榆林学院本科毕业设计（论文）
通过大量的中间继电器，时间继电器逐渐取代继电器等组成的传统的继电器计数 - 触点控制系统的机械，化工，石油，冶金，电力，轻工工业，电子，纺织，食品，交通运输等行业得到广泛应用。深度和应用PLC的广度已经成为全国工业先进水平的重要标志。
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定的PLC包括CPU板，I / O板，显示面板，内存块，电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的作为一个整体。模块化的PLC，包括CPU模块，I / O模块，内存，电源模块，背板或机架，这些模块可以按照一定的规则进行组合配置。PLC的硬件系统结构如图3-1所示：
图3-1 PLC的硬件系统结构图
3.1.2PLC的主要功能及特点
PLC是一个非常广泛的应用，非常迅速的工业自动化设备的发展，工厂自动化（FA）和计算机集成制造系统（CIMS）中占有重要的地位。PLC系统主要有以下功能：
(1)多样系统控制功能；
(2)数据采集功能、存储系统功能和处理运行功能； (3)通信联接网络功能；
(4)输入端口调理功能、输出端口调理功能； (5)人机界面交互功能； (6)编程和调试功能。
PLC的重量，体积，功耗和硬件的价格已经降低，虽然软件的总价格的比例有所上升，但厂家以更低的价格相应地竞争。另外，采用PLC还可以缩短设计，编程和生产周期，所以总价格进一步降低。 PLC现场总线产品面临发展，创新将再次满足工业和民用控制的更高的要求。
7
基于PLC与组态王的交通灯控制系统设计
PLC是面向技术人员的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 1、抗干扰能力强，可靠性高
限制故障的发生是以失败快速检测故障点和故障局部的事件。现代集成的PLC与微电子元件的程度非常高，原来开关动作是由非接触式开关的半导体集成电路完成，可靠度是利用机械自锁继电器的所不能比拟的。各PC厂商已在硬件和软件方面的采取各种措施，做到及时发现PC的错误信息，停止等待维修，还使PC具有很强的抗干扰能力。
2、通用性强，控制程序可变
PLC的各种硬件设备，以满足在控制系统的各种要求，因此，设计者没必要自己设计和制造的硬件设备。 PLC的控制功能由存储在存储器中的程序来实现，如果需要改变控制功能，则仅需要修改方案，并且改动极少量的接线。此外，也可以用同样的可编程控制器不同的控制对象，只是改变软件可以实现不同的控制要求。因此，PLC除了应用于单机控制，在工厂自动化中采用也很广泛。。
3、功能强，适应面广
PLC有逻辑运算，计数，顺序控制等功能，以及数字和模拟输入和输出，通信，交互性，自检，记录显示等功能。可以控制生产机械、一条生产线，同时也控制生产过程。
4、编程简单，容易掌握
目前，大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。继承传统的控制线的明确特点，也考虑到电气技术人员编程方法的水平和读图习惯，这将有助于接受和掌握。 PLC编程梯形图程序的执行，首先把它翻译成汇编语言，然后执行。用汇编语言编写，梯形图程序的相比，长并且被设计成直接写入程序的执行的执行时间，大部分的机械和电气控制设备的，不会受到影响，并完全控制的要求我满足。
5、减少了控制系统的设计及施工的工作量
当你这样做的大大降低控制面板的设计和布线的工作量，中间继电器，时间继电器安装，使用软件命令来替换柜等设备，PLC等的大量继电器控制系统..另一方面，PLC设计调试程序，则可以模拟在实验室，另外，减少工作量现场调试环境。此外，强大的监控功能和其他故障率低PLC，模块化，并且由于作为建设变得非常容易维修。
