帶轉(zhuǎn)向交通燈PLC設(shè)計報告

1、 電氣控制課程設(shè)計說明書 帶轉(zhuǎn)向的十字路口交通燈課程設(shè)計 院 、 部： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 羅雪蓮 職稱 教授 專 業(yè)：班 級：完成時間： 2013年6月12日 摘 要 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人，車，路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測，交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮中最重要的組成部分。隨著交通燈的建立，晚上車子少時，它也按白天模式進行運行，讓許多車主浪費了很多寶貴時間，所以通過該設(shè)計得以解決這一問題。該設(shè)計通過可編程控制器對交通燈的控制，

2、可以達到兩種模式獨立運行的交通燈狀態(tài)，該設(shè)計以可編程控制器為主，加上適當?shù)亩〞r器對時間方面的控制便可達到預(yù)期的目標，既能對人車路的關(guān)系進行協(xié)調(diào)，又能解決夜間紅燈浪費時間的問題。針對該設(shè)計需要解決的問題，該設(shè)計采用了步進指令使用GX Developer程序?qū)?yīng)解決的問題編寫對應(yīng)的梯形圖，最后利用三菱可控制編程器進行調(diào)試，最終實現(xiàn)了對交通燈的自動控制。關(guān)鍵詞：交通燈；可編程控制器；梯形圖ABSTRACTWith the development of society and economy, city traffic problems caused by more and more people&#

3、39;s attention. People, vehicles, road coordination relationship between the three, has become one of the important problems of traffic management departments to solve the. City traffic control system for city traffic data monitoring, traffic signal control and traffic management computer system, it

4、 is the most important part of the modern city traffic monitoring and command. With the establishment of traffic lights, the night the car less, it is daytime mode of operation, so many owners to waste a lot of valuable time, so to solve this problem through the design.The design of the programmable

5、 controller for the control of traffic lights, can achieve the two traffic light state model of independent operation, the design of the programmable controller, the control with appropriate timer to time can reach the expected goal, can carry out the harmonious relationship of people vehicle road,

6、and can solve red light at night time wasting problem.According to this design needs to solve the problem, this design uses a step-by-step instruction using the GX Developer program corresponding to solve the problem of ladder diagram corresponding, the Mitsubishi can control programmer debugging, f

7、inally realizes the automatic control of traffic lights.Keywords：traffic lights; PLC; ladder diagram目 錄1 概述1 1.1 交通燈的發(fā)展及應(yīng)用1 1.2 PLC控制交通燈設(shè)計目的2 1.3 PLC簡介2 1.4 PLC的一般結(jié)構(gòu)22 系統(tǒng)方案及硬件設(shè)計6 2.1 設(shè)計課題6 2.2 方案比較6 2.3 方案論證與選擇6 2.4 設(shè)計任務(wù)及要求7 2.5 硬件設(shè)計73 交通燈的軟件設(shè)計10 3.1 定時器10 3.2 定時器的設(shè)置11 3.3 交通信號燈模擬控制時序圖11 3.4 交通燈工作時的

8、程序124 交通燈的仿真與調(diào)試16 4.1 編程思想16 4.2 控制系統(tǒng)的程序調(diào)試步驟16 4.3 調(diào)試過程遇到的問題及解決方法16結(jié)束語17致 謝20參考文獻18附 錄211 概述1.1交通燈的發(fā)展及應(yīng)用目前紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀就已出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表

9、示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。1914年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量

10、、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國道路交通和道路標志信號協(xié)定對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進性、科學(xué)化。用可編程控制

11、器實現(xiàn)交通燈管制的控制系統(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，能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市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燈控制系統(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設(shè)計方案。可編程序控制器在工業(yè)自動化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出。1.2 PLC控制交通燈設(shè)計目的在十字路口設(shè)置交通燈可以對交通進行有效的疏通，并為交通參與者的安全提供了強有力的保障。但隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，原來的交通

12、燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益忙碌的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。傳統(tǒng)的十字路口交通控制交通控制，通常的做法是將兩個方向紅綠燈延時預(yù)先設(shè)置好。然而，實際上車輛流量的變化往往是不確定的，有的路口甚至可能產(chǎn)生很大的差異，所以我們采用實地統(tǒng)計的方法對車輛流量的方法和地域的原則來進行PLC的編程，原來的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，跟為現(xiàn)實的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制交通燈。1.3 PLC簡介 可編程控制器簡稱PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(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。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠

