2022年PLC的交通信号灯的设计.docx
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1、封面作者: PanHongliang仅供个人学习目录1 引言12 交通灯掌握要求22.1十字路口交通灯掌握要求22.2工作时序23 PLC 掌握交通灯的设计33.1 系统硬件设计33.2 系统软件设计64 设计说明及扩展174.1有关时间显示174.2加入左转弯黄灯、红灯等的说明194.3交通灯的智能掌握194.4程序调试及模拟22结论 23致谢 24参考文献 251引言交通灯的显现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行才能,削减交通事故有明显成效;为了实现交通道路的治理,力求交通治理先进性、科学化,试用可编程掌握器实现交通灯管制,以便使该系统简洁、经济,能够有效地疏导交通,提高
2、交通路口的通行才能;本设计给出了一种简洁有用的城市交通灯掌握系统的PLC 设计方案; PLC在工业自动化中的位置极为重要,广泛的应用于各个行业;随着科技的进展, PLC的功能日益完善,加上小型化、价格低、牢靠性高,在现代工业中的作用更加突出;可编程掌握器(简称 PLC)是以微处理器为基础,综合了运算机技术、自动掌握技术和通讯技术进展而来的一种新型工业掌握装置;它具有结构简洁、编程便利、牢靠性 高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动掌握中;据统计,可编程掌握器是工业自 动扮装置中应用最多的一种设备;专家认为,可编程掌握器将成为今后工业掌握的主要 手段和重要的基础设备之一, PLC、机器人、 C
3、ADCAM将成为工业生产的三大支柱;PLC是在继电器掌握规律基础上,与3C 技术 Computer 、Control 、Communication相结合,不断进展完善的;目前已从小规模单机次序掌握,进展到包括过程掌握、位置掌握等场合的全部掌握领域;PLC具有以下特点:1 牢靠性高,抗干扰才能强;2 通用性高,使用便利;3 程序设计简洁,易学,易懂;4 采纳先进的模块化结构,系统组合敏捷便利;5 系统设计周期短;6 安装简便,调试便利,保护工作量小;7对生产工艺转变适应性强,可进行柔性生产;实现路口交通灯系统的掌握方法许多,可以用标准规律器件、可编程序掌握器 PLC、单片机等方案来实现;其中用标
4、准规律器件来实现电路在很大程度上要受到规律器件如门电路等的影响,调试工作极为不易;现在交通信号灯掌握一般采纳单片机掌握, 单片机能完成交通灯一般的掌握过程,其功能比传统继电器掌握电路要强大的多,但可靠性不够高,掌握功能仍不够完善; PLC是专为工业自动化掌握设计的,在面对对象掌握这一块,其掌握功能的强大是无法比拟的,通过多种多样的扩展模块,可以做到外部接线简化、内部工作的高牢靠性,另外PLC 易学易懂,虽然价格比单个CPU贵,但性价比高;也可以说PLC 是一个技术成熟、工作牢靠的单片机应用系统;由于稳固性高,抗干扰才能强,它在工业掌握方面得到了广泛的应用;有鉴于此,我挑选了用可编程掌握器PLC
5、来实现系统功能的设计;在 PLC的应用中,大部分是规律掌握;这是早期PLC最基本的功能;随着 PLC技术的不断进展, PLC的功能变得越来越强大,现在的PLC,除传统的规律掌握外,仍具有数据的运算、传送等通讯功能;同样,在PLC 的编程应用中,大部分是规律掌握的实例, 使用数据传送功能编程的例子比较少;交通灯的掌握,是PLC 应用中比较典型的例子, 假如只是掌握东西向 , 南北向红灯、黄灯、绿灯的变化,就该程序只是一个简洁的规律控制程序;而时下比较流行的交通灯掌握是既有灯的变化,也有时间的显示;这种显示让通过十字路口的司机、行人特别清晰灯变化的时间,从而规范自己的行为;2. 交通灯掌握要求2.
