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(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，用于永久性的存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。
(4）输入输出设备：用于接收信号或输出信号，一般有条码读入器、输入模拟量的电位器、打印机等。
2.3 PLC的工作原理
PLC的工作原理既不同于公用计算机，也不同于继电器控制系统。它的工作过程以循环扫描的方式进行，当PLC处于运行状态时，其运行周期可以分为三个基本周期：
1.输入采样阶段
在这个阶段，PLC逐步扫描每个输入端口，将所有输入设备的当前状态保存到相应的存储区，把专用于存储输入设备状态的存储区称为输入映像寄存器。输入映像寄存器的状态被刷新后，将一直保存，直至下一个循环才会被重新刷新，所以当输入采样阶段结束后，如果输入设备的状态发生变化，也只能够在下一个周期才能被传送到PLC。
2.程序执行阶段
CPU从0000地址的第一条指令开始，依次逐条执行各指令，直到执行到最后一条指令。PLC执行指令程序时，要读入输入映像寄存器的状态（ON或OFF，即1或0）和其他编程元件的状态，除输入继电器外，一些编程元件的状态随着指令的执行不断更新。CPU按程序给定的要求进行逻辑运算和算术运算，运算结果存入相应的元件映像寄存器，把将要向外输出的信号存入输出映像寄存器，并由输出锁存器保存。程序执行阶段的特点是依次顺序执行指令。
3.输出处理阶段
CPU将输出映像寄存器的状态经输出锁存器和PLC的输出端子，传送到外部去驱动接触器、电磁阀和指示灯等负载。这时输出锁存器的内容要等到下一个扫描周期的输出阶段的到来才会被刷新。这种输出工作方式称为集中输出方式。
2.4 PLC的特点
1.可靠性高，抗干扰能力强
传统的继电器控制系统，采用了大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。
PLC采用了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业设备之一。
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2.灵活性强，控制系统具有良好的柔性；
当生产工艺和流程进行局部的调整和改动时，通常只需对PLC的程序进行改动，或者配合以外围电路的局部调整即可实现对控制系统的改造。
3.编程简单，使用方便；
梯形图语言是PLC最重要也是最普及的一种语言，其电路符号与表达方式与继电器原理图相似，读者可很快掌握梯形图语言，并用来编制用户程序。
4.控制系统易于实现，开发工作量小，周期短；
由于PLC的系列化、模块化、标准化及良好的扩展性和联网性能，在大多数情况下，PLC系统是一个比较好的选择。他不仅能够完成多数情况下的控制需求，还能够大量节省系统设计、安装、调试的时间和工作量。
5.维修方便；
PLC有完善的故障诊断功能，可以根据装置上的发光二极管和软件提供的故障信息，方便的查明故障源。而由于PLC的体积小并且有些采用模块化结构，因而可以通过更换整机或模块迅速排除故障。
6.体积小，能耗低；
由软件实现的逻辑控制，可以大量减少继电器、定时器的数量。一台小型的PLC，只相当于几个继电器的体积，控制系统所消耗的能量也大大降低。
7.功能强，性价比高。
用户程序所要实现的逻辑控制，需要的继电器、中间继电器、定时器、计数器等功能元件都由存储单元来替代，因而数量非常大。一台小型PLC所具备的元件数量就可达成百上千个，相当于过去一个大规模甚至超大规模的继电器控制系统。另外PLC提供的软元件触电可以无限次使用，方便地实现复杂的控制功能。同时PLC的联网通信功能有利于实现分散控制、远程控制、集中管理等功能，与同等规模或成本的继电器控制系统相比，无论其功能和性能，都具有无可比拟的优势。
2.5 PLC控制系统的总结与展望
近十年来，PLC应用越来越广泛，其主要原因是：一方面由于微处理器芯片的价格大幅度降低，使得PLC的成本降低；另一方面由于PLC的功能大大加强，它也能解决复杂的计算和通信问题。主要总结如下：
1.PLC的应用领域
作为一种新型通用控制器，PLC可以应用与所有的工业领域。目前，国内外已经将PLC应用于钢铁、石化、机械制造、汽车装配、电力等各个行业，并且取得了客观的经济效益。特别是在发达的工业国家，PLC已经广泛应用于所有的工业部门，随着性价比的提高，PLC的应用领域还会不断扩大。PLC应用领域概括起来大致可以分为以下几个方面：
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（1）顺序控制：是PLC应用最广泛的领域主要用于取代传统的继电器顺序控制。 （2）运动控制：很多PLC生产商提供了拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模板。在多数情况下，PLC把描述位置的数据送给模板，模板移动一轴或数轴位置到目标位置。当每个轴移动时，通过位置控制模板保持适当的速度或加速度，确保运动平衡。
