交通灯PLC课程设计(共10页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上中文摘要现代城市交通日益拥挤,而平面交叉路口则是造成交通堵塞的主要“瓶颈”。为保证交通安全,防止交通堵塞,交通信号灯在大多数城市得到了广泛的应用。解决好交通信号灯控制问题将是保障交通有序、安全、快速运行的重要环节。而传统的交通信号灯一般采用电子线路和继电器进行控制,结构复杂,可靠性低。利用PLC实现的自动控制系统 ,具有程序直观、可读性好、易于修改参数等优点。文中根据十字路口交通灯的控制要求，从实用的角度出发 ,介绍交通信号灯自动控制方面的应用设计。在交通灯控制需求分析的基础上进行了系统设计和软件实现，给出了系统的硬件接线和 PLC软件流程图。实践证明 ,该系统具有运

2、行可靠 ,维护工作量小等特点 ,真正实现了自动化、科学化运行 ,具有一定的参考和推广价值。关键词：可编程控制器；交通信号；控制；梯形图1选题意义可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代化科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。它采用可编程序的存储器,其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都是按易于与工业控制系统形成一体、易于扩充

3、其功能的原则设计的。PLC 自产生至今只有30 多年的历史,却得到了迅速发展和广泛应用,成为当代工业自动化的主要支柱之一。 PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软件PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有Soft

4、PLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。 随着PLC 性能价格比的不断提高,一些过去使用专用计算机的场合,也转向使用PLC，PLC 的应用范围在不断扩大。在未来的工业生产中,PLC 技术和机器人以及CAD/ CAM技术将并列成为实现工

5、业生产自动化的三大支柱。鉴于PLC 这种新型工业控制装置在工业应用中的重要性和广泛性,为适应工业生产自动化发展的需求，毕业设计中PLC控制系统设计的选题有着重要的意义。 交通信号灯是随着交通运输行业的发展。交通信号灯成为了不可缺少，不可代替的交通指挥工具。实际应用时, 指示等信号要求的PLC 机I/O (输入/输出) 点较多, 而其可靠性对交通信号灯运行影响不大, 因此可仍保留这部分电路, 即局部替代。但全部PLC化能充分发挥PLC 系统的优势, 其主要表现在：(1) 故障率低。继电器机械触点易氧化, 动作寿命有限; 而PLC 系统本身几乎无故障, 外围电路仅配少量安全必须的继电器和必要的接触

6、器。(2) 系统简单: 继电器系统, 层站越高采用的继电器越多, 而PLC系统加上扩展单元, 无论层站多少, 仅用一个中型控制柜即可。(3) 功能性强。复杂电路继电器逻辑不易实现, 用PLC 机可设计更多的功能。PLC 机还具备停电记忆功能, 可保护断电前的状态。 采用PLC可实现交通信号灯常规控制和实现交通信号灯的精确位移控制。PLC可靠性高，程序设计方便灵活随着科学技术的发展及人们对交通信号灯要求的日益提高，在用交通信号灯的改造正朝着实用化、舒适化、美观化等方向发展。经改造后的交通信号灯，由于采用了PLC、变频器等先进元器件及智能控制技术，使原交通信号更好的为大众服务。 2设计任务主要任务

7、是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深“PLC原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握PLC应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对PLC软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。3工艺分析整个交通信号灯电路分主控制电路，计时电路，译码电路及“秒”脉冲信号发生器，将以上各部分电路组合即成总电路。对他们进行理论分析及计算，以达到所需功能。4系统功能1现场实现功能（1）判断主车道上停车线内停滞车辆量数。（2）把此车辆数(车流量)作为反馈反馈给进行判断。（3）根据反馈的判断结果对相应车道上的信号灯的持续时间做自主模糊调节。（4）现场手

8、动调节要调节的信号灯的持续时间（二状态）。（5）全局调整整个交通的所有信号灯的持续时间（一状态）。（6）闯红灯警告。5工作过程6 硬件设计61 PLC选型选用Step7-200型号的小型PLC即可： 根据控制要求知道，该系统需要2个输入点个8个输出点。两个输入点为设置行人过路按钮，5个输出点为两个方向主车道的红绿黄灯，及人行横道的红绿灯。CPU224，14个输入，10个输出。因此，Step7-200型号的小型PLC即可满足要求。图6-1 CPU224外形图输入电路采用了双向光电耦合器，24V DC极性可任意选择， 1M、2M为输入端子的公共端。1L、2L为输出公共端。CPU224另有24V、2

9、80mA电源供PLC输入点使用62 I/O地址分配 输入设备 输入点 输出设备 输出点公路绿灯HL1Q0.0行人过路按钮SB1I0.0公路黄灯HL2 Q0.1 公路红灯HL3 Q0.2行人过路按钮SB2 I0.1 人行道绿灯HL4 Q0.3 人行道黄灯HL5 Q0.463 硬件接线图1MI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.72MI1.0I1.1I1.3I1.4I1.5ML+ 1LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.32LQ0.40.50.63L0.71.01.1NL1SB1SB2220VHL1HL2HL3HL4HL5图6-3 PLC控制接线图端口I0.0为接入行人过路按钮S

10、B1信号，端口I0.0为接入行人过路按钮SB2信号，端口Q0.0接公路绿灯，端口Q0.1接公路黄灯，端口Q0.2接公路红灯，端口Q0.3接人行道红灯，端口Q0.4接人行道绿灯7软件设计71时序图设计公路交通灯 绿灯 黄灯 红灯人行道交通灯 红灯 绿灯 绿灯闪 红灯15s10s5ss 10s4.5s 5s启动在此区间按下按钮无效公路绿灯公路黄灯公路红灯人行道红灯人行道绿灯 图7-1交通灯时序图7.2梯形图设计8结论1. 通过此次设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也 逐步了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了

11、质的飞跃。这次设计既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力。其次，设计的指导是老师检验其教学效果，改进教学方法，提高教学质量的绝好机会。设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

12、 总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。9参考文献常斗南主编 可编程控制器 机械工业出版社朱善君主编 可编程控制系统 清华大学出版社专心-专注-专业