课程设计--基于三菱PLC的交通灯设计

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1、 目录目录 摘要. 1 第一章 概述 2 1.1 PLC 的基本概念与基本结构 2 1.1.1 PLC 的的基本概念 . 2 1.1.2 PLC 的基本结构 . 2 1.2 PLC 的特点与应用领域 4 1.2.1 PLC 的特点 4 1.2.2 PLC 的应用领域 . 5 第二章 PLC 的硬件与工作原理 5 2.1 PLC 的硬件 5 2.1.1 PLC 的物理结构 . 5 2.1.2 CPU 模块中的存储器 5 2.2 PLC 的工作原理. 6 第三章 PLC 程序设计基础 . 7 3.1 PLC 编程语言与编程结构. 7 3.1.1 顺序功能图（SFC） . 8 3.1.2 梯形图(L

2、D) . 8 3.1.3 功能块图(FBD). 9 3.1.4 指令表(IL). 10 3.2 顺序控制梯形图的设计方法 10 3.2.1 起保停电路的编程方式 10 3.2.2 以转换为中心的编程方式 .11 第四章 三菱公司 F140MR 型 PLC 的使用 12 4.1 三菱公司的 PLC 产品及 F140MR 12 4.1.1 F1系列 PLC 的指令系统简介： . 12 4.1.2 F140MR 的编程元件： 12 4.1.3 某些编程元件使用特性及含义： 13 4.2 F1-20P 简易编程器的使用 13 4.2.2 编程操作 . 13 第五章 基于 PLC 十字路口交通信号灯控制

3、系统设计 16 5.1 设计选题及 PLC 控制过程 . 16 5.2 顺序功能图 . 17 5.3 以转换为中心的梯形图的设计 . 19 5.4 交通灯控制系统的编程指令. 20 5.5 程序调试 . 21 5.5.1 在系统设计中注意的问题 . 21 5.5.2 程序调试中遇到的问题及解决方法 . 21 5.5.3 心得体会 22 致谢. 22 参考文献 22 1 摘要摘要 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 F140MR 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

4、，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：关键词：PLC、自动控制、梯形图、顺序功能图、交通灯控制系统 2 第一章第一章 概述概述 1.1 PLC 的基本概念与基本结构的基本概念与基本结构 1.1.1 PLC 的的基本概念的的基本概念 现代社会要求制造业对市场需求作出迅速反应，生产

5、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（Programmable Logic Controller，PLC 正是顺应这一要求出现的，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

6、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、 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。 1.1.2 PLC 的的基基本结构本结构 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。并存入规定的寄存