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1、/* 摘摘 要要 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、 车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之 一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与 交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控重要的组成 部分。 随着城市机动车量的不断增加，自 80 年代后期,许多大城市如北京、 上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况。所以，如何采用合适的 控制方法，最大限度利用好城市高速道路，缓解交通拥堵状况，越来 越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。传统的交 通信号灯控制一般采用电子线路和继电器实现，结构复杂，可靠性低， 故障率高,
2、较难实现功能的变更。而可编程控制器(PLC)以微处理器为 核心，具有可靠性高，控制功能强，使用灵活方便等优点。特别是由 PLC 实现的控制系统，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编 制的梯形图语言进行程序设计，结构简单，抗干扰能力强，运行稳定 可靠，可方便地设置定时时问，编程容易，功能扩展方便，修改灵活 等，并且有完善的自诊断和显示功能，维修工作极为简单。本文就是 基于可变成控制通过调试完成对交通信号灯的控制设计。 关键词关键词：可编程控制器；交通灯；设计； /* Abstract Along with the development of the society economy, th
3、e city transportation problem causes peoples concern more and more. The coordination of the person, car, and the road threes relation, have become one of the important problems that the transportation management section demand resolve. The city transportation control system is the calculator that us
4、ed for the city transportation data monitor, the transportation signal beacon control and transportation to appease comprehensive management system, it is in the modern city transportation supervision conductor system to constitute part most importantly. Because of the features including visual proc
5、edures, good readability, easy to modify parameters etc .But programmable preface controller PLC is proved that this control system has many advantages such as reliable operation and small maintenance workload after putting into operation. And it also realized the automatic and scientific operations
6、. It has high reference value. Therefore, I choose to use PLC to carry out the design of the system function, completion originally time the lesson establish of topic. Key words: Programmable Logic Controller; Transportation light; Design; /* 目目 录录 1 绪绪 论论.4 1.1 交通信号灯的作用与研究意义.4 1.2 PLC 的产生及发展的产生及发展.
7、5 1.3 PLC 的定义及结构的定义及结构.6 1.3.1 PLC 的定义.6 1.3.2 PLC 的结构分类.7 1.4 PLC 的特点及应用领域的特点及应用领域.11 1.4.1 PLC 的特点：.11 1.4.2 PLC 的应用领域：.12 1.5 PLC 在我国的应用在我国的应用.13 1.6 PLC 的的发展趋势：发展趋势：.16 2 十字路口交通控制系统的硬件设计十字路口交通控制系统的硬件设计.18 2.1 十字交通灯的设计原理及外部界线图十字交通灯的设计原理及外部界线图.18 2.2 S7-200 系统的扩展单元的扩展类型系统的扩展单元的扩展类型.20 3 3 软件设计软件设计
8、.23 3.1 编程语言的形式编程语言的形式.23 3.2 S7-200 的程序控制作业的程序控制作业.25 3.3 STEP7 程序的使用程序的使用.26 3.4 时序流程图和梯形图时序流程图和梯形图.27 /* 4 4 注意事项注意事项.29 5 5 总结总结.31 5.1 设计中的难点分析.31 5.2 调试错误与修改方法.32 5.3 PLC 智能化控制交通灯的方法.32 参考文献参考文献.35 致致 谢谢.36 /* 1 绪绪 论论 交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高 道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力 求交通管理先进性、科学化
9、。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统， 以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有 效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管 理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理， 给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的 PLC 设计方案。可编程序控 制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技 的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高， 在现代工业中的作用更加突出。 1.1 交通信号灯的作用与研究意义 城市交通与人民群众生产生活息息相关。目前我市发展迅速，经济收 入逐年增长，人民群众生活
10、条件越来越好，私人轿车越来越多，城区道路 交通压力与日俱增，许多路段已经超出道路设计负荷，经常发生堵车、交 通事故等现象；虽然政府有关部门积极采取相应措施进行缓解，但效果不 太明显；特别在节假日、上、下班高峰时间，堵车现象更为严重，而交通 路段中十字路口处的车辆畅通与否尤显重要。在加上 80 年代后期，我国 许多大城市如北京上海等地纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成 的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长 和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作 用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况 必然受高速道路与普通道路耦
