本科畢業(yè)設(shè)計(jì)-plc控制過街交通燈

常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院第一章概述 31.1交通燈控制系統(tǒng)的概述 31.2PLC控制系統(tǒng)的概述 3第二章PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用 52.1PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用 52.2PLC的特點(diǎn) 62.3PLC交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 7第三章總體方案的設(shè)計(jì) 113.1技術(shù)要求 113.2總體方案的確定 11第四章硬件設(shè)計(jì) 124.1譯碼器的選擇 124.2數(shù)碼管的選擇 14第五章軟件設(shè)計(jì) 155.1譯碼電路的設(shè)計(jì) 155.2數(shù)碼管電路的設(shè)計(jì) 16第六章調(diào)試 176.1初步調(diào)試 176.2現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 17第七章總結(jié) 18致謝 19參考文獻(xiàn) 19第一章概述1.1交通燈控制系統(tǒng)的概述由于交通問題的日益嚴(yán)峻，人和車輛的矛盾也日益加劇，那么現(xiàn)在主要解決的問題就是交通系統(tǒng)的可靠性和功能性，其實(shí)就是交通燈的可靠運(yùn)行的問題。可靠性是交通燈正常工作的基本要求（所以我們選擇了使用PLC來控制交通燈的運(yùn)行），其中功能性是十分重要的，現(xiàn)在城市交通擁擠問題的嚴(yán)重，使交通的管理日益復(fù)雜，其中交通燈的角色是十分重要的，現(xiàn)在的交通秩序的維持主要是靠交通燈來實(shí)現(xiàn)的，加強(qiáng)交通燈的功能可以在一定程度上解決一些問題。我們的設(shè)計(jì)就是用PLC控制過街交通燈，利用譯碼器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管,通過自動(dòng)控制從而實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)。采用PLC控制交通燈有很多好處，我們將在下面介紹它的優(yōu)點(diǎn)。1.2PLC控制系統(tǒng)的概述自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。作為離散控制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長(zhǎng)率保持為20%～30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的增長(zhǎng)速度放緩。但是，在中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家PLC的增長(zhǎng)十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。PLC是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個(gè)PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。近10年來，隨著PLC價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制，PLC在我國(guó)的應(yīng)用增長(zhǎng)十分迅速。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但PLC相對(duì)一般嵌入式控制器具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合，十字路口交通燈的控制也可以使用它來完成。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)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。第二章PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用2.1PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類:開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。過程控制過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)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。PLC是在繼電器控制邏輯基礎(chǔ)上，與3C技術(shù)(Computer,Control,Communication)相結(jié)合，不斷發(fā)展完善的。