毕业设计论文PLC交通信号灯系统设计.doc

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1、目 录一、天津职业技术师范学院毕业论文1、摘要2、前言3、正文4、致谢词5、参考文献交通信号灯系统设计作者: 摘 要继电器控制系统原理简单、使用方便，而且价格便宜，但是由于它的控制逻辑是由元件和布线方式决定属硬线连接式编程。要改变程序就要重新接线，缺乏变更的灵活性。可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，是专门为在工业环境下应用而设计的工业控制器。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算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设备和生产过程。可编程序控制器及其相关的外部设备都按照易于与工业控制系统集成、易于扩展其功能的原则

2、设计。因此具有可靠性高、抗干扰能力强，编程简单、使用方便，功能完善、通用性强，设计、安装容易、维护工作量小，体积小，能耗低，性价比高等特点。实质上是一类工业控制专用的计算机，它的结构原理与微型计算机相似，皆由软件和硬件系统两大部分组成，只不过它具有比微型计算机更强的与工业过程之间的接口，使用更适合于控制要求的开发工具包和编程语言。使得不甚熟悉计算机的人员也能够方便地应用。关键词PLC 交通灯 顺序控制 时间顺序控制系统 条件顺序控制系统Title: The transportation signal beacon management Abstract: Control the system

3、principle after the electric appliances simple, usage convenience, and price cheapness, but because its control logic is to be decide by the component and cloth line method- belong to the hard line conjunction type plait distance.To change the procedure will re- connect the line, vivid sex that lack

4、 to change.The programmable controller is a kind of electronics system that carries on the numerical operation, is specialized for under the industry environment the industry controller of the application but design.It adopted the saving machine of the programmable preface, use come at it inner part

5、 saving performance logic operation, in proper order control, settle, compute to operate etc. with arithmetic the operation instruction, and pass the input and output of the numerical type, emulation type, control the machine equipments and production lines of various type.Programmable preface contr

6、oller and its related exterior equipmentses all according to be easy to control with industry the system gather, be easy to expand its function of principle design.So the has the credibility high, the anti- interference ability is strong, plait the distance is simple, usage convenience, the function

7、 is perfect, the in general use is strong, design, install easy, support the workload small, the physical volume is small, can consume low, sex price than high etc. characteristics.The is an industry substantially to control the appropriative calculator, its structure principle and microcomputer mut

8、ually, All be constitute by the software and hardware system two greatest partses, only it have stronger than microcomputer connect with of the industry process, the development tool that uses the more suitable for control request wraps and weaves the distance language.The personnel who make dont ac

9、quaint with the calculator very also can apply expediently. Key Words: PLC Transportation light In proper order control In proper order control system of time In proper order control system of condition 前言可编程序控制器（PLC）是20世纪70年代问世的通用自动控制装置。经过30余年的发展，它已由原来仅仅代替继电器逻辑控制而变成一个集顺序逻辑控制、回路调节、图形监视、网络通信于一体的综合自动化

10、系统发展成为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一，并被广泛用于控制各种机械设备和生产过程中。一、PLC的发展趋势DEC公司于1969年研制出第一台可编程序控制器PDP14，并且在GM公司的自动装配生产线上试用成功。此后，这项新技术就迅速发展起来，限于当时的元器件各计算机技术的发展水平，早期的PLC大多是由分立元件和中小规模集成电路组成，在简化计算机内部电路的同时，为了适应工业现场环境也对接口电路做了改进。人们根据这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案这一特点，以及用于逻辑控制的现状，把它称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controll

11、er），简称PLC。从1968年到现在，短短30余年间，PLC经历了4次换代。第一代PLC，大多用1位机开发，存储器为磁性存储器，只具有单一的逻辑控制功能。在第二代PLC产品中，换成了8位处理器及半导体存储器，PLC产品初步形成系列，随着高性能微处理器、位片式处理器的出现和EPROM，EEPROM，CMOSRAM等大规模集成电路在PLC中的大量应用，第三代PLC向多功能及联网通信方向发展，形成了多种系列化产品。第四代PLC产品不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能片式微处理器和RISC（Reduced Instruction Set Computer,精简指令系统）CPU，而且在单台

