PLC課程設(shè)計交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、編號濰 坊 學(xué) 院plc課 程 設(shè) 計 課題名稱：交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 電氣自動化 班 級： 2009級2班 指導(dǎo)老師： 2011年11月目錄目錄2摘要2一、緒論3二、plc的概述42.1 概述42.2 plc的特點52.3 plc的功能5三、交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計53.1控制要求53.2 交通燈示意圖53.3交通燈時序圖73.4 交通燈流程圖83.5 i/o口分配83.6 定時器在1個循環(huán)中的明細(xì)表93.7程序梯形圖10四、設(shè)計總結(jié)13五、參考文獻(xiàn)13摘要plc可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置

2、。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段之一，plc、機(jī)器人、cad/cam將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于plc具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時具內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普通的使用的“漸進(jìn)式”信號燈進(jìn)行精確的控制，特別對多岔路口的控制可方便的實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多的將plc應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。同時，plc本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)的功能，將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時間，實現(xiàn)科學(xué)化管理。一、緒論當(dāng)今，紅

3、綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車倆最常見和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)。電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅黃綠三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市五號大街的一座高塔上。紅燈表示“停止”，綠燈表示“通行”。隨著社會的發(fā)展，人們消費水平不斷的提高，私人車輛不斷的增多。人多、車多道路少的道路交通狀況已經(jīng)很明顯了。所以采用有效地辦法控制交通燈是勢在必行的，plc的智能控制控制原則是控制系統(tǒng)的核心，采用plc吧東西方向或南北方向的車輛按數(shù)量規(guī)模進(jìn)行分檔，相應(yīng)給定的東西方向與南北方向的綠燈時長也按一定的規(guī)律分檔、這樣就可以實現(xiàn)按車流量規(guī)模給定綠燈時長，達(dá)到最大限度

4、的有車放行，減少十字路口的車輛滯留，緩解交通擁擠、實現(xiàn)最優(yōu)控制，從而提高了交通控制系統(tǒng)的效率。為了實現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性，科學(xué)化。用可編程控制器實現(xiàn)交通燈管制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計方法，實驗證明該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效的疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市的交通控制與管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通的實際情況闡述了交通控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統(tǒng)的plc方案。可編程控制器在工業(yè)自動化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。二、plc的概述2.1 概述可編程控制器（programmable controller）是計算機(jī)家族的一員，是

5、為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（programmable logic controller）,簡稱plc，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱pc。但為了避免與個人計算機(jī)（personal computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱plc。 2.2 plc的特點1、 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；2 、通用性高，使用方便；3 、程序設(shè)計簡單，易學(xué)，易懂；4 、采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便；5 、系統(tǒng)設(shè)計周期短；6 、安裝簡便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量小

6、；2.3 plc的功能1 、邏輯控制2 、定時控制3 、計數(shù)控制4 、步進(jìn)（順序）控制5 、pid控制6、數(shù)據(jù)控制7 、通訊和聯(lián)網(wǎng)8 、其他三、交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計3.1控制要求信號燈受啟動（停止）按鈕控制，當(dāng)按下按鈕時，信號燈系統(tǒng)開始工作，并循環(huán)工作，當(dāng)關(guān)閉按鈕時，系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài)，所有信號燈都熄滅。3.2 交通燈示意圖交通燈示意圖如圖3.2所示，為八道十字路口，分為主車道、超車道、左車道、右車道。在東西南北兩個方向均安裝信號燈，兩個方向各八個燈，每個燈均為紅、綠、黃三種顏色。綠燈行、紅燈停、黃燈等待。圖3-2交通燈示意圖3.3交通燈時序圖圖3-3交通燈時序圖3.4 交通燈流程圖3.5 i

7、/o口分配根據(jù)交通燈控制的基本要求，系統(tǒng)采用自動控制方式，輸入有系統(tǒng)開啟與停止按鈕；輸出有東西，南北，東西左，南北左各兩組指示信號。由于每一個方向的兩組指示燈中，同種顏色的指示燈同時工作，為了節(jié)省輸出點數(shù)，可采用并聯(lián)輸出方法。由此可知，該系統(tǒng)的輸入點數(shù)為1，輸出點數(shù)為12輸入輸出0.00開啟（停止）按鈕100.05東西直（右）黃輸出100.06南北左紅100.00南北直（右）綠燈100.07南北左綠100.01南北直（右）黃燈101.03南北左黃100.02東西直（右）紅燈101.00東西左紅100.03南北直（右）紅燈101.01東西左綠100.04東西直（右）綠燈101.02東西左黃3.6

