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1、摘 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、路三者关系的和谐,已成为交通治理部分须要解决的主要问题之一.城市交通节制系统是用于城市交通数据监测、交通讯号灯把持与交通劝导的盘算机综合治理体系,它是现代城市交通监控指挥体系中最主要的组成部分. 随着城市灵活车量的不断增添,很多大城市如北京、上海、南京等呈现了交通超负荷运行的情形,因此,自80年代后期,这些城市纷纭修建城市高速道路,在高速途径建设完成的初期,它们也曾有效地改良了交通状态.然而,随着交通量的快速增加和缺少对高速道路的系统研讨和掌握,高速道路没有充足施展出预期的作用.而城市高速道路在结构上的特色,也决议了城市高速途
2、径的交通状态必定受高速道路与普通途径耦合处交通状态的制约.所以,如何采取适合的控制方式,最大限度应用好消耗巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地域的交通拥堵状况,越来越成为交通运输治理和城市计划部分亟待解决的重要问题.为此,笔者进行了深刻的研讨,本文就城乡交通灯模仿控制系统的电路原理、设计盘算和试验调试等问题来进行具体剖析讨论. 实现路灯控制体系的节制方式很多,可以用尺度逻辑器件、可编程序把持器PLC、单片机等计划来实现.其中用尺度逻辑器件来实现电路在很大水平上要受到逻辑器件如门电路等的影响,调试工作极为不易,而笔者对单片机应用来进行系统的设计开发也不是很熟习,因此,笔者最终选
3、择了用可编程的PLC来实现系统的设计,完成本次论文的写作.关键字: PLC 交通灯 程序 报告 设计ABSTRACTAlong with the development of the society economy, the city transportation problem causes peoples concern more and more.The coordination of the person,car,the road threes relation, have become one of the important problems that the transporta
4、tion management section demand resolve.The city transportation control system is the calculator that useds 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 supervis
5、ion conductor system to constitute part most importantly. Carry out the control method of the street corner transportation light system a lot of, can carry out with the standard logic spare part,programmable preface controller PLC,single slice machine etc. project.Carries out the influence that the
6、electric circuit wants to be subjected to the logic spare part,such as door, electric circuit to a large extent etc. with the standard logic spare part among them, adjust to try a work extremely not easy, and writer to single slice the luck use is not very either to acquaint with to the design devel
7、opment of carry on the system, therefore, the end writer chooses to use programmable controller PLC to carry out the design of the system function, completion originally time the lesson establish of topic.Key word:The PLC transportation light procedure report design目 录摘 要1目 录31 引 言41.1 PLC概述41.2 PLC
8、的功能51.3 PLC的工作原理和结构51.3.1 PLC的工作原理51.3.2 PLC的基本结构61.4 PLC的硬件介绍和选型62 交通灯信号控制系统设计要求72.1 十字路口交通灯控制实际情况72.2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验83 交通灯控制系统总体设计93.1交通灯控制系统的构成图93.2十字路口交通信号灯控制系统的资源分配103.3 交通灯控制系统软件件设计133.3.1十字路口交通灯模拟控制时序图133.3.2 程序流程图143.3.3 交通灯交替顺序控制设计153.3.4 倒计时程序的设计173.3.5 程序梯形图193.3.6 梯形图对应的语句表214 PLC应用及
9、使用中的问题236.1 系统电路干扰236.1.1 工作环境236.1.2控制系统中干扰及其来源246.2 主要抗干扰措施255 总 结285.1 难点分析285.2 收获和体会29谢 辞30参考文献311 引 言1.1 PLC概述 PLC是Programmable Logic Controller的缩写，即可编程逻辑控制器。它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，所以现在仍然将可编程逻辑控制器简称plc。它是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器
10、，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，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。1.2 PLC的功能 1：控制功能逻辑控制，包括（定时，计数，顺序，逻辑）控制 2：数据采集、存储与处理功能数学运算功能 3：输入/输出接口调理功能具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。 具有温度测量接口，直接连接各种电阻或电偶。 4：通信、联网功能现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台 PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程
