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十字路口交通信号灯的PLC控制

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-10-03 04:15:55
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十字路口交通信号灯的PLC控制

可编程控制器课程设计目录摘要Abstract1PLC概述51.1PLC的发展历程61.2PLC的结构71.3PLC的应用81.4PLC的硬件结构91.5PLC的工作原理102系统设计112.1控制要求112.2系统设计方案分析122.3PLC选择133.I/O口通道分配和I/O接线图143.1I/O口通道分配(如图1-6):143.2I/O接线图:(如图1-7)154红绿灯交通信号系统的电路1.1时钟脉冲发生电路1.2计数秒数选择电路1.3倒计时控制电路1.4红绿灯信号控制电路
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导读可编程控制器课程设计目录摘要Abstract1PLC概述51.1PLC的发展历程61.2PLC的结构71.3PLC的应用81.4PLC的硬件结构91.5PLC的工作原理102系统设计112.1控制要求112.2系统设计方案分析122.3PLC选择133.I/O口通道分配和I/O接线图143.1I/O口通道分配(如图1-6):143.2I/O接线图:(如图1-7)154红绿灯交通信号系统的电路1.1时钟脉冲发生电路1.2计数秒数选择电路1.3倒计时控制电路1.4红绿灯信号控制电路
可编程控制器课程设计

目  录

摘要

A bstract

1 PLC概述    5

1.1 PLC的发展历程    6

1.2 PLC的结构    7

1.3 PLC的应用    8

1.4  PLC的硬件结构    9

1.5 PLC的工作原理    10

2 系 统 设 计    11

2.1控制要求    11

2.2系统设计方案分析    12

2.3 PLC选择    13

3. I/O口通道分配和I/O接线图    14

3.1 I/O口通道分配(如图1-6):    14

3.2 I/O接线图:(如图1-7)    15

4红绿灯交通信号系统的电路    16

4.1时钟脉冲发生电路    16

4.2计数秒数选择电路    16

4.3倒计时控制电路    16

4.4红绿灯信号控制电路    16

5  PLC控制程序设计    17

5.1   交通信号灯模拟控制时序图(如图1-8)    17

5.2交通信号灯控制梯形图    18

5.3 交通信号灯控制程序 :    20

6.心得体会    22

6 参考文献    23

摘     要

19世纪初,在英国中部的约克城,红、绿装分别代表女性的不同身份。其中,着红装的女人表示我已结婚,而着绿装的女人则是未婚者。后来,英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故,于是人们受到红绿装启发,1868年12月10日,信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了,由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米,身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯,这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下,一名手持长杆的随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩 ,它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭,使一位正在值勤的也因此断送了性命。 从此,城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年,在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯,不过,这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市,相继重新出现了交通信号灯。 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要,第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器,被安装在纽约市五号街的一座高塔上,由于它的诞生,使城市交通大为改善。

自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进。设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化。

可编程控制器(PLC)以微处理器为核心,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,编程容易,功能扩展方便,修改灵活,而且结构简单,抗干扰能力强。欧姆龙可编程控制器指令丰富,可以接各种输出、输入扩充设备,有丰富的特殊扩展设备,其中的模拟输入设备和通信设备更是符合交通灯控制系统的要求与特点,能够方便地联网通信。

关键词:信号灯 PLC 交通控制 

A bstract

In the early 19th century, in the Centre of the city of York, UK, red, green, representing the different status of women. Among them, the Lady in red woman that I have been married, and the green of an unmarried woman. Subsequently, in front of the Parliament building in London with frequent incidents of wagons rolling, so people are inspired by red green, 1868, and signal the first member of the family in London Parliament building of the square was born, by the then British machine ethics • Hart design, manufacture of lamp posts and 7 m high with a light red and green coloured lanterns--gas traffic lights, this is the first urban street lamp lights. The lamp foot, carrying long rods meaningfully affect police belt conversion of paper color. Later, in the light of the Centre fitted with gas lamp, it is preceded by two alternating red and green glass cover. Unfortunately only available 23 days of gas lamps and suddenly an explosion destroyed a bit on the police also lives.                                                Since then, the city's traffic signal lights was banned. Until 1914, the Cleveland City in the United States took the lead back to the traffic light only, however, at this time is "electric lights." Later in New York and Chicago and other cities, one after the re-emergence of the traffic lights. With the development of the various modes of transport and traffic control needs, a veritable three lights (red, yellow, green, three signs) in 1918. It is surrounded by three color circle, projectors are installed in New York City Fifth Street towers, since its birth, make a significant improvement in urban traffic.