（3）过程控制：是指对生产过程中的温度、压力、流量、液位等条件的闭环控制。 （4）数据处理：目前，大多数PLC都配置有不同数量的数据处理指令，具有算数运算、数据传送、转换、排序和查表等功能，可以采集、分析和处理数据。
（5）联网及通信：现代PLC具有联网和通信功能，可以组成PLC局域网，构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现PLC与PLC之间的通信以及PLC与上位计算机或其他数字设备之间的通信。
2.PLC最新发展趋势
PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。
(1)产品规模向大、小两个方向发展，大型PLC的I/O点数可以超过一万点，使用32位微处理，采用多CPU并行工作，存储容量大，扫描速度高，过程控制和数据处理功能强，可同时进行多任务操作。
小型PLC由整体式结构向小型模块结构发展，增加了配置的灵活性，操作使用十分便捷。小型PLC的功能增强，但是价格却不断下降，真正成为继电器控制系统的替代产品。
(2)模块化， PLC的扩展模块发展迅速，明确化、专业化的复杂功能有专门模块来完成，主机单元仅仅通过通信设备向各模块发布命令和测试状态这使PLC系统进一步增强，控制系统设计进一步简化。
(3)网络化，计算机与PLC之间以及各个PLC之间的联网和通信能力不断增强。使用工业网络可以有效的节省能源，降低成本，可以提高系统的可靠性和灵活性，知识网络的应用有普遍化的趋势。
(4)编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化。
(5)工业软件发展迅速，与PLC硬件系统的发展相适应，工业软件的发展非常迅速，它是系统应用更加简单易行，大大方便了PLC控制系统的开发人员和操作使用人员。
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第三章 智能交通监控系统
3.1 智能交通监控系统的设计目的
选用先进的西门子公司的小型PLC设备S7-200作平台。以交通信号监控系统为整套设计方案的中心，提出一套可行性方案。能够有效的改善交通问题，在实现十字路口东西南北的通行，通过定时器控制通行和禁止通行的时间的同时，能够根据车流量的变化自动调整红绿灯的时间长度，不会出现空道占时的情形，最大限度的减少十字路口的车辆滞留现象，有效地缓减交通拥挤，实现交通控制的最优控制，大大的提高了交通系统的效率，在控制系统中加入电子警察抓拍违章系统，通过24小时全天候对违法肇事车辆进行记录，公安交通管理部门将拍摄的违法照片作为依据可以对交通违法者进行处罚和教育，能够大大提高机动车驾驶员的自觉性，增强安全意识，减少因违法行为而造成的交通事故、堵塞和交通混乱，提高交通路口的车辆通行速度，保证道路畅通。
3.2 系统设计方案
系统总体设计分为两部分： 1.电子警察监控系统的设计
通过语言描述的形式，对电子警察监控系统抓拍违规肇事等现象进行了简单的概述和系统的分析，对各种有可能出现的事故现象和抓拍形式以及电子警察的各项技术指标做了全面的阐述和概括。
2.交通信号控制系统的设计
首先提出整个方案的控制系统结构图，然后对每个部分功能原理，工作特点以及工作过程做具体的分析和说明。
3.3 系统的设计要求
1．能控制十字路口东西南北的通行，通过定时器控制通行和禁止通行的时间； 2．利用PLC的相关知识实现交通高峰低峰的通行时间的智能调整； 3．在智能交通信号控制系统中加入电子警察抓拍违章系统。
3.4 系统的设计方案分析
按照智能交通监控系统设计要求，设计思想分析如下：
首先南北方向道路处于禁止通行状态，东西道路处于允许通行状态。
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南北方向道路亮红灯状态过程中，南北红灯亮25s，需计时器设定延时25s，才会转入下一状态南北绿灯亮；同时东西绿灯亮20s，需计时器设定延时20s，才会转入下一状态东西绿灯闪3s，计时3s，转入下一状态东西黄灯亮，延时2s，转入下一状态东西红灯亮。
其次东西方向道路处于禁止通行状态，南北道路处于允许通行状态，具体过程如上： 如果不需要智能控制，则继续执行此循环，如果需要智能控制，程序则进入智能调节环节。比较东西、南北道路的车辆滞留量，若比较结果是即东西空道，再看南北是否为空道，如果是空道，然后再判断系统是否需要智能控制环节；如果南北不是空道，则南北绿灯放行，直到恢复正常；如果东西不是空道，则东西绿灯放行，直至恢复正常运行。
如此循环下去。
3.5 设计流程图
智能交通监控系统的设计流程图如下图3-1所示
智能交通监控系统 电子警察监控系统 交通监控系统 抓拍违章、肇事事件并且记录 车辆滞留检测系统 交通信号灯实现 利用PLC的相关知识实现交通高峰低峰的通行时间的 智能调整
能控制十字路口东西南北的通行，通过定时器控制通行和禁止通行的时间 图3-1 设计流程图示
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