13、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。專家認為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱?？删幊炭刂破鳎≒LC）是用來取代控制系統(tǒng)中的繼電器的一種設(shè)備，它通過檢測輸入端口，并根據(jù)輸入端口的狀態(tài)，按照程序控制輸出口，可編程控制器的程序一般要使用一定的軟件編寫，使用人員通過輸入預(yù)先編寫的程序，使可編程控制器按預(yù)定的控制方案執(zhí)行控制任務(wù)。目前大多數(shù)城市采用的交通信號燈指揮控制系統(tǒng)，采用電子線路加繼電器構(gòu)成，也有少數(shù)采用單片機構(gòu)成。對信號燈的要求也越來越高，

14、采用電子線路加繼電器的控制方式，則需要加入大量的中間繼電器，時間繼電器，計數(shù)器等器件。而且交通控制智能化需要按實際情況而改變參數(shù)，如使用繼電器控制，則很難實現(xiàn)。如使用單片機控制，則需要引入大量I/O接口電路、硬件設(shè)計，而且這兩種控制方式的抗干擾能力十分有限。采用可編程控制器對交通信號燈進行管理，既能滿足控制要求，又具有高的抗干擾和穩(wěn)定性。1.4 PLC的一般結(jié)構(gòu)1.4.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)分類(1)按硬件的結(jié)構(gòu)類型分類：編程控制器是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計的。為了便于在工業(yè)現(xiàn)場安裝，便于擴展，方便接線，其結(jié)構(gòu)與普通計算機有很大區(qū)別，常見的有箱體式，模塊式，及疊裝式三種結(jié)構(gòu)。箱體式PLC一般用于規(guī)

15、模小，輸入輸出點數(shù)固定，不需要擴展的場合。模塊式PLC一般用于規(guī)模較大，輸入輸出點數(shù)多，輸入輸出點數(shù)比例靈活的場合。疊裝式PLC具有二者的優(yōu)點。(2)按應(yīng)用規(guī)模及功能分類：為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過程的應(yīng)用要求，PLC能夠處理的輸入信號數(shù)量是不一樣的。一般將一路信號稱作一個店，將輸入輸出點數(shù)的總和稱為機器的點。按照點數(shù)的多少，可將PLC分為超小，小，中，大，超大等五類型如下表1所示：表1 PLC按規(guī)模分類超小型小型中型大型超大型64點以下64128點128512點5128192點8192點以上1.4.2可編程控制器的配置可編程控制器雖然外觀各異，但硬件結(jié)構(gòu)大體相同。主要由中央處理器（CPU），存儲

16、器（RAM/ROM），輸入輸出（I/O接口）,電源及編程設(shè)備幾大部分組成。PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖如下圖1所示：接口部件輸出輸入接口部件 中央處理單元 CPU板接受 驅(qū)動現(xiàn)場信號 受控元件電 源 部 件圖1 基本構(gòu)成3（1）CPU的構(gòu)成：PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮

17、有關(guān)的控制電路。 與通用計算機一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。CPU的運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。CPU的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU雖然劃分為以上幾個部分，但PLC中的CPU芯片實際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對CPU內(nèi)部的詳細分析已無必要，我們只要弄

18、清它在PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。（2）I/O模塊：PLC的對外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置

19、的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。（3）電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。（4）底板或機架：大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。（5）PLC 的外

20、部設(shè)備：外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。輸入輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機等。（6）PLC的通信聯(lián)網(wǎng)：PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC

21、 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。現(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計算機一樣具有RS-232接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。當然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標準總線，并向標準通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的PLC之間、PLC與計算機之間可以方便地進行通訊與聯(lián)網(wǎng)。了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。2 系統(tǒng)方案及硬件設(shè)計2.1 設(shè)計課題

