以下是小编精心整理的基于PLC控制的十字路口交通灯信号系统（共含8篇），供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。同时，但愿您也能像本文投稿人“自热型树莓便当”一样，积极向本站投稿分享好文章。
基于PLC控制的十字路口交通灯信号系统
根据十字路口交通灯的控制要求,采用PLC设计实现正常交通的时序控制.通过传感器完成对交通异常状况的.智能判别及处理.在系统的设计中,主要使用了PLC可编程序控制器和传感器相结合的一种智能控制方法,使用压轴式传感器采集车辆脉冲.用PLC高速计数嚣对脉冲进行计数.根据取得的数据运用一定的智能控制原则自动调节红绿灯的时间长度.最大限度地减少车辆滞留现象,较好地解决了车流量不均衡、不稳定问题.理论结果表明.该系统设计方案可以达到预期目标.
作 者：金秀慧 JIN Xiu-hui 作者单位：德州学院机电工程系,山东,德州,253023 刊 名：农业装备与车辆工程 英文刊名：AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING 年，卷(期)： “”(5) 分类号：U491.5+1 关键词：可缟程控制器 交通灯 智能控制系统基于松下FP1系列PLC的交通灯控制系统设计
本文介绍了一种利用松下FP1系列PLC完成对十字路口交通灯控制系统的.一种简单编程方法.
作 者：张鑫 顾晓辉 作者单位：南京铁道职业技术学院电子电气系,江苏,苏州,215137 刊 名：考试周刊 英文刊名：KAOSHI ZHOUKAN 年，卷(期)：2009 “”(37) 分类号：U4 关键词：PLC 交通灯控制系统 程序设计随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求，由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善，使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气动机械手有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘机构、旋转基座等机械部分组成。主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。
一 四轴联动简易机械手的结构及动作过程
机械手结构如下图1所示，有气控机械手(1)、XY轴丝杠组(2)、转盘机构(3)、旋转基座(4)等组成。
其运动控制方式为：(1)由伺服电机驱动可旋转角度为360°的气控机械手(有光电传感器确定起始0点)；(2)由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动(有x、y轴限位开关)；(3)可回旋360°的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转(其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组成)；(4)旋转基座主要支撑以上3部分；(5)气控机械手的张合由气压控制(充气时机械手抓紧，放气时机械手松开)。
其工作过程为：当货物到达时，机械手系统开始动作；步进电机控制开始向下运动，同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动；伺服电机驱动机械手旋转到达正好抓取货物的方位处，然后充气，机械手夹住货物。
步进电机驱动纵轴上升，另一个步进电机驱动横轴开始向前走；转盘直流电机转动使机械手整体运动，转到货物接收处；步进电机再次驱动纵轴下降，到达指定位置后，气阀放气，机械手松开货物；系统回位准备下一次动作。
二 控制器件选型
为达到精确控制的目的，根据市场情况，对各种关键器件选型如下：
1. 步进电机及其驱动器