12、PLC中配置多个微处理器，进行多道处理，同时开发了大量内含微处理器的智能板模板，使第四代PLC产品发展成可以提供逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名副其实的多功能控制器。同时，PLC人机接口产品和PLC网络产品也得到飞速发展，由PLC及其网络构成的多级分布控制系统，提供在企业范围内实现经营决策、计划调度和控制功能集成的软硬件平台，使PLC及其网络成为计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System,CIMS）不可或缺的基本组成部分。随着技术发展和市场需求的增加，PLC的结构和功能不断改进，产品的生命周期

13、缩短，生产厂家不断推出功能更强的PLC新产品，平均3-5年就更新换代一次。为了适应大、中、小型企业的不同需求，进一步扩大PLC在自动化领域中的应用范围，现代PLC技术发展趋势是两极分化，同时尽量做到系列化、通用化和高性能化。两极分化是指PLC的组成规模（I/O点数和存储器容量）向大型和微小型两个方向发展。其一是向体积更小速度更快功能更强价格更低的微小型PLC方向发展，使之能更加广泛地替代传统的继电器控制系统。随着应用范围扩大和为适应用户不同的投资规模，小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，以增加配置的灵活性。微型PLC一般采用分散结构，体积很小的控制器完成逻辑控制和运算功能，而I/O采集处

14、理则在现场模块中实现，同时功能却日益增加。许多以前是大中型PLC才有的功能也纷纷被移植到小型PLC，例如，模拟量调节、数据通信功能等，并开发全系列人机界面（HMI）产品，从简单的按钮面板、文本显示器到操作员控制面板，为用户提供更直观更简便的人机，满足不同领域的控制和显示要求。其二是向大型（10000点以上）、高速（0.20.4us/指令）、多功能方向发展,使其能取代工业控制微机(IPC)、集散控制系统(DCS)的功能，对大规模复杂的系统进行综合控制。大型PLC由于采用功能强大的高档微处理器（如16位、32位微处理器），处理速度快，同时存储容量大大增加，并且完善了输入/输出系统；推出多种智能化I

15、/O模块，以满足快速响应、闭环控制、复杂控制等特殊要求；采用了多种编程语言和先进的指令系统，增强了系统的控制能力和数据处理能力，例如，PID控制、数据文件传递、浮点运算功能等。强化通信能力和网络化是大型PLC发展的一个重要方面：向下将多个PLC、多个I/O机架相连；向上与IPC、以太网、MP网等相连，构成整个工厂自动化网络。在的PLC还支持快速的现场总路线通信（常见的有Profibus,Device Net,Modbus等 ）。PLC+网络+IOC+SCADA（监控软件）已成为一种非常流行的PLC应用方式。当然，PLC的未来发展不仅依赖于新产品开发，还在于PLC与其他工业控制设备和工厂管理技术

16、的综合。无疑，PLC将在今后的工业自动化中扮演越来越重要的角色。二、PLC的组成原理PLC是把计算机的功能完善、灵活性和通用性等优点与继电器控制系统的简单易懂、操作方便和价格便宜等优点完美的结合起来，做成一种通用的工业控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，做成的一种通用的工业控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向对象、面向问题的“自然语言”编程。所以它的工作原理也是建立在计算机的工作原理基础上，也就是说PLC的控制功能也是通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。用户程序是通过编程器预先写入存储器中，由PLC采用循环扫描的工作方法来执行。众所周知，开发PL

17、C的初衷是采用现代计算机技术，用存储式编程的控制装置来替代继电器和半导体逻辑组件固定式连接编程的控制系统。在一个继电器逻辑控制系统中，要完成一项逻辑控制功能，支持控制系统的“程序”是由各分立元件（继电器、接触器、电子元件等）点到点之间布线连接来实现，既连接式编程。如果元件是串联，那就是一个“与”逻辑。如果要将一个“与”逻辑变成“或”逻辑，那么两个触点的串联必须重新布线，改为并联电路以适应控制程序的变化。所以，我们称继电器逻辑控制系统为连接编程的控制器。如果支持系统工作的“程序”是通过编程器预先写好，存放在存储器中，而且控制器以怎样的顺序查询继电器触点，构成“与”或“或”逻辑电路，以及线圈的接通