22、帶有轉(zhuǎn)向燈的十字路口交通信號燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計2.2 方案比較方案一：基于數(shù)字電路的交通燈控制系統(tǒng) ，數(shù)字電路是我們最常用的一種控制電路，但數(shù)字電路有很多弊端，首先就是電路設(shè)計起來很復(fù)雜，其次就是電路一旦設(shè)計好后其參數(shù)就不能改變，工作起來也不是很容易受到外界信號的干擾，所以其很顯然不利于現(xiàn)代交通燈智能控制的發(fā)展。 方案二：基于單片機的交通燈控制系統(tǒng) ，在單片機控制系統(tǒng)電路中需要加入A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還要分配大量的中斷口地址。而且單片機控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn)定性。另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時也需要高技術(shù)的人員才能修復(fù)，所以基于單片機實現(xiàn)

23、的交通燈控制系統(tǒng)也不是最理想的選擇。 方案三：基于PLC的交通燈控制系統(tǒng) ，PLC作為一種新型的自動控制設(shè)備，具有很高的可靠性，通常的平均無故障時間都在30萬小時以上在安裝，操作和維護也較容易；編程簡單，PLC的基本指令不多，編程器使用比較方便；起程序設(shè)計和產(chǎn)品調(diào)試周期短，具有很好的經(jīng)濟效益。 2.3 方案論證與選擇 綜上所述，我選擇第三種方案，因為PLC相比其它控制系統(tǒng)它具有以下特點：(1)抗干擾能力強，可靠性高繼電接觸器控制系統(tǒng)雖具有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸頭，使設(shè)備連線復(fù)雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動及觸頭在開閉時受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。傳統(tǒng)的繼電器控制系

24、統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高。(2)配套齊全，功能完善，適用性強 PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功

25、能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 (3)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 (4)系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少

26、了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 (5)體積小，重量輕，能耗低 以超小型PLC為例，新出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)它的可靠性高，抗干擾強，結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護方便，功能強大，還有它的體積小，重量輕，功耗低等特點。為了設(shè)計出簡單實用的控制系統(tǒng)，所以用它來解決當前交通系統(tǒng)的狀況。2.4 設(shè)計任務(wù)及要求(1)有夜間黃燈常閃控制，其余燈關(guān)閉（起

27、動為“0”）(2)有左轉(zhuǎn)方向燈控制，控制時序圖如下：（左轉(zhuǎn)“1”=綠燈“0”=紅燈）。2.5硬件設(shè)計(1)PLC型號選擇： 根據(jù)輸入輸出點數(shù)合理選擇PLC，由表2可知輸入使用3點，輸出使用8點，考慮到以后使用中的升級、添加功能的需要，點數(shù)應(yīng)略多于現(xiàn)用的點數(shù)，裝置帶有步進電機驅(qū)動，要求輸出脈沖信號；根據(jù)上述要求，選擇三菱FX2N-32MR型號的PLC作為帶轉(zhuǎn)向燈十字路口交通燈所用的器件。(2) I/O分配表 如表2：表2輸入白天模式控制開關(guān)SA0X0夜間模式控制開關(guān)SA1X1系統(tǒng)總開關(guān)SA2X2輸出南北紅燈VD0Y0東西綠燈VD1Y1東西黃燈VD2Y2東西左轉(zhuǎn)綠燈VD3Y3東西紅燈VD

28、4Y4南北綠燈VD5Y5南北黃燈VD6Y6南北左轉(zhuǎn)VD7Y7(3) .硬件電路圖連接 如圖2所示：圖2 硬件電路接線圖3 交通燈的軟件設(shè)計3.1定時器在PLC內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當所計時間達到設(shè)定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生錯誤動作。定時器通道范圍如下：100 ms定時器T0T199， 共200點，設(shè)定值：0.1 3276.7秒；10 ms定時器T2

29、00TT245，共46點，設(shè)定值：0.01327.67秒；1 ms積算定時器 T245T249，共4點，設(shè)定值：0.00132.767秒；100 ms積算定時器T250T255，共6點，設(shè)定值：0.13276.7秒； 定時器指令符號及應(yīng)用如下圖3所示： 圖3繼電器的應(yīng)用當定時器線圈T200的驅(qū)動輸入X000接通時，T200的當前值計數(shù)器對10 ms的時鐘脈沖進行累積計數(shù)，當前值與設(shè)定值K123相等時，定時器的輸出接點動作，即輸出觸點是在驅(qū)動線圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）時才動作，當T200觸點吸合后，Y000就有輸出。當驅(qū)動輸入X000斷開或發(fā)生停電時，定時器就復(fù)位