机械手纵轴(Y轴)和横轴(X轴)选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机，步距角为0.9°/1.8°，电流1.5A。M1是横轴电机，带动机械手机构伸、缩；M2是纵轴电机，带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型，该驱动器采用10～40V直流供电，H桥双极恒相电流驱动，最大3A的8种输出电流可选，最大64细分的7种细分模式可选，输入信号光电隔离，标准单脉冲接口，有脱机保持功能，半密闭式机壳可适应更恶劣的工况环境，提供节能的自动半电流方式。驱动器内部的开关电源设计，保证了驱动器可适应较宽的电压范围，用户可根据各自情况在10～40VDC之间选择。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩，但却会加大驱动器的损耗和温升。本驱动器最大输出电流值为3A/相(峰值)，通过驱动器面板上六位拨码开关的第5、6、7三位可组合出8种状态，对应8种输出电流，从0.9A到3A以配合不同的电机使用，
本驱动器可提供整步、改善半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分7种运行模式，利用驱动器面板上六位拨码开关的第1、2、3三位可组合出不同的状态。
2. 伺服电机及其驱动器
机械手的旋转动作采用松下伺服电机A系列小惯量MSMA5AZA1G，其额定输出50W、100/200V共用，旋转编码器规格为增量式(脉冲数2500p/r、分辨率10000p/r、引出线11线）；有油封，无制动器，轴采用键槽连接。该电机采用松下公司独特算法，使速度频率响应提高2倍，达到500Hz ；定位超调整定时间缩短为以往松下伺服电机产品V系列的1/4。具有共振抑制功能、控制功能、全闭环控制功能，可弥补机械的刚性不足，从而实现高速定位，也可通过外接高精度的光栅尺，构成全闭环控制，进一步提高系统精度。具有常规自动增益调整和实时自动增益调整两种自动增益调整方式，还配有RS-485、RS-232C 通信口，使上位控制器可同时控制多达16个轴。伺服电机驱动器为A系列MSDA5A3A1A，适用于小惯量电动机。
3. 直流电机
可回旋360°的转盘机构有直流无刷电机带动，系统选用的是北京和时利公司生产的57BL1010H1无刷直流电机，其调速范围宽、低速力矩大、运行平稳、低噪音、效率高。无刷直流电机驱动器使用北京和时利公司生产的BL-0408驱动器，其采用24～48V直流供电，有起停及转向控制、过流、过压及堵转保护，且有故障报警输出、外部模拟量调速、制动快速停机等特点。
4. 旋转编码器
在可回旋360°的转盘机构上，安装有OMRON公司生产的E6A2增量型旋转编码器，编码器将信号传给PLC，实现转盘机构的精确定位。
5. PLC的选型
根据系统的设计要求，选用OMRON公司生产的CPM2A小型机。CPM2A在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制、中断输入、脉冲输出、模拟量设定和时钟功能等。CPM2A的CPU单元又是一个独立单元，能处理广泛的机械控制应用问题，所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品。完整的通信功能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通信。这些通信能力使四轴联动简易机械手能方便的融合到工业控制系统中。
三 软件编程
1. 软件流程图
流程图是PLC程序设计的基础。只有设计出流程图，才可能顺利而便捷地编写出梯形图并写出语句表，最终完成程序的设计。所以写出流程图非常关键也是程序设计首先要做的任务。依据四轴联动简易机械手的控制要求，绘制流程图如图2所示。
2. 程序部分
由于论文篇幅有限，这里只列出了开始两段程序，供读者参阅，见图3。
四 结束语
四轴联动简易机械手的各个动作和状态都由PLC控制，不仅能满足机械手的手动、半自动、自动等操作方式所需的大量按扭、开关、位置检测点的要求，更可通过接口元器件与计算机组成PLC工业局域网，实现网络通信与网络控制。使四轴联动简易机械手能方便地嵌入到工业生产流水线中.
