PLC的模拟交通灯控制系统设计 .docx
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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者: PanHongliang仅供个人学习河南工程学院毕业设计(论文)基于 PLC的模拟交通灯掌握系统设计同学姓名可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算机掌握技术系(部)电气信息工程系专 业指导老师10 年 5 月 24 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结摘要本次模拟交通灯掌握系统设计,通过对现代城市交通掌握与治理问题的现状的分析,结合交通的实际情形阐述了交通灯掌握系统的工作原理,给出了一种简洁的城市交通灯掌握系统的 PLC 设计方案。选用 FX2N,PLC进行本次设计 , 在设计中依据交通拥挤
2、情形的不同,将交通信号分为正常时段、高峰时段、夜间三个不同工作方式进行设计。本文使用 SFC编制掌握程序,在正常时段红灯亮30 秒,绿灯亮 20 秒闪耀 5 秒,黄灯亮 5 秒。在高峰时段红灯亮30 秒,绿灯亮 25 秒闪耀 3 秒,黄灯亮2 秒。夜间只黄灯亮,黄灯闪耀按亮0.4 秒,暗 0.6秒的规律反复循环。另外设置一个急停按钮,以便应急使用。关键字 :交通灯交通掌握 PLC SFC设计方案AbstractThe simulating traffic control systemdesign, through to the modern urban traffic control and
3、management of the analysis of the current problems, combined with the actual situation of traffic lights, expoundsthe working principle of control system, this paper presents a simple urban traffic control system design scheme of PLC. Choose FX2N PLC for the design, in the design, according to the d
4、ifferent traffic conditions,the traffic signal into normal time, at its peak in the night, three different way of working on the design. This paper used the SFC compiledin normal time control procedures, 30 seconds, the red light flashinglights 20 seconds for 5 seconds, yellow light 5 seconds, In ru
5、sh 30 seconds, the red light flashing lights for 25 seconds 3 seconds, yellowlight 2 seconds, Night light yellow, yellow light only flashing light,dark by 0.4 seconds 0.6 seconds rule over cycle.Another set a stop button to emergency use.Key words:traffic control PLC SFC design可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳
6、总结目录前言 1第一章绪论 2第一节 PLC的概述 2其次节交通灯进展简介 4第三节十字路口交通灯设计要求4其次章 交通灯掌握系统设计 5第一节 PLC机型的挑选 5其次节十字路口交通等模拟图6第三节 I/O接线图 6第四节各个时段的掌握过程的设计6第五节 SFC 掌握程序设计 8第三章 设计总结 9第一节程序调试 9其次节难点分析 10第三节收成和体会 10参考文献 10附录 指令表程序 17致谢 23可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结前言可编程序掌握器( PLC)是以运算机技术为核心的通用自动掌握装置,在日常生活中得到了广泛的应用。PLC 是一种数字式运算操作的电子系统,专为
7、工业环境下应用而设计。它采纳可编程序的储备器,用来在其内部存贮执行规律运算、次序掌握、定时、计数和算术等操作指令,并通过数字式、模拟式的输入输出,掌握各种类型的机械或生产过程。PLC 具有牢靠性高,抗干扰才能强等优点, PLC 的平均无故障运行时间(又称平均故障间隔时间 MTBF )已经高达几十万小时。其次, PLC 具有通用性强,使用便利的特点。由于 PLC 产品的系列化和模块化, PLC 配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,可以组成能满意各种掌握要求的掌握系统,用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件方面的设计工作只是确定PLC 的硬件配置和 I/O 的外部接线。一个掌握对象的硬件