目前已從小規(guī)模單機(jī)順序控制，發(fā)展到包括過程控制、位置控制等場(chǎng)合的所有控制領(lǐng)域，PLC早期主要應(yīng)用于工業(yè)控制，但隨著技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大，在國(guó)內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化的各行各業(yè)。2.2PLC的特點(diǎn)由于我們所做的設(shè)計(jì)主要是用PLC控制的，所以在此介紹一下它的優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。由于在交通燈的運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，所以較高的可靠性是交通燈控制系統(tǒng)的首要選擇條件，即使出現(xiàn)故障，也能在短時(shí)間內(nèi)排除，實(shí)現(xiàn)交通燈的可靠運(yùn)行。配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(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(qiáng)及人機(jī)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。完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力能確保交通燈控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。它的這一特點(diǎn)為過街交通燈的設(shè)計(jì)周期縮短了很多，同時(shí)也是很多人能夠參與它的設(shè)計(jì)。體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(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(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。2.3PLC交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型我們所要實(shí)現(xiàn)的是模擬過街燈的運(yùn)行，需要輸入1個(gè)點(diǎn)，輸出21個(gè)點(diǎn)，F(xiàn)X2N48MR型號(hào)有24輸出點(diǎn)，剛剛好，不需要擴(kuò)展模塊。由于我們只是用來控制紅綠燈和數(shù)碼管的運(yùn)行，所以此系統(tǒng)不是很復(fù)雜，用三菱公司的FX2N48MR型號(hào)的PLC來控制是可行的。I/O點(diǎn)的配制輸入設(shè)備X000按鈕1和按鈕2輸出設(shè)備Y0-Y3車道數(shù)碼管十位Y4-Y7車道數(shù)碼管個(gè)位Y10車道綠燈Y11車道黃燈Y12車道紅燈Y13人行道紅燈Y14人行道綠燈Y15-Y20人行道數(shù)碼管十位Y21-Y24人行道數(shù)碼管個(gè)位表2-1I/O點(diǎn)的配制設(shè)計(jì)控制原理圖PLC控制原理電路圖如圖2-1所示，數(shù)碼管的控制電路圖如圖2-2所示。圖2-1PLC控制電路圖

圖2-2數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路圖

程序?qū)懭隤LC。編輯調(diào)試修改程序。監(jiān)視運(yùn)行情況。在監(jiān)視方式下，監(jiān)視控制程序的每個(gè)動(dòng)作是否正確。如不正確則返回步驟5，如果正確則做下一步。運(yùn)行程序。第三章總體方案的設(shè)計(jì)3.1技術(shù)要求通過此交通燈控制系統(tǒng)的控制，來實(shí)現(xiàn)以下現(xiàn)象：按下人行道兩邊的任意一按鈕，人行道上顯示器從25秒開始倒計(jì)時(shí)，同時(shí)機(jī)動(dòng)車道的顯示器也開始從22秒倒計(jì)時(shí)，此期間人行道紅綠燈為紅燈，車輛交通燈為綠燈。22秒后，機(jī)動(dòng)車輛交通燈由綠燈變?yōu)辄S燈，并且黃燈閃爍三秒（每秒閃爍一次），同時(shí)人行道紅綠燈還是為紅色。在機(jī)動(dòng)車道黃燈閃爍三秒后，機(jī)動(dòng)車道紅綠燈變?yōu)榧t色，人行道紅綠燈變?yōu)榫G色，等候的人們開始過街。這時(shí)，機(jī)動(dòng)車道的顯示器從22秒開始倒計(jì)時(shí)，人行道顯示器從25秒開始倒計(jì)時(shí)。22秒后，人行道交通燈由綠燈變?yōu)辄S燈，并且黃燈閃爍三秒（每秒閃爍一次），同時(shí)機(jī)動(dòng)車道交通燈還是紅色。三秒后人行道為紅燈，機(jī)動(dòng)車道為綠燈。直到有人再次按下按鈕為止,開始重復(fù)上面的步驟。此畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的最終目的是設(shè)計(jì)制作出一個(gè)用PLC控制的人行道過街燈模型,使其能像真實(shí)的交通信號(hào)燈一樣工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。3.2總體方案的確定實(shí)現(xiàn)過街燈的控制有多種方法，PLC、電器和微機(jī)都能實(shí)現(xiàn)交通燈的控制，但是他們的特性都沒有PLC優(yōu)良。下面是此三方案的比較：PLC最突出的優(yōu)點(diǎn)采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”，用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。實(shí)現(xiàn)成本低，范圍廣，高速率