随着我国基础工业的飞速发展,各个使用领域对滚动轴承性能的技术要求也越来越高,要求体积更小,重量更轻,寿命更长,摩擦更低,部分还要求在特殊环境下具备极高的可靠性，我国的PLC轴承生产控制系统正在缩小与发达国家的差距。可以预计,在不久的将来,我国的PLC轴承生产控制系统必将赶超世界先进水平。
一、PLC工作原理概述
PLC的工作原理与计算机的工作原理基本相同,它通过执行用户程序来实现控制任务,但PLC的工作原理有自己的特点:(1)可靠性高,抗干扰能力强; (2)配套齐全,功能完善,适用性强;(3)系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造;(4)体积小,重量轻,能耗低、性能价格比高。
(一)扫描的工作方式
PLC的工作过程是以循环扫描的方式进行的。循环扫描的方式是指在程序执行过程中,以周期循环的方式,对各个过程输入信号进行采样,然后运算处理,再将结果输出到现场的执行机构中。在一个程序执行周期中,如果一个程序语句的条件不具备,则该语句不执行,程序也将继续扫描下去,而不是等待。一旦该语句条件具备,当下面某个扫描周期到来时,则执行该语句。
(二)中断方式
PLC中断处理的原理与计算机中断处理的原理也是基本一致的。但还有几点区别:
1.部分PLC在执行中断任务过程中,不再响应其它中断,只有等到该中断任务执行完毕后,才处理其它中断,即使是出现中断级别较高的中断。
2.序调用相应的中断子程序进行处理。
3.在中断处理的过程当中,如果出现新的中断源,无论它的优先级如何,也只有等到在执行的中断结束,才能处理新的中断。
二、轴承加工PLC控制系统的硬件设计
(一)PLC控制系统的总体要求
我们根据轴承加工的工艺要求及特点,查阅了大量PLC用于各工业控制系统的论文资料,听取结合生产现场的要求,总结了如下的设计原则及要求。
1.系统必须具有高可靠性、稳定性和灵活性。
2.系统采用的硬件、软件和网络应具有当今世界先进技术水平,且经过工程实践考验,证明其是实用的产品。
3.系统应具有较强的人机对话能力。较强的人机对话能力能够使对轴承加工过程的实时监控变得更加方便,在上位计算机侧及下位PLC侧应能够显示或提示操作及监控等信息,以便于监控操作,以及及时维修。
4.能适应生产的需要,同时控制系统操作简单,灵活又方便维护。
5.系统采用的网络结构应是技术先进和性能可靠的。
(二)PLC控制系统的设计步骤
PLC控制系统是个涉及面广、工艺复杂、检测仪表以及控制设备繁多的系统,其整体设计思路如下,设计流程图如图1所示:
1.首先分析生产过程的工艺要求和现场生产设备的功能,确定控制系统要实现哪些功能。
2.进行PLC系统的配置设计。这包括控制器的选择、容量的确定、I/O模块的选择、电源模块的选择、控制模式的选择、数据通信模块和通信模式的选择等。
3.根据控制要求,基本确定数字I/O点和模拟量输入和输出通道的数量,进行I/O点的初步分配,编制I/O点地址表。
4.确定控制系统的输入设备、输出设备,画出接线柜的接线图,再根据接线图,进行现场配线。
5.在确定I/O地址表后,根据不同的控制与检测对象,编制模块化程序,进行初步调试。
6.若程序不能满足要求时,则再进行修改。
7.程序初步调试好后,即可进行联机调试,在此过程中,若是程序出现的问题,修改程序,若是硬件系统出现的问题,则再查找硬件问题,直到联机调试成功。
8.最后软件和硬件都调试通过,则可正式投产运行。
(三)PLC系统硬件的选型
这里主要介绍了轴承轴承内套圈内径加工工程所用到的PLC的硬件及其使用方法。包括CPU模块、PLC基架、基架电源、数字量输入模块、数字量输出模块、上位通讯模块、智能模块等。
1.PLC基架的选择。SU系列控制器的基架有三种可供用户选择,分别是5槽(U-14B)、7槽(U-16B)、9槽(U-18B)。使用者可以根据系统的大小及安装位置来确定选择某种槽数的基架。
2.CPU模块的选择，
CPU模块,推荐选择SU-6B。此种模块功能比较强大:顺序指令处理速度达0.3μs、处理指令条数达191种、上位通讯通过CCM网最大可加入8个网络、并且有PLC电源输入部分、DC24V输出部分等,此种模块足以满足轴承内套圈内径加工工程的使用。