18、或断开都是在编程器中编程决定，与控制器结构和布线连接无关，我们称这种控制系统为存储式编程的控制系统。这样，就可以使用标准的控制设备，将生产过程的传感器和执行机构分别与控制设备的端子相连。如果需要改变控制功能，只要通过编程器改变存储器中的程序，外部的连线不需做任何改变。PLC就是这种存储式编程的控制器。PLC控制系统主要是由基本控制单元编程器和扩展单元三个部分组成。PLC的基本控制单元是一个能独立与受控生产过程或加工机械构成PLC控制系统的工作部件，它可由主机、输入、输出、外围接口和电源等五个主要模块组成。（一） 主机模块主机模块包括微处理器CPU和内存M两部分。其主要操作功能按三种不同的工作方

19、式分别为：1、在编程方式中，接收并存储从编程器送入的用户程序和数据。2、在运行方式中，以扫描方式接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入缓冲区内。在系统软件支持下，为用户提供定时器、计数器及数量众多的内部辅助继电器，解释执行用户程序,产生相应的内部控制信号,并根据程序执行结果更新状态标志和输出缓冲区的内容；采用集中刷新的方法更新输出控制操作；进行必要的监控及自我诊断，如电源状态、CPU及内部电路工作状态、电池失电、输入用户程序的语法检查等。3、在监控运行方式中，除按正常方式运行用户程序外，可按监控操作要求，显示指令执行情况或内部器件工作的某些状态。PLC的主机模块在硬件结构上与一般的微机系统几

20、乎完全一样，小型低档的PLC采用Z80ACPU、8039、8031等8位通用微处理器或单片机。PLC的内存分为系统程序内存和用户程序内存。前者用来存储PLC的操作系统或监控程序，并已经由制造厂家设计和固化在EPROM中，用户一般不能进入。在PLC的使用说明书中所说的存储容量，是指用户程序内存的大小。中小型PLC的用户内存的存储容量在8KB左右；而大型PLC的容量可达256KB左右。这部分内存通常采用低功耗的（CMOS）RAM内存。另外，用户程序调试好之后可以将其固化在EEPROM内。在用户程序的执行过程中，系统还需要在RAM中开辟一个专门区域，用作I/O缓冲区（也称数据表格）。RAM中的用户程

21、序和数据缓冲区，可在电池（常用锂电池）的支持下，保存PLC在外电源断开前的存储信息，工作寿命可达25年。（二）输入模块从工业现场传感器输入的操作命令或状态信息，经过输入模块的缓冲和隔离后进入PLC的主机。所输入的信号大多是开关量（如：按钮、行程开关和继电器触点的通/断等），也可以是数字量输入模块（如拨码开关等），还有些是模拟量（4-20mA电流或0-5V电压等）。应用广泛的开关量输入模块有直流和交流两种。在输入模块的电路中，采用光电耦合器件能够有效地提高PLC的抗干扰能力。同时，由于该光电耦合器的两边采用两组独立供电的电源，因此也有利于同外设电路的电平转换。通常，直流输入模块可直接连接无源的外

22、设接点，其输入部分的+24V由PLC电源供给。交流输入模块有110V或220V，由用户负责供给。按输入端信号连接方式的不同，有两种不同的结构形式：1、汇点式：把各个信号输入点的地线连接在一起，通过一个公共端COM引出与外设接点相连。2、分隔式：每个信号的输入均有单独的两端，不同输入信号之间无公共端。显然这种结构形式要占用较多的外部接线端子及相应的空间位置，只有在输入信号不允许共地时才使用这种输入形式。（三）输出模块PLC对外的控制操作最终是通过输出模块实现的。除了一部分高性能PLC配置模拟量输出模块之外，实际应用中规格品种繁多的开关量输出模块，是PLC的重要组成部分。按照负载所使用的电源不同，

23、可分为直流输出模块、交流输出模块。实际上，开关量输出模块对外操作的作用相当于一组受控的电源或无源开关。按照开关器件的种类不同，可分为晶体管输出、继电器输出、晶闸管输出三种。晶体管只能带直流负载，晶闸管只能带交流负载，继电器的接点可用于交直流两种负载。（四）外围模块PLC的基本控制单元常需要通过外围接口模块才能与扩展单元等部件连接。外围接口按信息传递方式可分为并行和串行两种方式。1、并行接口：PLC基本控制单元的数据总总线、部分地址总线通过扁平电缆直接与外围部件接口。并行接口传送数据简便、迅速，但传送距离较短。小型PLC袖珍编程器可通过并行接口与主机相连。扩展的I/O模块也可以由并行接口与基本单