6、体积小、重量轻、功耗低、维护方便
PLC是微电子技术在工业设备产品使用时，由于使用的半导体集成电路的PLC。因此，具有体积小，重量轻，功耗低。由于较强的抗干扰能力，PLC，便于设备内部安装的，并且是实现机电一体化的理想控制设备。
8
榆林学院本科毕业设计（论文）
程序可以模拟在实验室调试，同时也减少了工作量，现场调试。此外，由于低故障率和强大的PLC监控，模块化等，所以维修也很方便。
3.1.3PLC编程语言
1、顺序功能图(SFC)
SFC位于的其他编程语言用来制备顺序控制程序的图形化编程语言顶部。顺序功能图，提供了一种方式来组织图形编程，它可以嵌套在其他编程语言顺序功能图。加强三大转型和顺序功能图的行动的一部分。顺序功能图是用于表达的分合控制系统的功能，他可以很容易地控制的阶梯程序。
2、梯形图(LD)
PLC阶梯是最常见的图形编程语言。梯形PLC和继电器控制系统电路几乎是同样的，它是容易掌握的电源设计用于开关逻辑控制。西门子S7-200系列PLC有三种编程语言来表达同样的逻辑。
梯形图编程语言是第一款采用PLC采用的编程语言，是最广泛使用的PLC编程语言。 LD编程语言是基本的基础继电器控制系统原理图上发展而来的。基于原则的想法PLC梯形图梯和继电器控制系统是一样的，但在使用符号表达方式、指令有不同差异。
3、功能块图(FBD)
这是一个类似的数字逻辑门的编程语言，基本的数字电路，这是很容易掌握。逻辑操作之间的关系，所述左输入变量的逻辑运算，右边是一个逻辑运算输出变量，输入和其他类似的门或门块的编程语言输出来表示一个小圆圈表示“无效”的操作，所述框是“电线”连接在一起，信号检测从左至右。一些微PLC的使用功能性的框图语言，另外，国际上很少有技术人员使用功能块图语言。
4、指令表(IL)
指令的可编程逻辑控制器是类似于由称为表程序指令程序构成的微型计算机汇编语言指令表达。列表程序是更难以阅读，这是不好的逻辑来证明，这种设计语言在梯形常用。如果您使用的是手持编程器应该转换成一个梯形指令表，在设计的程序存储器中，指令按序号顺序排列。
5、结构文本(ST)
文本的结构为IEC61131-3标准创建的，是一个专门的高级编程语言。与阶梯相比，能够实现数学运算，其编写的程序简洁和紧凑。
结构文本除了提供几种编程语言供设计人员选择外，也可以让程序员使用多种编程语言，在同一个程序，使程序员可以选择不同的语言来处理特殊的工作。
9
基于PLC与组态王的交通灯控制系统设计
3.2交通灯控制分析
信号灯是受启动按钮和停止按钮的控制，当按下启动按钮时，受控制的信号灯开始工作，并循环工作，当按下停止按钮时，系统将维持在原有状态。
交通灯示意图如图3-2所示，在东西南北两个方向均安装信号灯，两个方向各6个灯，分为红、黄、绿三种颜色。按下起动按钮后，南北向绿灯亮维持12s，12s后，南北绿灯亮3s，之后南北黄灯亮3s，期间，东西向红灯也亮，并维持18s；18s后，东西方向绿灯亮12s，后绿灯闪烁3s，然后东西方向黄灯亮3s，期间，南北向红灯也亮18s，并维持接下去周而复始，直到停止按钮被按下为止。
图3-2交通灯示意图
分析系统及控制要求知需2个输入和6个输出，所以选CPU224即可满足（CPU224有14输入和10输出）.
3.3PLC I/O分配
I/O接口分配
表3-3 I/O接口分配 输入 I0.0 I0.1 东西红灯 东西黄灯 东西绿灯 南北红灯 南北黄灯 南北绿灯 10
输出 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 HL1 (HL7) HL2 (HL8) HL3 (HL9) HL4 (HL10) HL5 (HL11) HL6 (HL12) 启动(SB1) 停止(SB2)