3.输入模块的选择。轴承内套圈内径加工工程所用到的输入点数共计80个左右,为了保持有一定的扩展能力,我们推荐选择两种型号的输入模块,U-08N(32个输入点)和U-09N(64个输入点)。
4.输出模块的选择。轴承内套圈内径加工工程所用到的输出点数共计40个左右,为了保持有一定的扩展能力,推荐选择输出模块U-18T,它具有32个输出点。
5.上位通讯模块的选择。光洋电子的上位通讯模块U-01DM支持CCM、MODCON、点对点、无协议通讯等协议。利用U-OIDM,可以与其他 PLC间交换信息;与上位计算机进行串行通讯;并可构成PLC控制网络系统。推荐使用U-01DM,通过CCM协议与上位计算机进行串行通讯来实现监控生产的目的。
6.智能模块的选择。可以采用模拟量输出模块(U-01DA)来进行速度输出控制,并且在软件设计中加入高速限制的保障。
7.智能模块(高速计数器模块)的选择。选用高速计数器模块的目的是解决主轴工作台进给时发生的计数漏掉的问题。我们推荐采用光洋电子公司的高速技术模块(U-01Z),其最高计数频率为IOOKCPS的加减算计数能力(普通输入模块频率为1KCPS),从而克服了漏掉计数的问题。
8.存储器盒的选择。32K语的EEPROM(G-25M)具有存储区间大、可随意编辑修改程序、无需电池保持程序等优点,适合大多数控制系统的需要。轴承内套圈内径研磨PLC控制系统选用的型式见表1:
三、轴承加工PLC控制系统的程序设计
(一)采用网络组态软件
采用组态软件进行监控和管理。PLC的各种优点对一个监控系统是重要的,但PLC作为一种控制设备,用它单独构成一个监控系统是有局限性的,主要是无法完成复杂运算、无法显示各种复杂的实时图形和保存大量的数据,也较难显示汉字,没有良好的用户界面。这些不足可由上位机来弥补。上位机通讯监测软件采用组态软件,建立相应的数据库系统,对系统的历史数据进行处理。组态软件Turing Control就是一个不错的选择。
(二)Turing Control运行的软硬件环境
Turing Control监控软件作为一个实时数据采集和监视管理以及数据纪录的系统软件,其软硬件系统的配置直接影响到软件系统的运行表现,并直接关系到能否满足其功能。根据这个原则,对Turing Control软件系统推荐以下基本配置:
1.PentiumII300以上计算机。
2.基本的Turing Control系统安装需要不低于40Mb的硬盘空间,但随着报警文件、历史数据库的动态增加,会需要更多的硬盘空间。
3.为了保证Turing Control的运行效率建议使用64Mb以上的内存。
4.由于Turing Control可以提供丰富的色彩和逼真的动画效果,建议用户采用SVGA显示器以及可以支持16位增强色的显示卡。
5.Turing Control目前的版本运行于Windows 98、Windows 、Windows NT 4.0(SP6)操作系统之上,为了保证系统运行的可靠性,建议单机运行时也采用Windows 2000平台。
6.Turing Control支持的网络协议为TCP/IP协议。
四、结论
轴承研磨PLC监控系统建成后,可以提高轴承加工的自动化程度,使整个轴承生产周期大大降低,产品合格率得到了很大的提高,设备维修方面能够做到快速、及时,公司各部门能够根据自己的权限掌握生产现场的具体情况并对生产现场即时实施监控。这样,降低了整个公司的运行成本,劳动效率得到了很大的提高, 所带来的经济效益非常可观。
参考文献
[1]陈在平,赵相宾.可编程控器技术与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,.
[2]郭宗仁,吴亦峰,郭永.可编程控器设计及通讯网络技术[M].北京:人民邮电出版社,.
[3]黄鸣鸣.数控机床在轴承制造业中的应用[J].哈尔滨轴承,,28(2).
[4]魏二有.PLC在全自动轴承装配机中的应用[J].自动化仪表,,(3).
[5]王东鹏,李猛.基于PLC的轴承生产线质量检测系统的研究[J].哈尔滨轴承,2008,29(4).
