，进