11、控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。如西门 子S7-200的Profibus现场总线口，其通信速率可以达到12Mbps。 在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SCADA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。5：人机界面功能提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整。 6：编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器
12、、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视 、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。1.3 PLC的工作原理和结构1.3.1 PLC的工作原理 采用循环扫描方式。在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。注意：由于PLC是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化，输入状态映象寄存器的内容也不会变化，要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。1.3.2 PLC的基本结构plc实质上是一种专用与工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机再结构上分为固定式和组合式（模块式）两种，固定式plc包括CPU板，I/O板，显示面板，内存块，电源等，这些
13、元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式plc包括CPU模块，I/O模块，内存模块，电源模块，底板或机架。这些模块可以按照一定的规则组合配置。接口部件输出输入接口部件件中央处理单元 CPU板 电源部件PLC的基本结构框图1.4 PLC的硬件介绍和选型（一）PLC的类型 PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。 （二）输入输出模块的选择 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器
14、输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。 （三）CPU的构成 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
15、路。 CPU主要由运算器、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数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 2 交
16、通灯信号控制系统设计要求2.1 十字路口交通灯控制实际情况南北主干道 直行绿 27S直行绿闪3S左转绿 10S 左转绿闪 3S 黄2S 红 45S。东西人行道 红 45S绿 27S 绿闪3S 红 60S。东西主干道 红 45S 直行绿 27S 直行绿闪3S左转绿 10S 左转绿闪 3S 黄2S。南北人行道 绿27S 绿闪3S红 60S。 循环控制方式 交通灯变化顺序表（单循环周期90秒）11南北向（列）和东西向（行）主干道均设有直行绿灯27S，直行绿灯闪亮3S，左行绿灯10S，左转绿闪3S，黄灯2S和红灯45S。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿
17、灯闪亮和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪亮和黄灯。12 南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮，当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西人行道通行绿灯于东西主干道直行绿灯点亮时点亮，当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。 2.2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验在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，分别为： 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
18、绿色）另外行人道东西南北每面都有2个控制灯,分别为： 禁止通行灯 （亮时为红色） 直通灯 （亮时为绿色） 结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下：当交通灯系统启动开关接通时，21南北向（列）和东西向（行）主干道均设有绿灯 10S，绿灯闪亮2S（亮0.1 灭0.1）,黄灯2S和红灯14S。当南北主干道红灯点亮时，东西住干道应依次点亮绿灯，绿灯闪亮，黄灯，反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪，黄灯。22南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮，当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时
19、间为红灯。东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮是点亮，当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。23 除此之外另设两个功能，使用10个脉冲开关。实现让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量。其中8个安装在人行道的两边当东西方向行走的盲人要过马路的时候，按下脉冲开关东西向行人道绿灯亮起，南北向主干道红灯闪亮，延迟10秒恢复原来的控制系统。南北向脉冲开关对应东西向功能相同，另外两个脉冲开可以控制车流量，当东西向主干道等待车量较多的时候，按下东西向控制脉冲开关，东西向主干道延长绿灯点亮时间到15秒。东西向行人道绿灯也要对应延长。南北向脉冲开关对应东西向功能相同。
20、3 交通灯控制系统总体设计3.1交通灯控制系统的构成图3.2十字路口交通信号灯控制系统的资源分配1.数字量输入部分这个控制系统的输入共有3个输入点：启动按钮、东西方向强通开关、南北方向强通开关。具体的输入分配如下：数字量输入地址分配表3.1输入地址对应的外部设备X0启动按钮X1东西方向强通开关X2南北方向强通开关为了能实际模拟加以下辅助开关X3A记数器脉冲模拟开关X4A-记数器脉冲模拟开关X5B+记数器脉冲模拟开关X6B-记数器脉冲模拟开关X7C+记数器脉冲模拟开关X8C-记数器脉冲模拟开关X9D+记数器脉冲模拟开关XAD-记数器脉冲模拟开关2数字输出部分：数字量输出地址分配表3.2输出地址对