随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善， 使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部 门，在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气动机械手有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘机构、旋转基座等机械部分组成。主要作用是完成机械部件的搬运工 作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。
一 四轴联动简易机械手的结构及动作过程
机械手结构如下图1所示，有气控机械手（1）、XY轴丝杠组（2）、转盘机构（3）、旋转基座（4）等组成。
图1 机械手结构图
其运动控制方式为：（1）由伺服电机驱动可旋转角度为360的气控机械手（有光电传感器确定起始0点）；（2）由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动（有x、y轴限位开关）；（3）可回旋360的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转（其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组 成）；（4） 旋转基座主要支撑以上3部分；（5）气控机械手的张合由气压控制（充气时机械手抓紧，放气时机械手松开）。
其工作过程为：当货物到达时，机械手系统开始动作；步进电机控制开始向下运动，同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动；伺服电机驱动机械手旋转到达正好抓取货物的方位处，然后充气，机械手夹住货物。
步进电机驱动纵轴上升，另一个步进电机驱动横轴开始向前走；转盘直流电机转动使机械手整体运动，转到货物接收处；步进电机再次驱动纵轴下降，到达指定位置后，气阀放气，机械手松开货物；系统回位准备下一次动作。
二 控制器件选型
为达到精确控制的目的，根据市场情况，对各种关键器件选型如下：
1. 步进电机及其驱动器
机械手纵轴（Y轴）和横轴（X轴）选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机，步距角为0.9/1.8，电流 1.5A。M1是横轴电机，带动机械手机构伸、缩；M2是纵轴电机，带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型，该驱动器采 用10～40V直流供电，H桥双极恒相电流驱动，最大3A的8种输出电流可选，最大64细分的7种细分模式可选，输入信号光电隔离，标准单脉冲接口，有脱 机保持功能，半密闭式机壳可适应更恶劣的工况环境，提供节能的自动半电流方式。驱动器内部的开关电源设计，保证了驱动器可适应较宽的电压范围，用户可根据 各自情况在10～40VDC之间选择。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩，但却会加大驱动器的损耗和温升。本驱动器最大输出电流值为 3A/相（峰值），通过驱动器面板上六位拨码开关的第5、6、7三位可组合出8种状态，对应8种输出电流，从 0.9A到3A以配合不同的电机使用。本驱动器可提供整步、改善半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分7种运行模式，利用驱动器面板上六位 拨码开关的第1、2、3三位可组合出不同的状态。
2. 伺服电机及其驱动器
机械手的旋转动作采用松下伺服电机A系列小惯量MSMA5AZA1G，其额定输出50W、100/200V共用，旋转编码器规格为增量式（脉冲数 2500p/r、分辨率10000p/r、引出线11线）；有油封，无制动器，轴采用键槽连接。该电机采用松下公司独特算法，使速度频率响应提高2倍，达 到500Hz ；定位超调整定时间缩短为以往松下伺服电机产品V系列的1/4。具有共振抑制功能、控制功能、全闭环控制功能，可弥补机械的刚性不足，从而实现高速定位， 也可通过外接高精度的光栅尺，构成全闭环控制，进一步提高系统精度。具有常规自动增益调整和实时自动增益调整两种自动增益调整方式，还配有RS-485、RS-232C 通信口，使上位控制器可同时控制多达16个轴。伺服电机驱动器为A系列MSDA5A3A1A，适用于小惯量电动机。
3. 直流电机
可回旋360的转盘机构有直流无刷电机带动，系统选用的是北京和时利公司生产的57BL1010H1无刷直流电机，其调速范围宽、低速力矩大、运行平稳、低噪音、效率高。无刷直流电机驱动器使用北京和时利公司生产的BL-0408驱动器，其采用24～48V直流供电，有起停及转向控制、过流、过压及堵 转保护，且有故障报警输出、外部模拟量调速、制动快速停机等特点。
4. 旋转编码器
在可回旋360的转盘机构上，安装有OMRON公司生产的E6A2增量型旋转编码器，编码器将信号传给PLC，实现转盘机构的精确定位。
5. PLC的选型
根据系统的设计要求，选用OMRON公司生产的CPM2A小型机。CPM2A在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制、中断输入、脉冲输 出、模拟量设定和时钟功能等。CPM2A的CPU单元又是一个独立单元，能处理广泛的机械控制应用问题，所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品。完 整的通信功能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通信。这些通信能力使四轴联动简易机械手能方便的融合到工业控制系统中。
三 软件编程
1. 软件流程图
流程图是PLC程序设计的基础。只有设计出流程图，才可能顺利而便捷地编写出梯形图并写出语句表，最终完成程序的设计。所以写出流程图非常关键也是程序设计首先要做的任务。依据四轴联动简易机械手的控制要求，绘制流程图如图2所示。
图2 软件流程图
2. 程序部分
由于论文篇幅有限，这里只列出了开始两段程序，供读者参阅，见图3。
图3 程序列表
四 结束语
