PLC的理论知识和应用现状

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PLC是一种可编程逻辑控制器，是一种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。下面小编就为大家带来了关于PLC的理论知识和应用现状的论文，希望对各位机电专业的同学有帮助哦!摘要：随着我国现代化工业的高速发展，汽车也紧跟时代的步伐，交通问题成为我国家关心的问题，也是我国经济发展的重要关键。我国人口众多、经济建设稳步发展，这也使得我国的交通问题日趋严重。如何在现有的交通体系中提高效率成为了关键所在，而提高交通控制系统的效率更是重中之重。作为诸多优点的PLC在交通控制系统中得到了很大的发展，大大弥补了原有交通控制系统中的诸多缺点，是以后交通控制系统中发展的趋势。本文首先介绍了PLC相关理论知识的基础;系统的分为四个部分阐述了PLC在交通控制系统中的应用;给出了PLC交通控制系统应用原则和步骤;绘出了PLC交通控制系统一般框架图。使我们对PLC控制交通信号灯系统的原理与应用有了更深一层的了解，希望可以为初学者PLC应用及交通信号灯系统的改进方面的研究提供参考。关键字：交通控制系统;可编程控制器;PLC。引言：随着我国汽车产业的迅速发展，城市的交通问题愈发的凸显出来，每年的交通事故也呈逐年增涨趋势，堵车已经成为制约一个城市发展的难题。交通运输系统在我们大部分城市有着重要的作用，越来越被专家学者重视，成为最近几年研究的热点。落后的交通设施和管理手段面对高速发展的经济，使得我国城市交通控制系统面临严峻的考验。充分利用现有路网的资源，寻找解决城市交通堵塞的一系列原因。发挥科学技术的力量，来开发智能交通控制系统已经成为一种有效的途径。交通灯的正常运行成为交通畅通的重要保证，采用继电器实现，存在着功能少、可靠性差、结构复杂、维护量大等缺点，越来越不适应城市交通高速发展的要求。单片机虽然有着物美价廉的优点，但是由于单片机自身的抗干扰能力比较差，特别是在环境比较差，噪声大的场合，单片机有可能会因受外界干扰而出现问题，造成系统不能正常工作;并且采用单片机，编程比较复杂。可编程逻辑控制器( PLC)是一种数字运算操作的只能电子计算机系统。专为在工业环境应用而设计的。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，计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程[1]。把PLC应用到交通控制系统，能够最大限度地改善城市的交通设施。提高路网的利用率，有效的控制城市交通状况，减少环境污染，减少交通拥堵，，提高经济能源可持续发展的效益具有重要的意义。同时对我国智能交通系统的研究和发展也起到不可估量的作用，随着科技的不断进步，人民生活水平的不断提高，人们正逐渐向享受型转变，这些都必将导致私家车数量的猛增，道路交通拥挤的问题日益突出，不难想象，PLC在交通控制系统在未来的应用前景将不可限量。。

一、PLC的理论知识1.1 PLC的基本组成PLC一般由主机、扩展单元及外设组成。主机必不可少，其他部分可按需要配置。主机一般有CPU、内存、电源及相应的1/0单元或者通讯(外设)口。扩展单元主要是1/0单元、电源模块(有的无电源)、与主机的连接电缆，有的还有接口模块,外设中最基本的就是编程器，有的还配置可编程终端、条码读入器、打印机等，从编写程序与调试程序的角度看，个人计算机也算是PLC的外设，PLC的组成决定了PLC的功能，组成成分的增加与完善，将增加与增强PLC的功能，根据结构形式的不同，PLC可分为整体式(也称箱体式)和组合式(也称模块式)两类[2]。整体式结构的PLC是把所有单元装在一个箱体内并构成一个整体的主机。其中包括：CPU，存储器，I/O单元，通信端口，1/0扩展端口等，除此之外还有单独的扩展单元等与主机配合使用。PLC整体式的结构有着体积小，结构简单等优点，故小机型经常使用。组合式PLC的结构的是将单元做成一个模块。同时也包括中央处理器单元，输入单元，输出单元，智能1/0模块、通讯单元等。装有中央处理器的单元称为CPU模块，其他称为扩展模块。各模块之间通过底板上的总线相互联系插在底板上，大、中型机也常采用组合式的PLC结构。1.2 PLC的工作步骤PLC的用户所要编写的程序是由一些指令组成，并且分别按顺序排列在存储器当中。在用户程序执行阶段，在没有跳转指令时，CPU从第一条指令开始，逐条顺序地执行用户程序，直至遇到END指令，遇到结束指令时，CPU检查系统的智能模块是否需要服务，在执行指令时，从1/0映像寄存器或别的位元件的映像寄存器读出其0/1状态，并根据指令的要求执行相应的逻辑运算，运算的结果写入到相应的映像寄存器中[3]。所以，不包括只读的输入映像寄存器的内容由程序的执行的变化而发生改变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的读取输入阶段被读入。在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，执行程序时，对I/O的存取通常不是实际的1/0点，而是通过映像寄存器寄存下来。这样做有以下三个优点。(1) 为了使系统的运行的更加稳定稳定。程序在运行的阶段，它的输入值是不变的，程序运行完后可以用输出映像寄存器的值更新输出点;(2)提高了程序运行效率，读写1/0映像寄存器的速度相比较1/0点要快得多;(3)映像寄存器可以按照位字节来取，比较便捷，但是1/0点则只有按照位来存取。1.2.1系统的初始化当PLC通电之后，首先要对CPU和其中的各种资源进行一个默认的初始化处理。其中包括清除复位所有定时器，检查1/0模块的连接，1/0映像区、变量存储器区等。1.2.2读取输入信号在可编程序控制器的存储器中，设置了一片区域来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器，在读取输入阶段，可编程序控制器把所有外部数字量输入电路的ON/OFF(1/0)状态读入输入映像寄存器，外接的输入电路闭合时，对应的输入映像寄存器为1状态，梯形图中对应输入点的常开触点接通，常闭触点断开[4]。当对应的寄存器的为初始阶段0时，外接的输入电路这个时候会断开，常闭触点与此同时会接通，并且在所涉及的梯形图中所对应输入点的常开触点在这个时候也会自动断开。PLC的理论知识和应用现状