PLC能夠提供高速的傳輸。便捷，穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱軟接線。PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，速度快，微秒級(jí)，嚴(yán)格同步，無抖動(dòng)。PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間方便，不受環(huán)境影響。繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的，是利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)極延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級(jí)，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象。繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時(shí)間困難。微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾能力較差，對(duì)工作要求較高，設(shè)計(jì)研制周期較長(zhǎng)，由于交通燈的工作環(huán)境比較惡劣，由于時(shí)間的限制設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)周期太長(zhǎng)。所以，不適合用微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交通燈的控制。鑒于以上三方案的比較，PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行速度快、特性優(yōu)良，因此本選擇PLC來控制。第四章硬件設(shè)計(jì)4.1譯碼器的選擇譯碼器的種類很多，但它們的工作原理和分析設(shè)計(jì)方法大同小異，其中二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器是三種最典型，使用十分廣泛的譯碼電路。譯碼器是典型的組合數(shù)字電路，譯碼器是將一種編碼轉(zhuǎn)換為另一種編碼的邏輯電路，學(xué)習(xí)譯碼器必須與各種編碼打交道。從廣義的角度看，譯碼器有四類：二進(jìn)制碼譯碼器，也稱最小項(xiàng)譯碼器，N中取一譯碼器，最小項(xiàng)譯碼器一般是將二進(jìn)制碼譯為十進(jìn)制碼；代碼轉(zhuǎn)換譯碼器，是從一種編碼轉(zhuǎn)換為另一種編碼；顯示譯碼器，一般是將一種編碼譯成十進(jìn)制碼或特定的編碼，并通過顯示器件將譯碼器的狀態(tài)顯示出來。編碼器，一般是將十進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的其它編碼，其實(shí)質(zhì)與代碼轉(zhuǎn)換譯碼器一樣，編碼是譯碼的反過程。下圖為譯碼器邏輯圖，請(qǐng)按圖進(jìn)行連線。其中A，B，C，D接撥號(hào)開關(guān)，a，b，c，d，e，f，g接數(shù)碼顯示接口，管腳映射均為I/O口，映射后，通過撥號(hào)開關(guān)改變輸入二進(jìn)制碼，則輸出數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的數(shù)值。圖4-1七段譯碼器邏輯圖我們選擇的譯碼器是74LS48型號(hào)的，其工作原理與上面說的是一樣的，它的真值表如表4-1所示：圖4-2BCD-七段譯碼器驅(qū)動(dòng)器74ls48引腳功能表—七段譯碼驅(qū)動(dòng)器功能表十進(jìn)數(shù)

或功能輸入BI/RBO輸出備注</TD<TR>LTRBIDCBAabcdefg0HH0000H111111011Hx0001H01100002Hx0010H11011013Hx0011H11110014Hx0100H01100115Hx0101H10110116Hx0110H00111117Hx0111H11100008Hx1000H11111119Hx1001H111001110Hx1010H000110111Hx1011H001100112Hx1100H010001113Hx1101H100101114Hx1110H000111115Hx1111H0000000BIxxxxxxL00000002RBIHL0000L00000003LTLxxxxxH11111114表4-174ls48引腳功能表—七段譯碼驅(qū)動(dòng)器功能表4.2數(shù)碼管的選擇我們選用的數(shù)碼管的型號(hào)是SM42052（圖4-3所示），因?yàn)槲覀円獙?shí)現(xiàn)的倒計(jì)時(shí)是一個(gè)兩位的數(shù)為了方便倒計(jì)時(shí)的實(shí)現(xiàn)和美觀，所以選用此型號(hào)。