30、，輸出觸點也復(fù)位。每個定時器只有一個輸入，它與常規(guī)定時器一樣，線圈通電時，開始計時；斷電時，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個為設(shè)定值寄存器，另一個是現(xiàn)時值寄存器，編程時，由用戶設(shè)定累積值。3.2 定時器的設(shè)置為了明確各定時器的作用，以便于理解各個燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的準確時間，表3列出了定時器的功能如下：表3 定時器設(shè)置定時器定時時間功能T05S南北紅燈亮5秒，T120S東西綠燈亮20秒T23S東西黃燈閃亮3秒T32S東西左轉(zhuǎn)燈亮2秒T45S東西紅燈亮5秒T520S南北綠燈亮20秒T63S南北黃燈亮3秒T72S南北左拐燈閃2秒3.3交通信號燈模擬控制時序圖如圖4所示：圖4 時序圖

31、3.4 交通燈工作時的程序（1）白天模式，南北紅燈亮東西紅燈亮南北左轉(zhuǎn)綠燈亮，其梯形圖如下圖5所示：圖5（2）白天模式，南北紅燈亮東西綠燈亮，其梯形圖如下圖6所示：圖6（3）白天模式，南北紅燈亮東西綠燈閃爍周期1s，其梯形圖如下圖7所示：圖7（4）白天模式，南北紅燈亮東西黃燈亮，其梯形圖如下圖8所示：圖8（5）白天模式，南北紅燈亮東西左轉(zhuǎn)綠燈亮東西紅燈亮，其梯形圖如下圖9所示：圖9（6）白天模式，南北綠燈亮東西紅燈亮南北綠燈亮，其梯形圖如圖10所示：圖10（7）白天模式，東西紅燈亮南北綠燈閃爍周期1s，其梯形圖如圖11所示：圖11（8）白天模式，東西紅燈亮南北黃燈亮，然后還回執(zhí)行。其梯形圖如圖

32、12所示：圖12（9）夜間模式，夜間顯示模式東南西北黃燈閃爍，其梯形圖如圖13所示：圖134 交通燈的仿真與調(diào)試4.1 編程思想 該課程設(shè)計是用PLC控制十字路口交通燈，用PLC控制可以實現(xiàn)更多功能，同時也比較簡單。最首先的時候該設(shè)計打算用基本指令來完成，但是通過進一步的設(shè)計發(fā)現(xiàn)基本指令對于交通燈來說過于繁瑣，通過查閱相關(guān)資料，將步進指令加入了該設(shè)計進行編程，通過加入步進指令簡化了設(shè)計思路，從而設(shè)計并調(diào)試成功。 4.2 控制系統(tǒng)的程序調(diào)試步驟 （1）對于比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)流程圖，用以清楚的表明動作的順序和條件。由于本控制系統(tǒng)簡單就可以省略這一步。（2）設(shè)計梯形圖。這是程序設(shè)計的關(guān)

33、鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗。 （3）將程序輸入到PLC的用戶存儲器，并查找程序是否正確。（4）對程序進行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。 4.3 調(diào)試過程遇到的問題及解決方法 （1）在起初情況，按下轉(zhuǎn)換開關(guān)，根據(jù)設(shè)計的要求,應(yīng)該亮的燈有“南北紅燈”、“東西綠燈”，由于設(shè)計中未考慮周全，當按下轉(zhuǎn)換開關(guān)“X1”時，不僅“南北紅燈”、“東西綠燈”亮，而且“南北綠燈”、“東西紅燈”也亮，斷電后，對程序進行檢查，發(fā)現(xiàn)把程序轉(zhuǎn)換到高峰時段后，沒有對T0終止，所以才會出現(xiàn)燈亮混亂的情況。 （2）設(shè)計中T0T5為一個周期，當程序處在早上