24、元连接，以扩展整机的I/O容量。2、串行接口：近程的串行通信可直接通过RS-232C或RS-422进行，远程的串行通信则需要通过调制解调器，用通信电缆以至光纤实现相互连接。传送距离从十几米到几千米，传送速率可达9。6KB/S（特殊设计的PLC远程通信总线，数据传送速率可达10KB/S）。PLC与智能化的编程器、远程I/O机架、通用微机系统以至与PLC局部网络连接等等，均需通过串行接口实现。在高性能PLC中，通信模块作为一种智能化的I/O模块，满足PLC与外设或PLC系统内部的各种信号交换的需要。（五）电源模块PLC的电源模块大致可分为三部分：处理器电源、I/O模块电源、RAM后备电源。通常，构

25、成基本控制单元的处理器与少量的I/O模块，可由同一个处理器电源供电。扩展I/O的机架必须用独立的I/O电源。一般地说，处理器电源要保证足够的功率裕度，并应有较高的静态和动态稳定度。为了满足PLC内部电子线路的工作需要，有的系统采用传统的串联稳压式线性电源，新型的电源大都采用开关式电源。开关式电源的功率密度和转换效率较高，分别为100W/kg和60%-85%（线性电源相应值为22W/kg和40%-50%），输入电压允许偏差可达20%，但可能产生较强的射频干扰，且对于瞬变过程的恢复时间较长。RAM后备电源有两种：一次性电池（常用锂电池）系统和可充电电池（常用镍镉电池）系统。前者的能量密度约为后者的

26、10倍，每个电池可达18-34WH/N，目前在PLC中使用广泛。由于PLC所面对的是多样化的控制要求及环境条件,而基本单元的性能总是有限的,所以各制造厂商竞相开发了名目繁多的扩展单元。其中，有的只是增加一些硬件电路，有的除无CPU外，与基本单元很相似，有的则是高度智能化的，甚至自带编程器。（如测试单元、扩展定时器、在线人机单元、图示操作终端等）。各种型号的PLC都配有专用的编程器。小型PLC常使用袖珍型编程器。中大型PLC配有终端式编程器，具有完善的图形显示及文件处理功能。PLC的编程器一般具有以下三个基本功能：1、作为开发应用程序并输入PLC的工具。2、操作人员与PLC之间实现人机对话的媒介

27、。3、操作者进入PLC乃至整个控制过程的途径。袖珍编程器外形类似于掌上型计算器。显示采用发光二极管LED或者采用液晶LCD。一般仅以数字符、字母形式显示指令或数据。屏幕较大的LCD还可以显示梯形图程序。这类编程器所配置的显示器及小型按键使编程器在编辑状态能方便地实现程序的编辑与输入，在监控运行状态可监视PLC执行用户程序的过程。为了节省硬件资源的开销，小型PLC的编程器常与其本单元共享CPU及内存，所以必须在线使用。中大型PLC使用工业终端式编程器，在的就是IBM PC/AT兼容机，从而在编程中能更充分地利用计算机及信息处理技术。这类编程器借助于强大的软件功能，可采用指令语句、梯形图、顺序功能

28、图等多种方法编制PLC应用程序，这种高度智能化的编程器能够进行离线的编程与调试。利用计算机辅助设计（CAD）技术和工业控制组态软件，可在编程器中完成系统的仿真。大屏幕彩色显示器及先进的非程序化I/O技术，例如菜单技术、光笔、触摸式屏幕输入、输出技术，使操作者能直接通过屏幕，形象直观地选择功能操作，强制程序运行过程中某些线圈与接点通、断状态，并观察模拟运行的结果。从而使这种先进的编程器具有非常友好的人机界面。现代可编程控制器软件系统与一般的微机控制系统相似，通常可分为两个层次：进行系统管理与功能调用的系统软件，以及用户通过编程语言解决实际问题的应用程序。对于大多数PLC用户来说，他们更关心的是系