8、配置确定以后,可以通过修改用户程序,便利快速的适应工艺条件的变化。PLC 仍具有功能强,适应面广的特点,现代PLC 不仅具有规律运算、计时、计数、顺控等功能,仍具有数值运算和数据处理等功能。因此,它既可对开关量进行掌握,也可以对模拟量进行掌握,既可掌握一台生产机械、一条生产线,也可掌握一个生产过程。 PLC 仍具有通信联网的功能,可与上位运算机构成分布式掌握系统。用户只需依据掌握的规模和要求,适当挑选PLC 的型号和硬件配置,就可以组成所需的掌握系统。随着交通的不断进展和汽车化进程的加快,交通拥挤加剧,交通事故频发,交通环境恶化,已经成为引人注目的城市问题之一。众所周知,缓解交通拥挤的最直接和
9、最有效方法是增加道路网。但无论哪个国家的大城市,不行能无限制的修建道路,不论是资金因素仍是土的因素,都限制了道路的无节制增长。因此,不行能通过无限制的修建道路来满意日益增长的交通需求。与此同时,通过限制车辆增加削减交通需求也因受到客观因素的制约而无法取得中意的结果。事实上,由于交通系统是一个相当复杂的大系统,无论单独从车辆方面考虑仍是从道路方面考虑,都很难从根本上解决道路拥挤的问题。道路交通系统是一个的区、一个城市的主要组成部份,这个系统的运行状况如可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结何 , 直 接 反 映 了 一 个 的 区 、 一 个 城 市 的 现 代 化 管 理 水 平 。
10、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一章绪论第一节 PLC的概述可编程掌握器( PLC)是以微处理器为核心,将运算机技术、自动掌握技术、通讯技术融为一体的一种特的为适应恶劣的工业环境下而设计的工业掌握装置,涉及到很多自动掌握、电器方面的学问。经过 30 多年的进展,在工业生产中获得极其广泛的应用。目前,可编程掌握器成为工业自动化领域中最重要、应用最多的掌握装置,居工业生产自动化三大支柱(可编程掌握器、机器人、运算机帮助设计与制造)的首位。其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。早期工业生产中广泛使用的电器自动掌握系统是继电器- 接触器掌握系统,简称继电器掌握系
11、统,随着 20 世纪工业生产的快速进展,市场竞争越来越猛烈,工业产品更新换代的周期日趋缩短,新产品不断涌现,传统的继电器掌握系统难以满意现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产掌握要求,为了转变这一现状,美国通用汽车公司在 1969 年公开招标,要求用新的掌握装置取代继电器掌握装置,并提出了十项招标指标,即:1、编程便利,现场可修改程序。2、修理便利,采纳模块化结构。3、牢靠性高于继电器掌握装置。4、体积小于继电器掌握装置。5、数据可直接送入治理运算机。6、成本可与继电器掌握装置竞争。7、输入可以是沟通 115V。8、输出为沟通 115V,2A 以上,能直接驱动电磁阀,接触器等。9
12、、在扩展时,原系统只要很小变更。10、用户程序储备器容量至少能扩展到4KB。这就是闻名的 GM10条。1969 年,美国数字设备公司( DEC)研制出第一台PLC,在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功。这种新型的工业掌握装置以其简洁易懂,操作便利,可行性高,通用敏捷,体积小,使用寿命长等一系列优点,很快的在美国其他工业可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结领域推广应用。到 1971 年,已经成功的应用于食品,饮料,冶金,造纸等工业。这一新型工业掌握装置的显现,也受到了世界其他国家的高度重视。1971 日本从美国引进了这项新技术,很快研制出了日本第一台PLC。1973 年,西欧国
13、家也研制出它们的第一台 PLC。我国从 1974 年开头研制,于 1977 年开头工业应用。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 以肯定的扫描速度重复执行上述三个阶段。一输入采样阶段在输入采样阶段, PLC 以扫描方式依次的读入全部输入状态和数据,并将它们存入 I/O 映象区中的相应的单元内。输入采样终止后,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转变。因此,假如输入是脉冲信号,就该脉冲
14、信号的宽度必需大于一个扫描周期,才能保证在任何情形下,该输入均能被读入。二 用户程序执行阶段在用户程序执行阶段, PLC 总是按由上而下的次序依次的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掌握线路,并按先左后右、先上后下的次序对由触点构成的掌握线路进行规律运算,然后依据规律运算的结果,刷新该规律线圈在系统RAM 储备区中对应位的状态。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。在用户程序执行过程中,只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统