Since its birth, the lights of the internal control system is constantly circuit has been improved. Design method is varied, thereby start lights appear more intelligent.

Programmable logic controller (PLC) by microprocessor as the core, generally adopted according to the relay contactor controlling system of electrical schematic diagram of the ladder diagram language program design, programming, easy extension, modification, flexible and convenient, simple in structure, strong anti-jamming capability. Siemens PLC, can meet all kinds of instruction, input output expansion equipment, has the rich special equipment, including expansion of the analog input devices and communications equipment is consistent with traffic control system of the request and the characteristic, can be easily networked communication.

This article chooses S7-200 PLC for the core parts, hardware interface design, use ladder diagram and statements table programming, realized the intersection traffic control system of automation.

Keywords: Urban street lamp lights  PLC,  Traffic control 

1 PLC概述

可编程序控制器(Programmabie Logic Controller,缩写PLC)是以微处理器为基础,综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变,为适应多品种.小批量生产的需要,生产.发展起来的一种新型的工业控制装置。PLC从1969年问世以来,虽然至今还不到40年,但由于其具有通用灵活的控制性能.简单方便的使用性能,可以适应各种工业环境的可靠性,因此在工业自动化各领域取得了广泛的应用。有人将它与数控技术、CAD/CAM技术工业机械人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。可编程序控制器在我国的发展与应用已有30多年的历史,现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域,成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。随着全球一体化经济的发展,努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用,形成具有自主知识产权的可编程序控制器技术,应该是广大技术人员努力的方向。

1.1 PLC的发展历程

在可编程控制器出现前,在工业电气控制领域中,继电器控制占主导地位,应用广泛。但是电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点,特别是其接线复杂、不易更改,对生产工艺变化的适应性差。

1968年美国通用汽车公司(G.M)为了适应汽车型号的不断更新,生产工艺不断变化的需要,实现小批量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线,以降低成本,缩短周期。于是就设想将计算机功能强大、灵活、通用性好等优点与电器控制系统简单易懂、价格便宜等优点结合起来,制成一种通用控制装置,而且这种装置采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。

1969年美国数字设备公司(DEC)根据美国通用汽车公司的这种要求,研制成功了世界上第一台可编程控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用,取得很好的效果。从此这项技术迅速发展起来。

早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能,只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller )。随着微电子技术和计算机技术的发展,20世纪70年代中期微处理器技术应用到PLC中,使PLC不仅具有逻辑控制功能,还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能。

20世纪80年代以后,随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展,16位和32位微处理器应用于PLC中,使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强,同时可靠性提高,功耗、体积减小,成本降低,编程和故障检测更加灵活方便,而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能,使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。

PLC的发展过程大致可以分为如下几个阶段:

1970—1980年:PLC的结构定型阶段。在这一阶段,由于PLC刚诞生,各种类型的顺序控制器不断出现(如逻辑电路型、1位机型、通用计算机型、单板机型等),但迅速被淘汰。最终以微处理器为核心的现有PLC结构形成,取得了市场的认可,得以迅速发展.推广。PLC的原理、结构、软件、硬件趋向统一与成熟,PLC的应用领域由最初的小范围、有选择使用、逐步向机床、生产线扩展。

1980—1990年:PLC的普及阶段。在这一阶段,PLC的生产规模日益扩大,价格不断下降,PLC被迅速普及。各PLC生产厂家产品的价格.品种开始系列化,并且形成了固定I/O点型、基本单元加扩展块型、模块化结构型这三种延续至今的基本结构模型。PLC的应用范围开始向顺序控制的全部领域扩展。比如三菱公司本阶段的主要产品有F.F1.F2小型PLC系列产品,K/A系列中、大型PLC产品等。

1990—2000年,PLC的高性能与小型化阶段。在这一阶段,随着微电子技术的进步,PLC的功能日益增强,PLC的CPU运算速度大幅度上升、位数不断增加,使得适用于各种特殊控制的功能模块不断被开发,PLC的应用范围由单一的顺序控制向现场控制拓展。此外,PLC的体积大幅度缩小,出现了各类微型化PLC。三菱公司本阶段的主要产品有FX小型PLC系列产品,AIS/A2US/Q2A系列中,大型PLC系列产品等。