如圖2所示為它的控制原理電路圖。圖4-3SM42052數(shù)碼顯示器第五章軟件設(shè)計(jì)5.1譯碼電路的設(shè)計(jì)繼電器的常閉觸點(diǎn)繼電器的常閉觸點(diǎn)5V電源繼電器的常開觸點(diǎn)譯碼器圖4-4譯碼電路圖圖4-5譯碼驅(qū)動(dòng)電路實(shí)物圖圖4為此設(shè)計(jì)的譯碼電路圖，圖4-5為譯碼電路實(shí)物圖，通過PLC驅(qū)動(dòng)繼電器來控制繼電器的常開和常閉觸點(diǎn)，從而控制譯碼器管腳的電平的高低。5.2數(shù)碼管電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中用的數(shù)碼電路就是為了來實(shí)現(xiàn)過街燈中的倒計(jì)時(shí)。用譯碼器來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字的顯示。如圖2所示，給譯碼器加上5V的電源，它的其他功能端是由繼電器的常開觸點(diǎn)控制的，而繼電器的線圈是連接在PLC的輸出端的，只要線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合譯碼器開始工作。譯碼器的輸出端連接的是七段碼顯示器，顯示器所需要的電壓很小，所以要在譯碼器的輸出端加上電阻以達(dá)到分壓的作用。第六章調(diào)試為了使控制系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求，在連接好電路時(shí)要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試使其能夠正常工作，所以，調(diào)試一般可分為兩個(gè)步驟，初步調(diào)試（也可叫模擬調(diào)試）和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。6.1初步調(diào)試當(dāng)我們自己用發(fā)光二極管做好交通燈模型時(shí)，要檢測(cè)其能不能正常發(fā)光，如果不能正常發(fā)光，則其中有可能沒焊好，還有可能是因?yàn)槎O管壞了。由于我們是用十二個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)的，為了預(yù)防由于一個(gè)二極管損壞而要檢查所有的二極管的麻煩，我們?cè)诤附忧熬鸵獧z查所用的二極管是否正常。首先我們用現(xiàn)有的24V電源來檢查發(fā)光二極管是否正常，因?yàn)槎O管是串聯(lián)的并且每個(gè)二極管分壓2V，所以用24V電壓正好滿足。其次，為了實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，指導(dǎo)老師給我們選用的是SM42052編碼器，但是我們都不知道它的管腳圖，所以要我們自己來測(cè)試。我們只知道它是共陰極的，所以首先要測(cè)出來它的電源管腳，然后逐個(gè)測(cè)試其他管腳的作用，并且記錄下來。在測(cè)試的時(shí)候由于不知道它的額定電壓是多少，我們選用的5V電源還是高了，結(jié)果燒壞了好幾個(gè)數(shù)碼管，最后我們串聯(lián)了一個(gè)300歐姆的電阻才可以。接下來是譯碼器的調(diào)試，我們選用的是74LS48型號(hào)的譯碼器，是在數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱上來測(cè)試它的特性的，由于上次燒壞了兩個(gè)數(shù)碼管，我們吸取了教訓(xùn)，不敢再用好的數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)了，就用了上次燒壞的那兩個(gè)，我們?cè)诓檎屹Y料的時(shí)候找到了一張關(guān)于此譯碼器的連接電路圖，可是結(jié)果我們連接好電路的時(shí)候卻不能實(shí)現(xiàn)我們預(yù)期的目的，最后經(jīng)過我們的測(cè)試原來那張圖是錯(cuò)誤的，不是把1千歐的電阻并聯(lián)在譯碼器的輸出端，而是應(yīng)該串聯(lián)在它的輸出端。6.2現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等我們把所有的硬件都安裝上了以后，就可以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試了。首先要把PLC連入電腦再把編寫好的程序?qū)懭隤LC，經(jīng)過運(yùn)行出現(xiàn)了一些問題。當(dāng)?shù)接?jì)時(shí)該到19秒時(shí)，它不顯示19，而是顯示39，可是當(dāng)我們演示了幾遍之后，有時(shí)候顯示19，可是有的時(shí)卻又來回跳動(dòng)顯示。我們判定一定是控制車道數(shù)碼管顯示器十位出現(xiàn)了問題。