6、1 十字路口交通灯掌握要求(1) 南北向(列)和东西向(行)主干道均设有直行绿灯25S,直行绿灯闪亮5S,左行绿灯 5S,左转绿闪 5S,黄灯 5S 和红灯 55S;当东西主干道红灯点亮时,应依次点亮南北主干道左转绿灯 此时南北红灯亮 ,左转绿灯闪亮 , 直行绿灯 此时南北红灯灭 ,直行绿灯闪和黄灯 , 接着东西方向左转绿灯 此时南北红灯亮 ,左转绿灯闪亮,东西主干道绿灯点亮,绿灯闪亮和黄灯点亮;(2) 半夜只亮黄灯(0.5S 亮, 0.5S 暗);(3) 要求能有时间显示;2.2 工作时序东西南北表 2.1交通灯工作时序信号红灯绿灯绿灯闪黄灯时间55s25s5s5s信左转左 转 弯号弯灯灯闪
7、时间5s5s信左转左 转 弯号时间弯灯5s灯闪5s信号红灯绿灯绿灯闪黄灯红灯时间10s25s5S5S45s3 PLC 掌握交通灯的设计3.1 系统硬件设计本系统采纳三菱 FX2N-64MR PLC作为掌握器;有 32 个输入点, 32 个输出点,继电器输出;有启动按钮,停止按钮,半夜开关各一个;东西南北红灯、绿灯、黄灯、左转弯灯各一盏,共计 16 盏;各有数码管两个,共计八个;3.1.1 I/O点数确定(1) 输入点数确定两个按钮需两个输入点,一个转换开关需两个输入点,共计4 个输入点;其他输入点先预留,以便实现扩展功能;(2) 输出点数确定因东、西方向及南、北方向交通灯可并联,所以16 盏灯
8、共用 8 个输出点;东、西、南、北方向数码管可并联, 8 个数码管共用 14 个输出点(如东西与南北各自显示不同的时间,需再加 14 个输出点);一共需 22 个输出点;3.1.2 PLC的挑选因需 4 个输入点, 22 个输出点,再考虑实际应用时应有10%的余量,所以综合多种因素挑选三菱 FX2N-64MR PL;C3.1.3 PLC I/O安排表 3.1 I/O地址安排编程元件地址作用X0启动按钮输入继电器输出继电器X1停止按钮X2/X3挑选白天 / 夜晚工作Y0南北左转弯灯Y1南北绿灯Y2南北黄灯Y3南北红灯Y4东西左转绿灯Y5东西绿灯Y6东西黄灯Y7东西红灯3.1.4 其他编程元件地址
9、安排表 3.2其他编程元件地址安排M0M1白天工作程序循环启动M2夜晚工作M10储备 D0、K0 比较结果M11储备 D0、K0 比较结果M12储备 D0、K0 比较结果M20M30储备计时触发储备计时触发M40储备计时触发M50储备计时触发M60储备计时触发T05S南北左转灯亮时间T10.5s南北左转灯闪耀T20.5s南北左转灯闪耀T325S南北绿灯亮时间T40.5S南北绿灯闪耀T50.5S南北绿灯闪耀T65S东西左转灯亮时间T70.5S东西左转灯闪耀T80.5S东西左转灯闪耀T925S东西绿灯亮时间T100.5S东西绿灯闪耀T110.5S东西绿灯闪耀T120.5S夜晚黄灯闪耀T130.5S
10、夜晚黄灯闪耀T150.1S同步时间调整T201S1S 脉冲T3045S计时 45SC05南北左转灯闪耀次数C25南北绿灯闪耀次数C45东西左转弯灯闪耀次数C65东西绿灯闪耀次数编程元件地址PV 值作用帮助继电器定时器计数器C10 C20C30521时间显示个位变化次数程序运行 1 个周期程序运行半个周期3.1.5 PLC外部接线图图 3-1 PLC外部接线图3.2 系统软件设计3.2.1 系统流程图:启动开关白天工作挑选夜晚工作挑选南北红灯亮南北左转灯亮东西红灯亮5s10s南北左转灯闪5s东西黄灯闪南北黄灯闪南北绿灯亮25s55s南北绿灯闪5s南北黄灯亮5s5s南北红灯亮东西左转灯亮45s5s
11、东西左转灯闪5s东西绿灯亮25s东西绿灯闪5s东西黄灯亮5s终止图 3-2系统流程图3.2.2 时序图:时序图说明 :图 3-3工作时序图表 3.3时序图符号说明R-EW东西红灯G-SN 南北绿灯R-SN 南北红灯G-EW东西绿灯L-SN 南北左转弯灯Y-SN 南北黄灯L-EW 东西左转弯灯Y-EW 东西黄灯3.2.3 梯形图:X0X1X2M0M0M0C20M1X0X1X3M2M2M1T0Y0T1M1T0K50T0T2C0T1T1K5T2K5T2C0K5C0T3Y1T4C0T3K250T3T5C2T4K5T4T5K5T5C2K5C2C30Y2M2T12M1C0Y3C30C30T6Y4T7C30
12、T6K50T6T8C4T7K5T7T8K5T8C4K5C4T9Y5T10C4T9K250T9T11C6T10K5T10T11K5T11C6K5C6Y6M2T12M2T13T12K5T12T13K5C4M1Y7M1RSTC0RSTC2RSTC4RSTC6RSTC20RSTC30M1C10T15K1M0FNC12MOVK4D0C10T20M2T20K10M0C10FNC73D0K2Y10 SEGDPFNC25D0 DECPM0X1 C10M12C10M12FNC10D0K0M10 CMPFNC12K9D0 MOVPRSTC10C10K5C10C20K2C10C30K1X0T15M60M0T30FN