2000年至今:PLC的高性能与网络化阶段。在本阶段,为了适应信息技术的发展与工厂自动化的需要,PLC的各种功能不断进步。一方面,PLC在继续提高CPU运算速度,位数的同时,开发了适用于过程控制,运动控制的特殊功能与模块,使PLC的应用范围开始涉及工业自动化的全部领域。与此同时,PLC的网络与通信功能得到迅速发展,PLC不仅可以连接传统的编程与通入/输出设备,还可以通过各种总线构成网络,为工厂自动化奠定了基础。三菱公司本阶段的主要产品有FX小型PLC系列产品(包括最新的FX3u系列产品),Qn,QnPH系列中,大型PLC系列产品等。

1.2 PLC的结构

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,如图所示: 

a. 处理单元(CPU) 

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。 

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的作用。如果没有一个良好的、可靠的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。

1.3 PLC的应用

1 PLC的应用领域

PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置,使得其应用受到。但最近十多年来,PLC的应用面越来越广,其主要原因是:一方面由于微处理器芯片几有关元件的价格大大下降,使得PLC的成本下降;另一方面PLC的功能大大增强,它也能解决复杂的计算和通信问题。目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保和娱乐等行业。PLC的应用范围通常可分成以下5种类型:

(1)顺序控制 这是PLC应用最广泛的领域,也是最适合PLC使用的领域。它用来取代传统的 继电器顺序控制。PLC应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。例如:注塑机械、印刷机械、、包装机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。

(2)运动控制 PLC制造商目前已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块,在多数情况下,PLC把描述目标位置的数据送给模块,其输出移动一轴或数据到目标位置。每个轴移动时,位置控制模块保持适当的位置和加速度,确保运动平滑。

(3)过程控制 PLC还能控制大量的过程参数,例如:温度、流量、压力、液位和速度。PID模块提供了使PLC具有闭环控制的功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当过程控制中某个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定植上。

(4)数据处理 在机械加工中,PLC作为主要的控制和管理系统用于CNC和NC系统中,可以完成大量的数据处理工作。

(5)通信网络 PLC的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台PLC之间的通信、PLC和其他智能控制设备(如计算机、变频器、数控装置)之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起,可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。

2 PLC在我国的应用

 虽然我国在PLC生产方面比较弱,但在PLC应用方面,我国是很活跃的,近年来每年约新投入10万台套PLC产品,年销售额30多亿人民币,应用的行业也很广。

在我国,一般按I/O点数将PLC分为以下级别(但不绝对,国外分类有些区别):

微型:32 I/O 

小型:256 I/O 

中型:1024 I/O 

大型:4096 I/O 

巨型:8192 I/O

 在我国应用的PLC系统中,I/O点以下PLC销售额占整个PLC的47%,点~256点的占31%,合计占整个PLC销售额的78%。

1.4  PLC的硬件结构

    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从结构上分,PLC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、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。其结构如图1-1所示。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。

                         

                          

1-1 PLC的结构图

 1.5 PLC的工作原理 

PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式,即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开,该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作,必须等扫描到该触点时才会动作。

考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上,而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms,因此,PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式---扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合,PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。

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。

1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。

2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。

3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。

PLC的扫描工作过程如图1-2所示,PLC的扫描周期图1-3所示

                       

1-2 PLC的扫描工作过程图 

                    

1-3 PLC的扫描周期图

 2 系 统 设 计

2.1控制要求

1..系统工作受开关控制,启动开关ON则系统工作;起动开关OFF则系统停止工作。

2.控制对象有八个:

东西方向红灯两个;南北方向红灯两个,

东西方向黄灯两个,南北方向黄灯两个,

东西方向绿灯两个,南北方向绿灯两个,

东西方向左转弯绿灯两个,南北方向左转弯绿灯两个。

3.控制规律:

当起动开关接通时,交通信号灯控制系统则开始工作;先同时使南北红灯,东西红灯亮,南北左转信号灯亮;20秒后,东西红灯灭,东西绿灯亮,南北左转信号灯灭;35秒到时,东西绿灯开始闪烁;3秒后东西绿灯灭,东西黄灯亮;2秒到,东西黄灯灭,东西红灯亮,东西左转信号灯亮;20秒后,东西左转信号灯灭,南北红灯灭,南北绿灯亮;35秒到时,南北绿灯开始闪烁;3秒后南北绿灯灭,南北黄灯亮,2秒到,南北黄灯灭,南北红灯亮,南北左转信号灯亮;20秒后,东西红灯灭,东西绿灯亮,南北左转信号灯灭,则一个周期完成,此后,整个交通灯控制系统就按照以上的时序一个周期又一个周期的循环。当起动开关关断时,交通信号灯系统停止工作。

2.2系统设计方案分析

      在交通信号灯的设计中,外部硬件电路方面主要包括:两组红绿灯、两组LED显示器(见模拟图1-4),交通信号灯系统结构图(见图1-5)。

1-4 模拟图

1-5交通信号灯系统结构图

2.3 PLC选择

随着PLC技术的发展,PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC,其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选用PLC,对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。    

PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点:

    1、合理的结构型式

    PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。

    整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中;而模块式PLC的功能扩展灵活方便在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。

    2、安装方式的选择

    PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。

    集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低;远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源;多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。

    3、相应的功能要求

    一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。

    对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。

    对于控制较复杂,要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。

    4、响应速度要求

    PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。

    5、系统可靠性的要求

    对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。

    6、机型尽量统一

    主要考虑到以下三方面问题:

    1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。

    2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。

    3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。

3. I/O口通道分配和I/O接线图

3.1 I/O口通道分配(如图1-6)

类别

器件号

端子号

作用

输入

类别

SB1

0.00

启动按钮

SB2

器件号

0.01

端子号

停止按钮

作用

输出

Y0

10.00

东西绿灯

Y1

10.01

东西黄灯

Y2

10.02

东西红灯

Y3

10.03

南北绿灯

Y4

10.04南北黄灯

Y5

10.05

南北红灯

Y6

10.06

"

东西左转弯绿灯

Y8

10.07

"

南北左转弯绿灯

1-6 I/O口通道分配

3.2 I/O接线图:(如图1-7)

1-7 I/O接线图

4红绿灯交通信号系统的电路

4.1时钟脉冲发生电路

在红绿灯交通信号系统中,大多数的情况是通过自动控制的方式指挥交通的。因此,为了避免意外事件的发生,电路必须给出一个稳定的时钟(clock)才能让系统正常的工作。

4.2计数秒数选择电路

当通过交通路口时,如果能在一个方向增添一个倒计时显示器对车辆、行人加以提示,可能会有更好的效果。因此,计数秒数选择电路最主要的功能就是负责输出显示器需要的数值(即倒数的秒数值),作为倒计时显示器电路的计数秒数。

4.3倒计时控制电路

通过日常生活中的观察,我发现在一些交通路口已经开始使用倒计时显示器,它们的作用就是用来提示车辆行人目前还有多长时间信号灯会发生变化,这样车辆行人就可以提前判断是否有足够的时间通过路口,进而就可以避免很多意外事故的发生。例如:南北方向绿灯,车辆处于正常行驶中,东西方向红灯,车辆处于等待中,若南北方向行驶的车辆看到倒计时显示器上可以通行的时间很短,可能就会放慢速度等待下一次通行,这样在东西方向绿灯时,车辆就能够正常行驶,不会为等待南北方向强行的车辆而耽误更多的时间。如此循环下去,道路就会畅通无阻了。考虑到有些路口的交通拥堵现象较为严重,车辆会在道路上排成很长的一队,这样排在较远距离的司机就很难看清楚倒计时显示器上变化的数字,有可能会影响到车辆之间的正常行驶。因此,如果采用发光二极管作为倒计时的显示装置就会使司机和行人一目了然,同样也能够起到很好的提示作用。

4.4红绿灯信号控制电路

在红绿灯交通信号系统中,大多数的情况是通过自动控制的方式指挥交通。但为了配合高峰时段,防止交通拥挤,有时还必须使用手动控制,即让交通自行指挥交通。因此,红绿灯信号控制电路除了负责监控路口红绿灯之外,最主要的功能就是能够利用开关来切换手动与自动的模式,让交通能够通过外部输入的方式来控制红绿灯交通信号系统的运做。 