四轴联动简易机械手的各个动作和状态都由PLC控制，不仅能满足机械手的手动、半自动、自动等操作方式所需的大量按扭、开关、位置检测点的要求，更可通过接口元器件与计算机组成
PLC工业局域网，实现网络通信与网络控制。使四轴联动简易机械手能方便地嵌入到工业生产流水线中。
附另一篇论文：
摘要：介绍可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程中，要保证正常运行应该注意的一系列常见问题，并给出一些合理的建议及解决方法。
关键词：PLC 工业控制 抗干扰 布线 接地 建议
一、简述
多年来，可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。
二、PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：
1.开关量逻辑控制；2.工业过程控制；3.运动控制；4.数据处理；5.通信及联网。
三、PLC的应用特点
1.可靠性高，抗干扰能力强。2.配套齐全，功能完善，适用性强。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎。4.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造。
(1)安装与布线。动力线、控制线以及PLC的电源线和I／O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I／O之间应采用双胶线连接。
PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
(2)I／O端的接线。输入接线：输入接线一般不要太长。输入／输出线不能用同一根电缆，输入／输出线要分开。尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。
输出连接：输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
由于PLC的'输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。
使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。
PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制四、PLC应用中需要注意的问题
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施就可以直接在工业环境中使用。然而，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，因此在使用中应注意以下问题：
1.工作环境
(1)温度。PLC要求环境温度在0～55℃，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。
(2)湿度。为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露)。
(3)震动。应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10～55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。
(4)空气。避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
(5)电源。PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
2.控制系统中干扰及其来源
现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。
(1)干扰源及一般分类。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
(2)PLC系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰：PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。
柜内干扰：控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。
来自接地系统混乱时的干扰：接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰。
来自PLC系统内部的干扰：主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
变频器干扰：一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。
3.主要抗干扰措施
(1)电源的合理处理，抑制电网引入的干扰。对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。
(2)正确选择接地点，完善接地系统。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。
安全地或电源接地：将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。
五、结束语
随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用
PLC控制技术优秀教学课件
一、PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同．
a. 中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从
编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可*性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
b、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