11、合处交通状况的制约。这些都给市民的正常 /* 出行造成了困扰。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要 解决的重要问题之一。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好 耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交 通拥堵越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。道 路交通信号灯是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路 使用效率，改善交通状况的一种重要工具，指导车辆和行人安全有序地通 行。它是现代城市交通监控重要的组成部分。 1.2 PLC 的产生及发展的产生及发展 可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族
12、中的一员， 是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控 制器（Programmable Logic Controller） ，简称 PLC，它主要用来代替继 电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻 辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称 PLC。但是 为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编 程控制器简称 PLC。 在 60 年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控 制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新 设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期
13、愈来愈短，这样，继 电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚 至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在 1969 年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招 标指标，即： /* 1、编程方便，现场可修改程序； 2、维修方便，采用模块化结构； 3、可靠性高于继电器控制装置； 4、体积小于继电器控制装置； 5、数据可直接送入管理计算机； 6、成本可与继电器控制装置竞争； 7、输入可以是交流 115V； 8、输出为交流 115V，2A 以上，能直接驱动电磁阀，接触器等； 9、在扩展时，原系统只要很小变更；10、用户程序存储器容量至少
14、能扩展到 4K。 1969 年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台 PLC，在美国通 用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以 其简单易懂，操作方便，可行性高，通用灵活，体积小，使用寿命长 等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到 1971 年，已 经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。这一新型工业控制 装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971 日本从美国引 进了这项新技术，很快研制出了日本第一台 PLC。1973 年，西欧国家 也研制出它们的第一台 PLC。我国从 1974 年开始研制。于 1977 年开始 工业应用 1.3 PLC 的定义
15、及结构的定义及结构 /* 1.3.1 PLC 的定义 可编程控制器，简称 PLC（Programmable logic Controller）,是指 以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会 （International Electrical Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义：“PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算 操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行 逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数 字式或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
16、 有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其 功能的原则而设计。 ” 1.3.2 PLC 的结构分类 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机根据硬件结构的不同，可以 将 PLC 分为整体式模块式和混合式。 整体式又叫做单元式或箱体式，它的体积小，价格低，小型的 PLC 一 般采用整体式结构它包括 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整体；大中型 PLC 一般采用模块式结构， 它包括 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可 以按照一定规则组合配置。 如图 1.1 所示： /* 图 1.1 PLC 的基
17、本结构 1、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 映像区，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 映像区或数据寄 存器内，等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映像区的各输出状 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
18、止 运行。 为了进一步提高 PLC 的可靠性近年来对大型 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。 CPU 是 PLC 的核心，起神经中枢的作用，每套 PLC 至少有一个 CPU， 它按 PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方 式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时， 诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运 行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务 产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。 CPU 主
19、要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控 /* 制及状态总线构成，CPU 单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内 存主要用于存储程序及数据，是 PLC 不可缺少的组成单元。 在使用者看来，不必要详细分析 CPU 的内部电路，但对各部分的工作 机制还是应有足够的理解。CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它读取指令、 解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字 或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间 结果，它也是在控制器指挥下工作。 CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要参数，它们决定着 PLC 的工作速度， IO 数量及软件容