我們判定有可能是接觸不良的原因。于是我們又重新焊了一遍控制車道十位上的譯碼器的管腳，結(jié)果還是不行，接著又檢查了一遍其他的連接線，故障還是有。因?yàn)樽g碼器是通過繼電器的再和數(shù)碼管連接的，所以我們又檢查了各個(gè)繼電器的線圈、常開合常閉觸點(diǎn)，最后發(fā)現(xiàn)有個(gè)繼電器的常閉觸點(diǎn)沒有接通，這個(gè)繼電器就是用來控制車道十位上數(shù)字變化的。換了一個(gè)新的以后就可以了。換過以后又演示了幾遍，新的問題又出現(xiàn)了，有的時(shí)候卻只出現(xiàn)奇數(shù)，經(jīng)過我們的觀察又有一個(gè)繼電器接觸不好，所以又換了一個(gè)才正常工作。我們的程序還有點(diǎn)問題，和老師的規(guī)定有一些不同，所以我們又把程序改了，直到符合要求為止。第七章總結(jié)這次的設(shè)計(jì)使我真正懂得了怎樣實(shí)現(xiàn)交通燈的自動(dòng)控制，通過將近一個(gè)月時(shí)間的設(shè)計(jì)到成品的制作成功，除了數(shù)碼管的選擇以外，我們所選用的制作材料都是比較符合實(shí)際要求的，其中PLC的選擇是很重要的，因?yàn)樗奶匦詢?yōu)良，能夠在惡劣的環(huán)境下正常工作，如溫度高、濕度大、金屬粉塵多，距離高壓設(shè)備近、有較強(qiáng)的高頻電磁干擾等，此外，PLC的無故障工作時(shí)間長(zhǎng)，最多可達(dá)幾十萬小時(shí)以上，這是選擇它的首要條件，它還有一個(gè)很重要的條件，就是使用控制簡(jiǎn)單，能夠被更多的人接受，這樣就實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品大眾化。實(shí)際的倒計(jì)時(shí)顯示器當(dāng)然不是用我們所使用的數(shù)碼管，實(shí)際的顯然也比我們用的大的多，為了更好的使人看到時(shí)間倒計(jì)時(shí)，燈光上也要有許多注意的地方。雖然我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)我們預(yù)期的效果，但是還有許多不足的地方，其中就是繼電器的選擇，繼電器是非常容易損壞的，且使用壽命短，另一個(gè)不足的是數(shù)碼管的管腳容易損壞。本課題使我們進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)掌握，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力。使我們對(duì)PLC控制系統(tǒng)有了一定的了解，親身體會(huì)了PLC交通燈控制系統(tǒng)的成品制作，并在實(shí)踐過程中學(xué)到了很多東西。近幾年來，隨著交通的擁擠，自助式人行道過街燈必將流行起來，為廣大人民群眾帶來了便利。隨著各種控制系統(tǒng)的發(fā)展，交通燈的控制將越來越容易實(shí)現(xiàn)，自助式人行道過街燈將向著智能化的趨勢(shì)發(fā)展。致謝本論文是在祝驊老師的悉心指導(dǎo)下完成的。祝老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在祝老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了祝老師大量的心血。在此，謹(jǐn)向祝老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！感謝王老師、佘老師、鄧?yán)蠋煛⒔鹄蠋煹葘?duì)我的教育培養(yǎng)。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院顏院長(zhǎng)、自動(dòng)化系鄧主任、張書記、王老師、祝老師等老師為我提供了良好的設(shè)計(jì)條件，謹(jǐn)向各位同仁表示誠(chéng)摯的敬意和謝忱。在三年的學(xué)習(xí)期間，感謝我的同學(xué)程增橋、楊敏、王增進(jìn)、趙恒林、張松偉、苗爭(zhēng)艷、黃貴銀等對(duì)我生活和學(xué)習(xí)的幫助。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的畢業(yè)論文的，愿同窗之間的友誼永遠(yuǎn)長(zhǎng)存。感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家來到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。只是今后大家就難得再聚，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重。但愿來自江西的曾國(guó)明工作順利，平平安安，跟我一樣留在常州的張?jiān)鲈?，葉浩都前程似錦，快快樂樂，也愿離開我們寢室的時(shí)候開開心心。我們?cè)谝黄鸬娜兆樱視?huì)記永遠(yuǎn)記得。參考文獻(xiàn)1、《城市交通的智能控制系統(tǒng)綜述》陳建平，房海蓉，胡準(zhǔn)慶編著,雜志：北京汽車,BeijingAutomotiveEngineering，2001年04期2、《利用PLC實(shí)現(xiàn)