C、电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可*得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
二、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。
(一) 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I/O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，I/O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。
(二) 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I/O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I/O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I/O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。
(三) 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I/O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。
同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。
一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
三、PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
数据处理
现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、
查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
PLC未来展望
21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
多站远程无线控制系统是以计算机作为中心控制站，用多个信号源作为下位机，通过无线模块进行数据通信的。系统中的上位机作为数据接收和数据处理的中心站，当下位机实时采集到上位机发送的数据后，便可进行简单的数据处理并向上位机回送数据。
上位机无线通讯接口使用串行端口与无线数传模块相连，数字信号通过天线调制后送到下位机的一台外置无线模块，然后通过串口送入单片机进行处理。系统组成框图如图1所示。(本网网收集整理)
2 串行通讯控件
利用VB开发通信程序主要有两种方法，一是利用VB本身提供的控件（CONTRALS），另一种是利用WINDOWS API应用程序接口。在实际应用中，用VB 控件实现通讯的方法比调用SDK的API动态连接库的方法更加方便和快捷，而且可以用较少的代码实现相同的功能，这就是用VB 控件实现通讯的优点所在，下面主要介绍一下利用VB 控件实现无线通讯的方法。
VB控件工具箱中提供了一个使用非常方便的串行通讯控件MSComm，它提供了使用RS－232串行通讯上层开发的所有细则。通过它完成串行通讯既可以使用查询方式，又可以使用事件驱动方式。控件的一些重要属性及其说明如表1所列。
表1 MSComm控件的属性说明
属 性设定值说 明
ComPort1串口号，如果串口1已所用，改用串口2InBufferSize1024接收缓冲区大小InputLen0从接收缓冲区读取的字节数，0表示全部读取InputMode1接收数据的类型，0表示文本类型，1表示二进制类型OutBufferSize1024发送缓冲区大小RThreshold1设定接收几个字符时触发OnComm事件，0表示不产生事件，1表示每接收一个字符就产生一事件SThreshold0设定在触发OnComm事件前，发送缓冲区所允许的最少的字符数，0表示发数据时不产生事件，1表示当发送缓冲区空时产生OnComm事件Settings1200,n,8,1串口的参数设置，依次为波特率、奇偶校验（n-无校验，e-偶校验，o-奇校验）、数据位数、停止位数3 应用实例
本系统的通讯网络并非点对点的通讯，而是采用一点对多点的广播式通讯方式。由于无线通讯可能会有空间的噪声干扰，因此，需要采取一些抗干扰措施。首先是身份识别码，因为给下位机编码可以保证网络通讯的有序性，因此，每个站都应有身份码。其次是包头识别码，由于在发送了传输命令之后，下位机开始以打包的形式传输数据，因而每一包都有一个包头和包尾识别码，假如识别码有误，则表明该次传输为不正常数据。因此，应使用1200波特率、无奇偶校验位、8 个数据位、1 个停止位的较稳定状态。
上位机向下位机发送的参数有站号、状态（开机、关机）、频率、重复周期、脉宽、天线转速、天线扫描方式、天线状态、天线角度等。发送命令有手动方式和自动方式两种。自动方式是由定时器自动完成的。为了及时知道分站的状态和运行情况，还应设计定时查询和即时查询。
在无线通讯过程中，除了规定合理的协议之外，为了保证通讯的正确性，在数据发送时还应适当地增加延时，特别是当速度较慢的计算机向速度较快的计算机发送数据时，更应适当增加延时。
由于该项目的软件源代码较长，故只给出和串口通讯有关的程序片段供大家参考。笔者在工作中实践了三种通讯方式，即查询方式、事件驱动方式、事件驱动转查询方式。这三种方式各有利弊，其中查询方式具有方便可靠的特点，可利用协议或设定时钟来进入和退出查询状态，但它不是资源的有效利用方式；事件触发方式对于定长通讯非常有效，但其定长通讯在有些场合不适用；而事件驱动转查询方式既有事件驱动的特点又有转查询方式的特点，可以说是汇集了前二者之长，故可有效利用资源。下面着重介绍事件驱动转查询方式。
由于在通讯中，RTS电平可置高或置低，如果用事件驱动，计算机就会进入中断，资源就没有有效利用，所以在程序中添加了一个接收函数。为了保证程序的可靠性和灵活性，可以运用设置身份码等方法来保证各个子站互不干扰，具体实现过程的主程序流程图如图2所示。
除以上处理外，还可以使用以下方法来增加系统的可靠性、灵活性和效率。
（1）设置身份码和目的地址
