(完整版)基于PLC的十字路口红绿灯控制毕业论文

（3）编程语言的标准化；

（4） 编程软件配备仿真功能，如西门子S7-200与STEP7编程软件配套使用的S7-PLCSIM仿真软件； （5） 通讯功能的增强和标准化。

2 PLC的分类及工作原理 2.1 PLC的分类

1、按plc的结构形式分类：1）整体式；2）模块式。

2、按plc的IO点数分类：1）小型256点以下；2）中型256点以上，2048点以下；3）大型2048点以上。

3、按plc功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。

2.2 PLC的工作原理

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。完成上述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上述三个阶段。 (1) 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IO映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，IO映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (2) 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)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触

点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在IO映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在IO映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在IO映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

(3) 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IO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。这时，才是PLC的真正输出。

2.3 PLC汇编语言

采用面向控制过程，面向问题，简单直观的plc编写横语言，常用的有：梯形图，语句表，功能图等。

1、梯形图：由继电器控制逻辑演变而来，两者具有一定的相似性，但梯形图更强更方便。 主要特点：

(1)自上而下，从左到右的顺序排列，两列垂直线为母线。每一逻辑行，起使左母线。

(2)梯形图中采用继电器名称，但不是真实物理继电器称为“软继电器” (3)每个梯级流过的是概念电流，从左向右，其两端母线设有电源。 (4)输入继电器，用于接入信号，而无线圈，输入继电器，通过输入接入

的继电器，晶体及晶闸管才能实现。

2、语句表：又叫指令表，类似计算机汇编语言形式，用指令的记助符编程。例：下图是三菱公司的FX2N系列产品的最简单的梯形图例：

图2梯形图图例

它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以 结束程序。梯形图与助记符的对应关系： 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。一般讲，其顺序为：先输入，后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形图就可将其翻译成助记符程序。上图的助记符程序为：

0 LD X001 1 OUT M1 2 LD M1 3 OUT Y000 4 END

图3指令表举例

2.4 PLC的基本指令

1、输入输出指令（LDLDIOUT）

下面把LDLDIOUT三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件 以列表的形式加以说明：

符号 功 能 操作元件 LD（取） 常开触点与母线相连 X，Y，M，T，C,S LDI（取反） 常闭触点与母线相连 X，Y，M，T，C,S

OUT（输出） 线圈驱动 Y，M，T，C，S,F LD与LDI指令用于与母线相连的接点，此外还可用于分支电路的起点。

OUT 指令是线圈的驱动指令，可用于输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、状态寄存器等，但不能用于输入继电器。输出指令用于并行输出，能连续使用多次。

2、触点串连指令（ANDANDI）、并联指令（ORORI）

符号（名称） 功 能 操作元件 AND（与） 常开触点串联连接 X，Y，M，T，C,S ANDI（与非） 常闭触点串联连接 X，Y，M，T，C,S OR（或） 常开触点并联连接 X，Y，M，T，C，S ORI（ 或非） 常闭触点并联连接 X，Y，M，T，C，S AND、ANDI指令用于一个触点的串联，但串联触点的数量不限，这两个指令可连续使用。

OR、ORI是用于一个触点的并联连接指令。 3、电路块的并联和串联指令（ORB、ANB）

符号（名称） 功 能 操作元件 ORB（块或） 电路块并联连接 无 ANB（块与） 电路块串联连接 无

含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接块”，串联电路块并联连接时，支路的起点以LD或LDNOT指令开始，而支路的终点要用ORB指令。ORB指令是一种独立指令，其后不带操作元件号，因此，