21、应的外部设备Y0南北主干道左转绿灯Y1南北主干道左转黄灯Y2南北主干道左转红灯Y3南北主干道直行绿灯，南北人行道绿灯Y4南北主干道直行黄灯，南北人行道黄灯Y5南北主干道直行红灯，南北人行道红灯Y6东西主干道左转绿灯Y7东西主干道左转黄灯Y8东西主干道左转红灯Y9东西主干道直行绿灯，东西人行道绿灯Y10东西主干道直行黄灯，东西人行道黄灯Y11东西主干道直行红灯，东西人行道红灯YA调整时期南北直行绿灯YB调整时期东西直行绿灯Y16加定时控制3辅助继电器分配：辅助继电器地址分配表3.3R0东西强通辅助继电器R1南北强通辅助继电器R2东西强通开关关的时候产生一个脉冲R3东西向绿灯闪烁辅助继电器R4南北
22、强通开关关的时候产生一个脉冲R5南北绿灯闪烁辅助继电器R10四路口都满溢标志R12调整期间（A+C）（B+D）标志R13调整期间（B+D）（B+D）标志R16（B+D）（A+C）标志R23东西直行绿灯30S定时器R24南北强通开关关的时候产生一个脉冲R25南北向绿灯闪烁辅助继电器R50东西强通辅助继电器R51南北强通辅助继电器R60定时期间Y0标志R61定时期间Y1标志R62定时期间Y2标志R63定时期间Y3标志R64定时期间Y4标志R65定时期间Y5标志R66定时期间Y6标志R67定时期间Y7标志R68定时期间Y8标志R69定时期间Y9标志R70定时期间Y10标志R71定时期间Y11标志R7
23、7调整时期东西直行绿灯标志R88调整时期南北直行绿灯R99（A+C）=（B+D）标志4数据寄存器分配：数据寄存器地址分配表3.4DT0A+路口记数器地址DT1A-路口记数器地址DT2B+路口记数器地址DT3B-路口记数器地址DT4C+路口记数器地址DT5C-路口记数器地址DT6D+路口记数器地址DT7D-路口记数器地址DT20A路口车流量DT21B路口车流量DT22C路口车流量DT23D路口车流量DT24MAX数据寄存地址DT25偏移量数据寄存地址DT26A+CDT27B+DDT28（A+C）-（B+D）DT29（B+D）-（A+C）CALL 0定时循环程序故我们选用松下FP SIGMA PL
24、C。因为其有16输入点16输出点。满足编程要求。3.3 交通灯控制系统软件件设计3.3.1十字路口交通灯模拟控制时序图 交通指挥信号灯控制系统工作时，对指挥灯的控制要求按一定时序进行，如图3-7所示。启动/停止南北红灯东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯图3-7 交通信号灯时序状态示意图3.3.2 程序流程图根据交通灯的实际控制情况，可得出其流程图如下：启动开关南北红灯亮南北绿灯南北绿灯闪14S10S4S东西绿灯亮东西绿灯闪东西红灯亮10S4S14S东西行人道南北行人道结束启动开关南北红灯亮南北绿灯南北绿灯闪14S10S4S东西绿灯亮东西绿灯闪东西红灯亮10S4S14S东西行人道南北行人道
25、结束10S2S2S14S14S10S2S2S南北主干道启动开关东西绿灯亮东西绿灯闪东西黄灯亮东西红灯亮东西主干道南北红灯亮南北绿灯亮南北绿灯闪南北黄灯亮结束交通灯模拟控制系统流程图3.3.3 交通灯交替顺序控制设计基于PLC的交通灯顺序控制的主要设计内容便是程序的设计，顺序控制是指，是系统的状态与行为按所希望的顺序变化，而加给系统的一系列作用。这一系列作用则多是逻辑量。用PLC进行顺序控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。此处的设计为顺序控制中的自动顺序控制，自动顺序控制是PLC顺序控制最为常见的一种。图3-8为交通灯交替设计程序图3-8 交通灯顺序点亮的程序3.3.4 倒计时程序的设计
26、PLC采用循环周期扫描工作方式，指令的执行由上至下，有左至右，前面的结果将影响后面；前一个周期的结果影响下一周期。PLC逻辑设计同步化就是设法实现：用脉冲信号控制输出及内部状态的转换，有脉冲作用的周期，执行指令才有效果；而且在脉冲信号起作用的这周期中，前面指令的执行结果，不改变后面指令的执行条件4。同步化处理的方法很多，在图2中是通过合理安排指令的先后顺序来实现同步的。系统上电，高速定时器开始定时，其常闭触点断开，即T0输出一个脉冲，宽度为一个扫描周期。第一个脉冲到了，11.07置位，成为前一行的指令执行条件，但这时它的指令已经执行完毕，故在此脉冲作用期间，也不会有什么变化。依此类推，第四个脉
27、冲之后，11.07置位，11.06复位，成为工作寄存器200.03输出的条件，第五个脉冲到来，11.07复位，梯形图又回到初始状态，如此反复。如图3-9：图3-9 动态扫描程序采用MOVD指令，将要显示的内部数据DM区中的一个字通过通道11显示出来。如图3-10所示：3.3.5 程序梯形图根据对交通信号灯的控制要求及PLC控制系统的I/O分配的定义，可对PLC进行控制程序的设计，其梯形图如下图所示。下面对所设计的梯形图作几点说明：(1) 当按下启动按钮，0.00接通，中间继电器200.00接通，10.02线圈得电，南北红灯亮，与此同时，10.02的常开触点闭合，10.04线圈得电，东西绿灯亮。
28、(2) 延时20秒后，TIM 006的常闭触点接通，与该接点串联的TIM 008的常开接点共同控制产生0.5秒的钟脉冲信号，使东西绿灯闪烁3s（闪烁6次）。(3) 经过3秒后，TIM 007的常闭接点断开，10.04线圈失电，东西绿灯熄灭。此时TIM 007的常开接点闭合，10.05线圈接通，东西黄灯亮2s。(4) 经过2秒后，TIM 005的常闭接点断开，10.05线圈失电，东西黄灯灭，这是启动TIM 000进入延时。(5) 延时25s后，TIM 000的常闭接点断开，10.02线圈失电，南北红灯灭；同时，TIM 000的常开接点闭合，10.06接通，东西红灯亮；由于10.06的常开接点闭合
29、，10.00线圈得电，南北绿灯亮。交通灯控制的PLC梯形图如下东西红灯工作延时东西绿灯工作延时东西黄灯工作延时南北绿灯闪烁延时南北红灯工作东西绿灯闪烁东西绿灯工作东西黄灯工作000000380000000001380000002003380000TIM 0004TIM 0000#0250TIM 0000TIM 0004#0250TIM 0006#0200TIM 0007#0030002003380000TIM 0000TIM 0005#0020TIM 0001#0250TIM 0002#0030TIM 0006TIM 0007TIM 0000TIM 0001TIM 0003#0020TIM 0
30、002002003380000TIM 0000TIM 0000002002002006002002TIM 0006TIM 0006TIM 0007TIM 0008TIM 0008#0005TIM 0007TIM 0005002004002005002006TIM 0001TIM 0001TIM 0002TIM 0008002000002001TIM 0003TIM 0002TIM 0009#0005380000TIM 0009TIM 0008002000002004002003启动/停止按钮南北红灯工作延时东西绿灯闪烁延时南北绿灯工作延时南北黄灯工作延时东西红灯工作南北绿灯闪烁南北绿灯工作南北
31、黄灯工作事故报警END(001)3.3.6 梯形图对应的语句表4 PLC应用及使用中的问题6.1 系统电路干扰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，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但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，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性