34、八點之后的正常時段時，程序運行了一個周期后，就不再循環(huán)了。斷電后對程序進行檢查，發(fā)現(xiàn)程序執(zhí)行完一個周期后，T5沒有被復(fù)位，檢查得知是因為對T0的分段控制不當。對程序進行修改后，調(diào)試后都正常。結(jié)束語 通過該次的PLC課程設(shè)計，我學(xué)到了很多知識。在老師的幫助、團隊組員的合作和自己努力下，我圓滿完成了這一次關(guān)于交通信號燈的課程設(shè)計。首先，要感謝指導(dǎo)老師對我的指導(dǎo)，在這次設(shè)計結(jié)束后，讓我了解到設(shè)計任務(wù)分配，查閱和收集資料，安裝和調(diào)試的過程直到最后的文檔，我學(xué)會了如何將理論與實際相結(jié)合。 在課程設(shè)計的初始階段，自己并沒有非常明確的目標，整天就僅僅只是查閱資料，看課程設(shè)計任務(wù)書，還有就是通過課本上的內(nèi)容來

35、擴充自己的知識面。隨后，在擬定了一個初步的設(shè)計報告之后，我開始著重學(xué)習(xí)交通信號燈的工作原理，發(fā)現(xiàn)交通信號燈的操作過程是通過三段不同的時序圖控制，當某一段運行時,另外兩段將不能運行，因為它們之間存在互鎖。我們的課題的特點是，思路清晰、程序復(fù)雜、指令多、語法多、容易出錯。我們通過一個總閘和三個按鈕，及三段子程序來對整個系統(tǒng)進行控制。邏輯關(guān)系是先或、后并、再或，還夾有很多循環(huán)。由于在我們的設(shè)計過程中，我們還有很多功能指令沒學(xué)，在老師的提示和同組人員的共同努力下，克服困難，我們把交通燈的每一步動作通過指示燈來觀察，不斷的修改程序，觀察輸出。我覺得我們不僅完成了任務(wù)書上面的任務(wù)，還可以說是一種學(xué)習(xí)，在沒

36、有學(xué)習(xí)這些指令的情況下，我們可以通過自學(xué)的方式來完成，我認為，這種思路還可以運用到其它方面。通過這次課程設(shè)計，我已經(jīng)熟練的掌握里PLC系統(tǒng)的功能，及其軟件的使用。參考文獻1史國生主編.電氣控制與可編程控制器技術(shù)（第三版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2010Shi Guosheng, electrical control and PLC Technology (Third Edition). Beijing: Chemical Industry Press, 20102羅雪蓮編著.可編程控制器原理及應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社,2008 Luo Xuelian, the principle of

37、programmable controller and application. Beijing: Tsinghua University press, 20083鐘肇新，范建東.可編程控制器原理及應(yīng)用（第4版）. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2008 clock involved, Fan Jiandong. Principle and application of programmable controller (Fourth Edition). Guangzhou: South China University of Technology press, 20084胡健主編.西門子S7-30

38、0PLC應(yīng)用教程. 北京：機械工業(yè)出版社，2007 Hu Jian, Siemens S7-300PLC application tutorial. Beijing: Mechanical Industry Press, 20075柳春生編著.電器控制與PLC（西門子S7-300機型）.北京：機械工業(yè)出版社，2010 Liu Chunsheng et al. (Siemens electric control and PLC S7-300 type). Beijing: Mechanical Industry Press, 20106劉美俊編著.西門子S7系列PLC的應(yīng)用與維護.北京：機械工業(yè)

39、出版社，2008 edited by Liu Meijun. The application and maintenance of Siemens S7 series PLC. Beijing: Mechanical Industry Press, 20087胡學(xué)林可編程控制器應(yīng)用技術(shù)北京：高等教育出版社，2001 Hu Xuelin. PLC technology. Beijing: Higher Education Press, 20018吉順平可編程序控制器原理與應(yīng)用北京：機械工業(yè)出版社，2011 Ji Shunping. The theory and application of pr

40、ogrammable. Beijing: Mechanical Industry Press, 20119郁漢琪機床電氣及可編程序控制器實驗、課程設(shè)計指導(dǎo)書北京：高等教育出版社，2001 Yu HANKEY. Electric machine and programmable controller experiment, curriculum design guide book. Beijing: Higher Education Press, 200110工廠常用高低壓電氣設(shè)備手冊上下冊 "plants are commonly used in high and low voltage electrical equipment manual" volumes11工廠常用高低壓電氣設(shè)備手冊增補本 "plants are commonly used in high and low voltage electrical equipment manual" supplement12 刑郁甫、楊天民、趙積善編.新編實用電工手冊, 北京：地質(zhì)出版社，1