29、统软件的功能与使用，更希望应用PLC的语言进行用户程序开发时，系统所提供的软件工具使用方便并富于表现力。（六）系统软件PLC实际上是一个实时工业控制计算机，其系统软件的核心就是小型的实时操作系统。该操作系统统一管理PLC的各种资源，协调各部分之间、系统与用户之间的关系，以便充分发挥整个系统的使用效率，方便广大用户的使用。操作系统外围是系统功能调用程序，它们是一系列专门设计的功能操作模块。用户程序是用户与系统软件之间的接口。用户通过PLC所提供的编程语言编写用户应用程序，从而调用各种系统资源。按PLC的操作功能，系统软件可分为基本控制单元软件和编程器软件。基本控制单元软件用于整机的管理与控制，其

30、主要功能为：1、完成系统中各种中断处理、错误监视及处理。2、完成系统中各个程序模块之间的调用管理及信息传递。3、统一管理各外围输入、输出模板，与生产过程直接相连。4、统一对内部存储系统进行分配和管理。5、循环解释执行用户程序，完成过程的循环检测与控制。编程器软件用于编程及监控操作，其主要功能为：1、键入信息的分析和处理。2、显示器管理。3、在编程及监控工作中实现人机对话。由于PLC所处的工业控制环境要求其工作高度可靠，并应尽可能快地处理系统中的各种请求及输入、输出操作，因此要求其结构紧凑、运行效率高。这种系统软件由制造厂商直接提供，常驻系统内存之中，容量一般为8KB至16KB。从应用PLC的角

31、度来看，用户对此只需作一般了解，并且不得干预其内部操作。（七）用户程序用户程序集中体现了应用系统的I/O控制要求，而PLC则在循环解释执行应用程序的过程中实现预期的生产过程或加工机械的自动控制。因此，用户程序的编写方法对于PLC的开发应用影响很大，受到用户和制造厂商的高度重视。考虑到PLC的主要使用对象是广大电气技术人员，为了尽可能照顾他们工作习惯和掌握能力，最常用的编程语言为梯形图和指令语句表，有的还可以用逻辑和状态转移图编程。在高档PLC中，还可以提供具有较强的运算、数据转换等功能的专用高级语言或通用计算机程序设计语言供编程。三、PLC的工作原理PLC虽具有微机的许多特点但它的工作方式却与

32、微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式。如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，有键按下或I/O动作则转入相应的子程序，无键按下则继续扫描。PLC则采用循环扫描工作方式，在PLC中，用户程序按先后顺序存放，如：CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。这种工作方式是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个工作过程可分为五个阶段：自诊断，与编程器等的通信，输入采样，用户程序执行，输出刷新，其工作过程框图如下所示。执行用户程序读入现场信号与编程器计算机等通信自诊断输出结果（一）每次扫描

33、用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为I/O部分、存储器、CPU等，发现异常停机显示出错。若自诊断正常，继续向下扫描。（二）PLC检查是否有与编程器、计算机等的通信请求，若有则进行相应处理，如接收编程器送来的程序、命令和各种数据，并把要显示的状态、数据、出错信息等发送给编程器进行显示。如果有与计算机等的通信请求，也在这段时间完成数据的接受和发送任务。（三）PLC的中央处理器对各个输入端进行扫描，将输入端的状态送到输入状态寄存器中，这就是输入采样阶段。（四）中央处理器CPU将指令逐条调出并执行，以对输入和原输出状态（这些状态统称为数据）进行“处理”，即按程序对数据进行逻辑、算术运算，

34、再将正确的结果送到输出状态寄存器中，这就是程序执行阶段。（五）当所有的指令执行完毕时，集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号，以驱动被控设备，这就是输出刷新阶段。PLC经过这五个阶段的工作过程，称为一个扫描周期，完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。扫描周期是PLC的重要指标之一，在不考虑第二个因素（与编程器等通讯）时，扫描周期T为：T=（读入一点时间输入点数）+（运算速度程序步数）+（输出一点时间输出点数）+故障诊断时间显然扫描时间主要取决于程序的长短，一般每秒钟可扫描数十次以上，这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格，