13、C12K4D1 MOVT30K450FNC224K50T30 LD=M20PLFM20FNC12K3D1 MOVFNC224K150T30 LD=M30PLFM30FNC12K2D1 MOVFNC224K250T30 LD=M40PLFM40FNC12K1D1 MOVFNC224LD=K350T30PLFM50M50FNC12MOVK0D1M0FNC73SEGDD1K2Y10FNC224LD=K450T30PLFM60X1RSTM12FNC40ZRSTD0D1FNC40ZRSTY0Y27END图 3-4程序梯形图说明:开关 X0、白天挑选开关按下以后,程序开头循环启动;南北红灯点亮,南北左转绿
14、灯点亮,计时器 T0 启动,当计时 5S 时间到, T0 常开触点闭合、 T0 常闭触点断开, 南北左转弯绿灯灭;计时器 T1 开头工作, 0.5S 后 T1 常开触点闭合; T2 启动; 0.5S 后T2 常开触点闭合;计数器 C0 计数 1;如此循环 5 次,通过 T1 常开触点使南北左转弯灯按 0.5S 闪耀 5 次;计数器 C0 到达 5 次后,常开触点闭合,南北绿灯点亮,南北红灯 灭;定时器 T3 开头工作,依据上面同样的方法使南北绿灯闪耀5 次;当计数器 C2到达5 次,南北绿灯灭,南北黄灯亮;当半周期时,计数器C30 的常开触点闭合,南北黄灯灭,南北红灯亮,东西左转弯绿灯灯亮;接
15、下去的东西灯情形与南北灯类似,不再赘述;3.2.4 指令表:表 3.4指令语句表0 LD X000108OUT C6 K51 OR M0111LD C62 ANI X001112LD M23 AND X002113AND T124 OUT M0114ORB5 LD X000115OUT Y0066 OR M2116LDI C47 ANI X001117AND M18 AND X003118OUT Y0079 OUT M2119LDI M110LD M0120RST C011ANI C20122RST C212OUT M1124RST C413LD M1126RST C614ANI T0128R
16、ST C2015OR T1130RST C3016OUT Y000132LDI T1317LD M1133OUT T12 K518OUT T0 K50136LD T1221LD T0137OUT T13 K522ANI T2140LD M123ANI C0141ANI C1024OUT T1 K5142OUT T15 K127LD T1145LDI M028OUT T2 K5146OR C1031LD T2147MOV K4 D032OUT C0 K5152LD M035LD C0153ANI T2036ANI T3154OUT T20 K1037OR T4157LD M038OUT Y001
17、158ANI T2039LD C0159SEGDP D0 K2Y01040OUT T3 K250164DECP D043LD T3167LD M044ANI T5168ANI C1045ANI C2169CMP D0 K0 M1046OUT T4 K5176AND M1249LD T4177MOVP K9 D050OUT T5 K5182LD X00153LD T5183OR C1054OUT C2 K5184RST C1057LD C2186LD M1258ANI C30187OUT C10 K559LD M2190LD C1060AND T2191OUT C20 K261ORB194OUT
18、 C30 K162OUT Y002197LD X00063LD C30198ANI T1564ORI C0199OR M6065AND M1200MOV K4 D166OUT Y003205LD M067LD C30206ANI T3068ANI T6207OUT T30 K45069OR T7210LD= K50 T3070OUT Y004215PLF M2071LD C30217LD M2072OUT T6 K50218MOV K3 D175LD T6223LD= K150 T3076ANI T8228PLF M3077ANI C4230LD M3078OUT T7 K5231MOV K2
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