8、 定時器在1個循環(huán)中的明細(xì)表(備注：南北紅即南北直（右）紅，東西紅即東西直（右）紅)分界點定時器t0t1t2t3t 4t 5t 6t7t8t0(定時25s)開始定時。南北綠燈亮定時到輸出on南北綠燈滅南北黃燈閃ononononononont1(定時30s)開始定時繼續(xù)定時定時到輸出on黃燈滅，南北紅燈亮onononononont2（定時30s）開始定時，東西紅燈亮繼續(xù)定時紅燈亮定時到輸出on東西紅燈滅，東西綠燈亮ononononont3(定時55s)開始定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時定時到輸出on，東西綠燈滅，東西黃燈閃ononononont4(定時60s)開始定時南北左紅亮繼續(xù)定時南北左紅亮繼續(xù)定時南

9、北左紅亮繼續(xù)定時南北左紅亮定時到輸出on東西黃燈滅，南北左紅滅，南北左綠燈亮，onononont5（定時70s）開始定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時定時到輸出on南北左綠滅，南北左黃燈閃ononont6（定時75s）開始定時東西左紅亮繼續(xù)定時東西左紅亮繼續(xù)定時東西左紅亮繼續(xù)定時東西左紅亮繼續(xù)定時東西左紅亮繼續(xù)定時東西左紅亮定時到輸出on南北左黃滅，南北紅燈亮，東西左紅滅，東西左綠亮t 0t 1t 2t3t4t5t6t7t8t7（定時85s）開始定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時定時到輸出on東西左綠滅，東西左黃閃ont8定時（90s）開始定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定

10、時繼續(xù)定時繼續(xù)定時繼續(xù)定時定時到輸出on東西左黃滅，下一個循環(huán)開始3.7程序梯形圖(備注：南北紅即南北直（右）紅，東西紅即東西直（右）紅)根據(jù)對交通信號燈的控制要求及plc控制系統(tǒng)的i/o分配的定義，可對plc進(jìn)行程序的設(shè)計，其梯形圖如圖3-6所示圖3-7 程序梯形圖程序分析：(備注：南北紅即南北直（右）紅，東西紅即東西直（右）紅)1：當(dāng)按下啟動按鈕i0.00時，tim 08開始計時， t0常閉觸點工作南北綠燈（100.00）亮，t2常閉觸點工作東西直紅燈亮，t4常閉觸點工作南北左紅亮，t6常閉觸點工作東西左紅亮，其它方向燈均滅。2：25秒到t0定時器工作，t0常開觸點閉合，常閉觸點斷開，南北

11、綠燈滅、南北黃燈閃，其它方向燈不變。3: 30秒到t1/t2定時器工作，t1/t2常閉觸點閉合，常開觸點斷開，南北黃燈滅，南北紅燈亮，東西綠燈亮，其它方向不變。4: 55秒到t3定時器工作，t3常閉觸點閉合，常開觸點斷開，東西綠燈滅，東西黃燈閃。其它方向燈不變。5： 60秒到t4定時器工作，t4常閉觸點閉合，常開觸點斷開，東西黃燈滅，南北左紅滅。南北左綠亮，其它方向燈不變6：70秒到t5定時器工作，t5常閉觸點閉合，常開觸點斷開，南北左綠滅，南北左黃閃，其它方向燈不變。7： 75秒到t6定時器工作，t6常閉觸點閉合，常開觸點斷開，南北左黃滅，東西左紅滅，東西左綠亮，其它方向燈不變8： 85秒到

12、t7定時器工作，t7常閉觸點閉合，常開觸點斷開，東西左綠滅，東西左黃亮，其它方向燈不變9：90秒到t8定時器工作，t7常閉觸點閉合，常開觸點斷開，東西左黃滅，返回初始。四、設(shè)計總結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來重要的一步。從最初的選題，開題到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。通過這次實踐，我了解了plc的用途及工作原理，熟悉了plc的應(yīng)用，鍛煉了實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設(shè)計能力。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識的一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提

13、高了自己的能力，懂得了許多經(jīng)驗是前人不懈努力的結(jié)果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。但是畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解等等。這次實踐是對自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個對社會有所貢獻(xiàn)的人。在設(shè)計過程中，就是在構(gòu)思這個程序應(yīng)該是怎么工作的，但是并沒有去實際的做梯形圖，因此耗費在這上面的時間過多，還有就是并沒有很好的掌握一些理論知識，比如定時器的工作狀況等等。后來把時序圖畫出來后才有一點頭緒，經(jīng)過一晚上的設(shè)計終于完成，這次實驗讓我懂得理論結(jié)合實際是多么的重要。五、參考文獻(xiàn)1 可編程控制器原理與程序設(shè)計 吳永春主審 大連理工出版社 20092 plc編程及應(yīng)用 廖常初主編 機(jī)械工業(yè)出版社20033 可編程序控制器原理及應(yīng)用 趙金榮、葉真編 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院20034 可編程序控制器應(yīng)用指南 易傳祿主編 上?？破粘霭嫔? 可編程序控制器教程 王兆義主編 機(jī)械工業(yè)出版社6 工廠電氣控制技術(shù) 方承遠(yuǎn)主編 機(jī)械工業(yè)出版社 7 可編程序控制器原理及應(yīng)用 鐘肇新、彭侃編 華南理工大學(xué)出