35、响应速度要求快的系统，就应该精确的计算响应时间，细心编排程序，合理安排指令顺序，以尽可能减少扫描周期造成的响应延时等不良影响。PLC与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电接触器是按“并行”方式工作的，也就是说是按同时执行的方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个电器同时动作。而PLC是以反复扫描的方式工作的，它是循环地连续逐条执行程序，任一时刻它只能执行一条指令，这就是说PLC是以“串行”方式工作的。这种串行工作方式可以避免继电接触器控制的触点竞争和时序失配问题。总之，采用循环扫描的工作方式也是PLC区别于微机的最大特点。一、概述 将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其具

36、有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成交通信号灯一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。 交通秩序管理是由交警站在十字路口中央，用眼睛观察四个方向的车流量，用各种手势指挥各方向的车顺利通过十字路口，从而避免出现交通秩序混乱。整个控制过程为：首先让东西（南北）两个方向的车通过，当南北（东西）两个方向的车还不是很多的时候，继续让东西

37、（南北）方向的车通过，当南北（东西）两个方向的车辆达到一定时，禁止东西（南北）方向的车通过，让南北（东西）方向的车辆通行。如此循环。二、控制要求假设一个十字路口，东西方向为主通道，南北方向为小道。两个方向各有红色、黄色、绿色、三个交通灯显示。通常情况下，主通道绿灯亮，小道红灯亮。若小道有车来（至少一辆），用X表示有车来，秒后，主通道有秒的绿灯闪烁时间（灭0.秒,亮0.5秒，重复次）。接着黄灯亮秒，主通道转为红灯亮，小道转为绿灯亮，允许小道通车。小道绿灯亮后，如果主通道没有车来，或来车不满满辆，则秒后，首先小道绿灯闪烁秒，接着黄灯亮秒后，小道转为红灯亮，主通道转绿灯亮。在小道绿灯亮期间，如果主通

38、道来了辆车，当第辆车到来时（用1表示），小道立即变为绿灯闪烁秒，接着黄灯亮秒，然后小道红灯亮，主通道绿灯亮。如此循环。三、设计任务（一）硬件设计1、PLC选型根据控制要求及实现的功能选用松下整体式机型FP1系列，釆用FP1系列产品实现PLC控制的主要特点有：程序容量最大可达5000步，并为用户提供充足的数据区（最大6144字）、内部继电器（最大1008点）、定时器/计数器（最大144个）。具有基本指令81条，高级指令111条。除能进行基本逻辑运算外，还可进行+、-、*、/等四则运算。除能处理8位、16位数字外，还可处理32位数字，并能进行多种码制变换。除一般小型PLC中常用的指令外，还有中断和

39、子程序调用、凸轮控制、高数计数、字符打印以及步进指令等特殊功能指令。由于具有丰富的基本指令和高级指令，使编程更为简洁、容易，故给用户提供了极大的方便。具有完善的高级功能。机内高速计数器可输入频率高达10KHz的脉冲，并可同时输入两路脉冲。晶体管输出型的FP1可以输出频率可调的脉冲信号。小型机具有8个中断源的中断优先权管理；输入脉冲捕捉功能可捕捉最小脉冲宽度0.5ms的输入脉冲；可调输入延时滤波功能可以使输入响应时间根据外围设备的情况进行调节，调节范围为1128ms；手动拨盘式寄存器控制功能，可通过调节面板上的电位器使特殊数据寄存器DT9040DT9043中的数值在0255之间改变，实现从外部进

40、行输入设定。还有强制置位/复位控制功能、口令保护功能、固定扫描时间设定功能、时钟/日历控制功能等。实现了对各种对象的控制。具备网络功能。使用松下电工的CNET网，用RS485双绞线，可将1200m范围内多达32台PLC联网，实现上位机监控。FP1的监控功能很强，可实现梯形图监控，列表继电器监控，动态时序图监控（用户可同时监控16个I/O点时序）。具有几十条监控命令，多种监控方式，如单点、多点、字、双字等等。由上所述选用松下FP1系列AFP12413型号的PLC足以满足对交通灯的控制要求。AFP12413型是内藏式存储器RAM。输入24点，输出16点。工作电压直流24伏特，交流100240伏特。