每个数传模块均有表示其唯一身份的身份码，身份码长为两个字节共十六位。第一字节表示组码，第二字节表示组内识别码，身份码可用D7H?F5H?XXH?YYH设置，可设置于模块内的EEROM中，掉电后不丢失。在数据传送前，应设置目的地址，以便确定由哪个来接收数据。采用此方法可以有效地防止干扰。
（2）使用动态数组
接收字节数据时，必须使用动态数组。一个动态数组被声明后，可以利用Input属性将串行端口输入缓冲区内的数据指定到该动态数组中。被接收到的数据的实际大小必须利用Lbound及Ubound才能取得最大及最小索引值，同时也只有这样，才能利用程序将内部的值一一显示出来。另外，利用最大和最小索引值还可以判断是否为一次成功接收。
（3）最优化TimeDelay
在每次传输指令后，一定要等待一段时间才可能从串行端口的输入缓冲区中取得信号源传回的数据，这个时间有多久是项目的关键，太长了效率太低，太短了，数据有可能接收不全，所以有必要进行最佳化测试。具体代码如下：
Public Declare Function GetTickCount Lib ″ker-nel32″ ?As Long
Dim Buf＄
Dim T1＆?T2＆
Comm1．Output＝Trim（Ucase（txtsend．．Text）） ＆ vbcr
T1＝GetTickCount?（）
Do
Buf＝Buf ＆ Comm1．Input
Loop Unitl Instr（1，Buf，vbCr）＞0
T2＝GetTickCount（）
LblTime．Caption＝CStr（T2－T1） ＆ “ms”
该程序中使用GetTickCount来取得系统自开机后每千分之一秒更新的`Tick值，在接收的前后加上取Tick值的叙述，自然就可以得到传输的时间了。从测试的结果来看，传输单个数据的时间为100ms，10个群组的时间约为500ms。
（4） 增加程序的效率
利用下面的程序可在无线通讯受到干扰或对方设备电源没有打开等原因造成对方数据不能上传时，避免程序一直在等待。如果在规定时间内还没等到规定的字节数时就跳出循环，并出现一个重新发送对话框。此时如果还是不对，就弹出一个对话框“请检查系统！＂。具体程序如下：
Public Sub ReceiveData（）
′On Error Resume Next
Dim start， dend As Integer
Dim byin（） As Byte
Dim byindata（11） As Byte
Dim I％? buf＄
′根据事件分发处理
Do While frmMSCommDemo．MSComm1．CommEvent ＝ 2
Exit Do
Loop
Timedelay 850 ′适当延时
byin ＝ frmMSCommDemo．MSComm1．Input
′接收串行端口内的数据至动态数组中
dend ＝ UBound（byin） ′得到最大值
start ＝ LBound（byin） ′得到最小值
If dend ＜ 5 Then
MsgBox RadarNoOut ＆ “信号源出现系统
故障，请求检修！”? vbOKOnly
Exit Sub
End If
′接收串行端口内的数据至动态数组中
′ReDim Preserve byin（11） As Byte
If byindata（0） ＝ ＆H55 And byindata（1） ＝ ＆HAA
Then ′包头正确，接收到包头进行数据处理
．
．
．
End sub
′延时程序
Sub Timedelay（TT As Long）
Dim t As Long ′声明一个长整数，记录计数值
t ＝ GetTickCount（） ′取得系统计数值
Do ′开始循环
DoEvents
If GetTickCount － t ＜ 0 Then t ＝ GetTick-Count ′归零
Loop Until GetTickCount － t ＞＝ TT ′计算延迟是否到达
End Sub
4 结论
根据本系统的研制经验，利用MSCOMM控件开发无线通信要把握好以下三条：
（1） 收发之间应延时适当，这需要在测试中不断地调试，以达到最佳效果。
（2） 选用好的且必须具有纠错功能的无线数传模块，否则将达不到理想的效果。
（3） 设定一个合理的通信协议，使中心站与子站有良好的沟通。实际测验证明，本系统在WIN98中运行稳定，在实验过程中取得了良好的效果。
多站远程无线控制信号系统通信软件的开发
摘要：多站远程无线控制系统是以计算机为中心控制，用多个信号源作为下位机通过无线模块进行通信，文中介绍了通过无线数传模块实现无线通讯以及ActiveX控件的使用方法，提出了使系统应用程序更安全可靠，效率更高，维护更加方便的几种措施。关键词：串行通信 ActiveX控件 查询接收 动态数组 最佳化TimeDelay
1 多站远程无线控制系统组成
多站远程无线控制系统是以计算机作为中心控制站，用多个信号源作为下位机，通过无线模块进行数据通信的。系统中的.上位机作为数据接收和数据处理的中心站，当下位机实时采集到上位机发送的数据后，便可进行简单的数据处理并向上位机回送数据。
上位机无线通讯接口使用串行端口与无线数传模块相连，数字信号通过天线调制后送到下位机的一台外置无线模块，然后通过串口送入单片机进行处理。系统组成框图如图1所示。
2 串行通讯控件
利用VB开发通信程序主要有两种方法，一是利用VB本身提供的控件（CONTRALS），另一种是利用WINDOWS API应用程序接口。在实际应用中，用VB 控件实现通讯的方法比调用SDK的API动态连接库的方法更加方便和快捷，而且可以用较少的代码实现相同的功能，这就是用VB 控件实现通讯的优点所在，下面主要介绍一下利用VB 控件实现无线通讯的方法。
VB控件工具箱中提供了一个使用非常方便的串行通讯控件MSComm，它提供了使用RS－232串行通讯上层开发的所有细则。通过它完成串行通讯既可以使用查询方式，又可以使用事件驱动方式。控件的一些重要属性及其说明如表1所列。
表1 MSComm控件的属性说明
属 性设定值说 明
ComPort1串口号，如果串口1已所用，改用串口2InBufferSize1024接收缓冲区大小InputLen0从接收缓冲区读取的字节数，0表示全部读取InputMode1接收数据的类型，[1] [2] [3] [4] [5]
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