32、能。因此在使用中应注意以下问题：6.1.1 工作环境（1）温度PLC要求环境温度在055oC，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1055Hz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
33、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。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。6.1.2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：影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰
34、按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。（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
35、路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源源边。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。来自信号线引入的干扰与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。来
36、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；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。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。6.2 主要抗干扰措施（1）电源的合理处理，抑制电网引入的干
37、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。如图1所示（2）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。将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。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。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与PLC装在同一个
38、柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。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。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。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。（3）I/O端的接线输入接线输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。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
39、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。采用继电器电源输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，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，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。（4）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。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其
40、二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。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。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响P
41、LC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。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。系统接地PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于4，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。信号与屏蔽接地一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就
42、地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。（5）对变频器干扰的抑制变频器的干扰处理一般有下面几种方式：加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主
43、要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。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。5 总 结5.1 难点分析其实现场实况车辆的流量是变化的，本设计只是对其路灯起到一个
44、开关的作用，即开关量控制系统。由于所学知识及设备有限，无法对其路灯进行智能化控制，所以在编程时就没把智能控制这一块加上去，再加上编程软件无法下载，在画梯形图方面受到一点阻碍。下面我就对智能化控制路灯作一些原理上的介绍。本程序在设计过程遇到了一些难点我把它整理了一下发现有以下几个问题。(1)行人道红绿灯和主干道红绿灯的对应关系因为实际的红绿灯控制中行人道的红绿灯和主干道的红绿灯是有这一定的对应关系的，所以在编程前一定要理清它们，这样有利于在编程时简化程序、减少PLC不必要的运算 。(2)盲人脉冲按键按下时要实现功能的同时不影响和它没关系的主干道盲人在东西南北的行人道同时通过十字路口的情况不会经常出现，可以说是非少的，如果我们要把盲人脉冲分开东西控制和南北控制使他不影响和它没关系的主干道就可以使车辆行走更加通顺减少车辆堵塞的情况。要实现这样的功能就要在脉冲按键按下时不影响他们的计时程序只在对应的主干道红绿灯输出程序上进行插入常闭继电器以此把输出程序断开(3)手动车流控制按键的控制方式手动车流控制按键是对相应的主干道绿灯延长的进行控制，但不能使它在按下时使改变当时的红绿灯显示情况，如现在是南北红灯东西绿灯时按下南北绿灯