41、COIM端极性（输入）正负。继电器类型。、继电器选型继电器就其在控制电路中的作用来讲，它是以一定的输入信号(如电流、电压或其它热、光非电信号)实现自动切换电路的“开关”。所以，它是一种自动、远动电器元件。另外，继电器也不单是作为一个简单的“开关”来用，它还有其它的“控制”作用。例如电车的快、慢、起、停控制；汽车转弯的指示等都是继电器在工作。继电器作为一个控制电器来讲，它有两个主要部分：一个是控制系统(又叫输入回路)；另一个是被控制系统(又叫输出回路)。继电器之所以能起自动控制作用，是因为当它的控制系统中输入的某信号(输入量)，如电、磁、光、热等物理量，达到某一定值时，能使输出回路的被控制量(输

42、出量)跳跃式的由零变化到一定值(或由一定位突跳到零)。我们把这种能自动使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。继电器分固态继电器(SSR)和机电继电器。机电继电器由两个部分组成，即感测部分与执行部分。感测部分接受外界输入的信号，并通过转换、放大、判断，作出有规律的反应，使执行部分动作，输出相应的指令，实现控制的目的。感测部分大都是电磁机构，而执行部分则是触头。（一）电磁机构电磁机构是各种自动化电磁式电器的主要组成部分之一，它将电磁能转换成机械能，带动触点使之闭合或断开。电磁机构由吸引线圈和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁、铁轭和空气隙。（二）执行机构低压电器的执行机构一般由主触点及其灭弧

43、装置组成。1、触点触点用来接通或断开被控制的电路。它的结构形式很多，按其接触形式可分为3种，即点接触、线接触、和面接触。点接触由两个半球形触点或一个半球形与一个平面形触点构成。线接触的接触区域是一条直线。触点在通断过程中是滚动接触。这样可以自动清除触点表面的氧化膜，保证触点的良好接触。面接触可允许通过较大的电流。这种触点一般在接触面上镶有合金，以减小触迠接触电阻和提高耐磨性。2、灭弧装置当断路器或接触器触点切断电路时，如电路中电压超过10-12V和电流超过80-100mA，在拉开的两个触点之间将出现强烈火花，这实际上是一种气体放电现象，通常称为“电弧”。所谓气体放电，就是气体中有大量的带电粒子

44、作定向运动。触点在分离瞬间，其间隙很小，电路电压大多降落在触点之间，在触点间形成很强的电场，阴极中的自由电子会逸出到气隙中并向正极加速运动。前进途中撞击气体原子，该原子分裂成电子和正离子。电子在向正极运动过程中又将撞击其他原子，这种现象叫撞击电离。撞击电离的正离子向阴极运动，撞在阴极上会使阴极温度逐渐升高。当阴极温度到达一定程度时，一部分电子将从阴极逸出再参与撞击电离。由于高温使电极发射电子的现象叫热电子发射。当电弧的温度达到3000或更高时，触点间的原子以很高的速度作不规则的运动并相互剧烈撞击，结果原子也将产生电离，这种因高温使原子撞击所产生的电离称为热游离。撞击电离、热电子发射和热游离的结

45、果，在两触点间呈现大量向阳极飞驰的电子流，这就是所谓的电弧。应当指出，伴随着电离的进行也存在着消电离的现象。消电离主要是通过正、负带电粒子的复合进行的。温度越低，带电粒子运动越慢，越容易复合。根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电弧熄灭，应设法降低电弧温度和电场强度，以加强电离作用。当电离速度低于消电离速度，则电弧熄灭。根据上述灭弧原则，常用的灭弧装置有磁吹式灭弧装置、灭弧栅、灭弧罩、多断点灭弧。固态继电器有三部分组成:输入电路，隔离(耦合)和输出电路。按输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制

46、和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。 固态继电器(SSR)与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的点，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。但

47、是固态继电器(SSR) 导通后的管压降大，可控硅或双相控硅的正向降压可达12V，大功率晶体管的饱和压浆液灾12V之间，一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大。半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现理想的电隔离。由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过在保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关，温度升高，负载能力将迅速下降。综上所述并考虑其性价比在此系统中选用体积小、结构紧凑、性能优良可靠，适用于交流50Hz或60Hz、额定电压380V开启式、E形铁心、直动式，触点为双断点排列的JZ17系列的机电继电器。、控制按钮选型控制按钮常常用作短时间的接通或断开小电流电路的开关它由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成。控