20、量等，因此限制着控制规模 2、 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。 PLC 常用的存储器类型 （1） RAM (Random Assess Memory)，这是一种读/写存储器(随机存 储器) ，其存取速度最快，由锂电池支持。 （2） EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)，这是一 种可擦除的只读存储器，在断电情况下存储器内的所有内容保持不变(在 紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。 （3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read On
21、ly Memory)，这是一种电可擦除的只读存储器，使用编程器就能很容易地对 其所存储的内容进行修改。 3、 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 可靠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。 4、 I/O 模块 PLC 与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O 模 块集成了 PLC 的 I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映 输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进
22、入 PLC 系统，输出 模块相反。I/O 分为开关量输入（DI） ，开关量输出（DO） ，模拟量输入 （AI） ，模拟量输出（AO）等模块。 常用的 I/O 分类如下： （1）开关量：按电压水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式 分，有继电器隔离和晶体管隔离。 （2）模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA） 、电压型 （0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 （3）除了上述通用 IO 外，还有特殊 IO 模块，如热电阻、热电偶、等 模块。 （4）按 I/O 点数确定模块规格及数量，I/O 模块
23、可多可少，但其最大数受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 5、 PLC 系统的其它设备 编程设备：编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的 器件，用于编程、对系统作一些设定、监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工 作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器 PLC 一般有手持型编程 器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的 /* 上位机。 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸 屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件） 充当人机界面非常普及。 6 PLC 的通信联网 依靠
24、先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。 因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出 网络就是控制器的观点说法。 PLC 具有通信联网的功能，它使 PLC 与 PLC 之间、PLC 与上位计算机 以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集 中控制。现在几乎所有的 PLC 新产品都有通信联网功能，它和计算机一样 具有 RS-232 接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几 十公里的范围内交换信息。 当然，PLC 之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC 与计算机之间的通 讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，
25、这将使不 同机型的 PLC 之间、PLC 与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。 7 外部设备 外部设备是 PLC 系统不可分割的一部分，它有四大类 ： 1. 编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统 作一些设定、监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况。编程器是 PLC 开 发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制 运行。 /* 2. 监控设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画 面监视数据。 3. 存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永 久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如 EPROM、EEPROM 写入器等
26、。 4. 入输出设备：用于接收信号或输出信号，一般有条码读人器，输 入模拟量的电位器，打印机等。 了解了 PLC 的基本结构，我们在购买程控器时就有了一个基本配 置的概念，做到既经济又合理，尽可能发挥 PLC 所提供的最佳 1.4 PLC 的特点及应用领域的特点及应用领域 1.4.1 PLC 的特点： （1）编程方法简单易学 （2）功能强，性能价格比高 （3）可靠性高，抗干扰能力强 （4）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 （5）系统的设计、安装、调试工作量少 （6）维修工作量小，维修方便 （7）体积小，耗能低 1.4.2 PLC 的应用领域： （1）开关量的逻辑控制 这是 PLC 最基本、
27、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。 （2）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。 （3）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
28、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。 （4）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
29、理、锅炉控制等场合有非常广泛的应 用。 （5）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。 （6）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 PL
30、C 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。 1.5 PLC 在我国的应用在我国的应用 自 1969 年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台 PLC 起，PLC 一 直表现出强大的生命力和高速增长态势目前，PLC 在国内外已广泛应用于 钢铁、石油、化工、电力、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各 个行业 我国工业企业的自动化程度普遍较低，我国可编程控制器的引进、应 用、研制、生产是伴随着改革开放开始的，最初是在引进设备中大量使用 了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了 PLC 的应用。目前，我