5  PLC控制程序设计     

5.1   交通信号灯模拟控制时序图(如图1-8)  

1-8交通信号灯模拟控制时序图

5.2交通信号灯控制梯形图

   

5.3 交通信号灯控制程序 :

 LD 0.00

OR 200.00

OUT 200.00

LD 200.00

ANDNOT TIM008

ANDNOT 0.01

TIM 000 #200

LD 200.00

ANDNOT TIM008

ANDNOT 0.01

TIM 001 #350

LD TIM001

ANDNOT 0.01

TIM 002 #30

LD TIM002

ANDNOT 0.01

TIM 003 #20

LD TIM003

ANDNOT 0.01

TIM 004 #200

LD TIM003

ANDNOT 0.01

TIM 005 #350

LD TIM005

ANDNOT 0.01

TIM 006 #30

LD TIM006

ANDNOT 0.01

TIM 007 #20

LD TIM007

ANDNOT 0.01

TIM 008 #200

LD TIM000

ANDNOT TIM001

LD TIM001

ANDNOT TIM002

AND P_1s

ORLD

OR TIM008

ANDNOT 0.01

OUT 10.00

LD TIM002

ANDNOT TIM003

ANDNOT 0.01

OUT 10.01

LDNOT TIM000

LD TIM003

ANDNOT TIM008

ORLD

ANDNOT 0.01

OUT 10.02

LD TIM004

ANDNOT TIM005

LD TIM005

ANDNOT TIM006

AND P_1s

ORLD

ANDNOT 0.01

OUT 10.03

LD TIM006

ANDNOT TIM007

ANDNOT 0.01

OUT 10.04

LDNOT TIM003

ANDNOT TIM004

OR TIM007

ANDNOT 0.01

OUT 10.05

LD TIM003

ANDNOT TIM004

ANDNOT 0.01

OUT 10.06

LDNOT TIM000

OR TIM007

ANDNOT TIM008

ANDNOT 0.01

OUT 10.07

END    

6.心得体会   

 通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里老想着这样的做法可以行得通,但实际接上,总是实现不了,因此耗费在这上面的时间用去很多。

我趁着做课程设计的同时也对课本知识有了巩固和加强,由于课本上的知识并不是太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用所学到的书本知识,所以在这次课程设计过程中,我们了解了很多书上没有的东西,并且对于PLC的使用有了更多的认识。

经过两个星期的实习,过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过,也曾一度热情高涨。从开始时的满富激情到后来汗水背后的复杂心情,点点滴滴无不令我回味无长,但是最后我还是成功了。

通过这次课程设计使我懂得了完成一件事是不容易的,在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。对我而言,这次设计使我获得的知识很重要,精神上的丰收更加可喜。我明白了学无止境的意思,我们每一个人都不应该满足于现在的成就,人生就像在爬山,一座山峰的后面还有更高的山峰等着你呢。挫折时一份财富,经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途中一个非常美好的回忆!

课程设计之前,在老师的身上我也学到很多实用的知识,在此我表示感谢!同时,对给过我帮助的所有同学再次表示忠心的感谢!感谢于老师的细心指导,也同样谢谢其他同学的无私帮助!    

6 参考文献 

  1.《电气控制与PLC》案例教程,胡汉文  张鑫主编   

2. 《电子系统设计与实践》 北京:电子工业出版社,2005 杨刚,周群主编

3. 《电子技术试验与课程设计》 北京:机械工业出版社 2005 毕满清主编

4. 《数字电路实验既课程设计指导书》 北京:中国电力出版社 2007 郁汉琪主编

5. 《电器与PLC控制技术》 化学工业出版社,2002 张万忠主编

                                                                                                 

文档

十字路口交通信号灯的PLC控制

可编程控制器课程设计目录摘要Abstract1PLC概述51.1PLC的发展历程61.2PLC的结构71.3PLC的应用81.4PLC的硬件结构91.5PLC的工作原理102系统设计112.1控制要求112.2系统设计方案分析122.3PLC选择133.I/O口通道分配和I/O接线图143.1I/O口通道分配(如图1-6):143.2I/O接线图:(如图1-7)154红绿灯交通信号系统的电路1.1时钟脉冲发生电路1.2计数秒数选择电路1.3倒计时控制电路1.4红绿灯信号控制电路
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