15、RAM 储备区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的用到这些线圈或数据的梯形图起作用。相反,排在下面的梯形图,其被刷新的规律线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。三 输出刷新阶段当扫描用户程序终止后, PLC 就进入输出刷新阶段。在此期间, CPU 依据 I/O映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设,这时才是 PLC 的真正输出。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其次节 交通灯进展简介随着各种交通工具的进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 1
16、918 年产生。它是三色圆形四周投影器,被安装在纽约市五号街的一座高塔上,由于它的产生,使城市交通大为改善。黄色信号灯的创造者是我国的胡汝鼎,他怀着“科学救国”的理想到美国深造,在大创造家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天,他站在繁华的十字路口等待绿灯信号,当他看到红灯而刚要过去时,一辆转弯的汽车呼的一声擦身而过,吓了他一身冷汗。回到宿舍,他反复琢磨,最终想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯,提示人们留意危急。他的建议立刻得到有关方面的确定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族,遍及全世界陆、海、空交通领域了。中国最早的大路红绿灯,是于 1928 年显现在上海的英租界
17、。从最早的手牵皮带到 20 世纪 50 岁月的电气掌握,从采纳运算机掌握到现代化的电子定时监控,交通信号灯在科学化、自动化上不断的更新、进展和完善。最早的交通灯显现于一八六八年英国伦敦。那时的交通灯只有红、绿两色,经改良后,再增加一盏黄色的灯,红灯表示停止,黄灯表示预备,绿灯就表示通行。其实, 用这三色来作交通讯号和人的视觉机能结构和心理反应有关。我们的视网膜含有杆状和三种锥状感光细胞,。杆状细胞对黄色的光特殊敏锐,三种锥状细胞就分别对红光、绿光及蓝光最敏锐。由于这种视觉结构,人最简洁辨论红色与绿 色。虽然黄色与蓝色也简洁辨论,但由于眼球,对蓝光敏锐的感光细胞较少,所以辨论颜色,仍是以红、绿色
18、为佳。所以,交通灯用什么颜色也是有高校问的颜色也有活动 activity的含意,要表达热或猛烈的话,最强是红色,其次是黄色。绿色就有较冷及安静的含意。因此,人们常以红色代表危急,黄色代表警觉,绿色代表安全。而且,由于红光的穿透力最强,其他颜色的光很简洁被散射, 在雾天里就不简洁观察,而红光最不简洁被散射,即使空气能见度比较低,也简洁被观察,不会发生事故。所以我们用红色表示禁止。第三节 十字路口交通灯设计要求交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道
19、路与铁路平面交叉道口可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口,通过对车辆、行人发出行进或停止的指令使各同时到达的人、车交通流,尽可能的削减相互干扰,从而提高路口的通行才能,保证路口的畅通和安全。一 掌握要求:系统工作受开关掌握,起动开关ON 就系统工作。起动开关 OFF 就系统停止工作。掌握对象有 6 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。二 掌握规律:交通灯信号的掌握规律如表 1-1 所示:表 1-1 交通灯信号的掌握规律交通灯信号高峰时段正常时段晚上时段红灯亮 30s亮 30s
20、绿灯黄灯亮 25s 闪耀亮 2s3s亮 20s 闪耀亮 5s5s黄灯闪亮按亮 0.4s , 暗 0.6s的规律反复循环。其次章 交通灯掌握系统设计第一节 PLC机型的挑选随着 PLC技术的进展, 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掌握系统的技术经济指标有着重要意义。通过 I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数,并以这些现场数据作为掌握信息对被控对象进行掌握。同时通过I/O接口模块将掌握器的处理结果送给被控设备或工业生产过程,从而驱动各种执行机构来实现掌握
21、。PLC 从现场收集的信息及输出给外部设备的掌握信号都需经过肯定距离,为了确保这些信息的正确无误, PLC 的 I/O 接口模块都具有较好的抗干扰才能。依据实际需要,一般情形下, PLC 都有很多 I/O 接口模块,包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其它一些特殊模块,使用时应依据它们的特点进行选择。本设计选用 FX2N-48M可变程序掌握器。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其次节 十字路口交通等模拟图十字路口交通灯模拟图如图 2-1 所示当南北方向红灯( 1、7)亮的时候,东西方向绿灯( 6, 12)先亮再闪耀最终绿灯灭黄灯( 5、11)亮。
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