31、国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气 有限公司生产的 CF 系列、杭州机床电器厂生产的 DKK 及 D 系列、大连组 合机床研究所生产的 S 系列、苏州电子计算机厂生产的 YZ 系列等多种产 品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、 /* 上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的 PLC 生产厂家。中国 PLC 市场的 95以上被国外产品占领。国内曾有研究单位开发 PLC 产品， 后因种种原因没有发展起来。尽管国产 PLC 在中国 PLC 市场所占份额很小， 但只要国内有实力的厂商下定决心，仔细分析自身的劣势和优势，充分利 用各方有利资源，踏踏实实、有
32、针对性地做好各项工作，国内 PLC 厂商一 定能够在 PLC 领域有所作为。 ，随着我国现代化进程的深入，中国加入 WTO 后越来越多的国际公司把其制造基地转移到中国。中国的国有企业和民营 企业也在利用难得的历史机遇大力发展制造业。中国正在努力成为世界新 的制造业基地。而我国在“十五”规划中已明确提出了“用信息化带动工 业化”的发展计划，大量传统产业的自动化改造将为 PLC 的应用提供巨大 的发展空间。我国将迎来一个 PLC 市场高速增长的时期。PLC 在我国将有 更广阔的应用天地。 目前中国 PLC 市场主要厂商为 Siemens、Mitsubishi、Omron、Rockwell、Schn
33、eider、GE-Fanuc 等国际 大公司。 德国西门子公司：它有 S5 系列的产品。有 S595U、100U、115U、135U 及 155U。 日本 OMRON 公司：它有 CPM1A 型机，P 型机，H 型机， CQM1、CVM、CV 型机，Ha 型、F 型机等 日本三菱公司的 PLC 也是较早推到我国来的。其小型机 F1 前期在国 内用得很多，后又推出 FX2 机，性能有很大提高。它的中、大型机为 A 系 列、AIS、AZC、A3A 等。 日本日立公司也生产 PLC，其 E 系列为箱体式的。基本箱体有 E- 20、E-28、E40、E64。 /* 日本东芝公司也生产 PLC，其 EX
34、 小型机及 EXPLUS 小型机在国内也 用得很多。另外，还有 EX100 系列模块式 PLC，点数较多，也是用梯形图 语言编程。 日本松下公司也生产 PLC。FP1 系列为小型机，结构也是箱体式的， 尺寸紧凑。FP3 为模块式的，控制规模也较大，工作速度也很快，执行基 本指令仅 0l 微秒。 日本富士公司也有 PLC。其 NB 系列为箱体式的，小型机。NS 系列为 模块式。 美国 GE 公司、日本 FANAC 合资的 GEFANAC 的 9070 机也是很吸引 人的。据介绍。它具有 25 个特点。诸如，用软设定代硬设定，结构化编 程，多种编程语言，等等。它有 914、781782、77177
35、2、731732 等 多种型号。另外，还有中型机 9030 系列，其型号有 344、331、323、321 多种；还有 9020 系列小型机，型号为 211。 美国施奈德公司(莫迪康)的 984 机也是很有名的。其中 E984785 可 安 31 个远程站点，总控制规模可达 63535 点。小的为紧凑型的，如 984- 120，控制点数为 256 点，在最大与最小之间，共 20 多个型号。最近又推 出 Twido 系列 PLC，有 10、16、20、24、40 点几种规格。 美国 AB（AlienBradley）公司创建于 1903 年，在世界各地有 20 多 个附属机构，10 多个生产基地。
36、可编程控制器也是它的重要产品。它的 PLC5 系列是很有名的，其下有 PLC5/10，PLC5/11，PLC5/250 多种型号。另外，它也有微型 PLC，有 ControLgix 系列和 SLC500 系列。有三种配置，20、30 及 40I/O 配置选择，I/O 点数分别为 12/8、18/12 及 24/16 三种。 美国 IPM 公司的 IP1612 系列机，由于自带模拟量控制功能，自带通 讯口，集成度又非常之高，虽点数不多，仅 16 入，12 出，但性价比还是 /* 高的，很适合于系统不大，但又有模拟量需控制的场合。新出的 lP3416 机，I/O 点数扩大到 34 入、12 出，而
37、且还自带一个简易小编程器，性能 又有改进。 中国大陆 PLC 厂商的市场份额几乎可以忽略。我国比较有影响的有： 深圳德维森、深圳艾默生、无锡光洋、无锡信捷、北京和利时、北京凯迪 恩、北京安控、黄石科威、洛阳易达、浙大中控、浙大中自、南京冠德等。 1.6 PLC 的的发展趋势：发展趋势： 1、向高速度、大容量方向发展 为了提高 PLC 的处理能力，要求 PLC 具有更好的响应速度和更大的存 储容量。目前，有的 PLC 的扫描速度可达 0.1ms/k 步左右。PLC 的扫描速 度已成为很重要的一个性能指标。 在存储容量方面，有的 PLC 最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量， 有的公司已使用了磁泡
38、存储器或硬盘。 2、 向超大型、超小型两个方向发展 当前中小型 PLC 比较多，为了适应市场的多种需要，今后 PLC 要向多 品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有 I/O 点数 达 14336 点的超大型 PLC，其使用 32 位微处理器，多 CPU 并行工作和大容 量存储器，功能强。 小型 PLC 由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了 市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型 PLC，最小配置的 I/O 点 数为 816 点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司 系列 PLC。 3、 PLC 大力开发智能模块，加强联网通信能力 /* 为满足各种自动
39、化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块， 如高速计数模块、温度控制模块、远程 I/O 模块、通信和人机接口模块等。 这些带 CPU 和存储器的智能 I/O 模块，既扩展了 PLC 功能，又使用灵活方 便，扩大了 PLC 应用范围。 加强 PLC 联网通信的能力，是 PLC 技术进步的潮流。PLC 的联网通信 有两类：一类是 PLC 之间联网通信，各 PLC 生产厂家都有自己的专有联网 手段；另一类是 PLC 与计算机之间的联网通信，一般 PLC 都有专用通信模 块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC 生产厂家之间也在协商制 订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PLC 已成为集
40、散控制系统 （DCS）不可缺少的重要组成部分。 4、增强外部故障的检测与处理能力 根据统计资料表明：在 PLC 控制系统的故障中，CPU 占 5%，I/O 接口 占 15%，输入设备占 45%，输出设备占 30%，线路占 5%。前二项共 20%故障 属于 PLC 的内部故障，它可通过 PLC 本身的软、硬件实现检测、处理；而 其余 80%的故障属于 PLC 的外部故障。因此，PLC 生产厂家都致力于研制、 发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。 5、 编程语言多样化 在 PLC 系统结构不断发展的同时，PLC 的编程语言也越来越丰富，功 能也不断提高。除了大多数 PLC
41、使用的梯形图语言外，为了适应各种控制 要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、 与计算机兼容的高级语言（BASIC、C 语言等）等。多种编程语言的并存、 互补与发展是 PLC 进步的一种趋势。 /* 2 十字路口交通控制系统的硬件设计十字路口交通控制系统的硬件设计 2.1 十字交通灯的设计原理及外部界线图十字交通灯的设计原理及外部界线图 在 PLC 交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面都有 3 个控制灯，为： 禁止通行灯 （亮时为红色） 准备禁止通行灯 （亮时为黄色） 直通灯 （亮时为绿色） 开关合上后，东西绿灯亮 4S 后闪 2S 灭，黄灯亮 2S 后灭，红灯亮 8S 后灭，对应的东西绿黄灯亮时，南北红灯亮 8S，接着绿灯亮 4S 后闪 2S 灭， 黄灯亮 2S 灭，红灯再亮 8 秒