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基于PLC控制的交通信号灯控制系统设计

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目录

一、PLC的概念………………3

二、PLC的基本结构及分类…………………4

三、PLC的特点及应用领域…………………5

四、PLC的工作原理…………5

五、PLC的编程语言…………7

六、三菱F1-40MR型编程组件和指令系统…………………9

七、PLC的编程方法…………11

八、十字路口交通灯设计……………………13

九、小结………………………19

十、参考文献…………………19

摘要

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PLC工作原理、特点和硬件结构，以三菱的PLC为例，介绍了PLC的编

程组件与指令系统、梯形图的设计方法，以顺序功能图为基础的顺序控制设计方法

和顺序控制编程方法。本论文举了一个十字交通信号灯控制系统的例子，通过这个

例子，可以知道PLC的设计方法和设计的步骤。

一、PLC的概述

1985年，国际电工委员会（IEC）的PLC标准草案第三稿对PLC做出了如下

义：“PLC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

用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和

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。PLC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。”

PLC的历史与发展

多年来，人们用电磁继电器控制顺序型的设备和生产过程。系统很复杂，查找

排除故障往往非常困难，有时可能会花费大量的时间。现代社会要求制造业对市场

需求做出迅速的反应，生产出小批量、品种多、规格高、低成本和高质量的产品，

老式的继电器控制系统已经成为实现这一目标的巨大障碍。显然，在这种思想下，

PLC迅速发展，并在工业上得到广泛的应用。

1968年，美国最大的汽车制造厂家——通用汽车公司（GM）提出了研制PLC

的基本设想，即：能用于工业现场；能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的

组件和修改内部接线；出现故障时，容易诊断和维修。

1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC。我国有不少厂家

研制和生产过PLC，近年来国产PLC有了很大的发展，但是目前我国使用的PLC

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主要还是国外的品牌的产品。

二、PLC的基本结构

PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、和编程模块组成(见图1.1)。

2.1、CPU模块

CPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要是由微处理器和存储器组

成。CPU的作用类似人的大脑。它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以

下的工作：输入处理、程序执行、输出处理。

2.2、I/O模块

I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。

输入模块用来接收和采集输入信号。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换

与噪声隔离的作用。

2.3、编程设备与电源

编程设备用来生成、检查和修改用户程序，还可以用来监视用户程序的

执行情况。手持式编程器一般不能直接输入和编辑梯形图。它的体积小携带方