交通灯模拟控制plc实验报告(完整文档).docx
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1、交通灯模拟控制plc实验报告(完整文档)交通灯的模拟控制plc实验报告5篇第一篇:交通灯的模拟控制plc实验报告一摘要在城镇街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口、丁字路口和环形路口的红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现交通管理的自动化。如今,中国城市化迅速发展,机动车数量迅速增加,也对道路交通压力逐渐增大。像以前简单的一组交通灯已经很难有效的管理更为复
2、杂的交通情况,交通灯向更智能,功能更全面的方向发展。这次课程设计合理的相位,分别有二相位,三相位,四相位,八相位的交通灯。以KEIL为编程工具,PROTEUS为仿真工具分别实现。二课程设计内容与要求(1)二相位交通灯,三相位交通灯,四相位交通灯,八相位交通灯。(2)进行总体设计,画出原理图。(3)用Keil编写并调试程序。(4)用Proteus软件进行仿真。三系统设计(硬件,软件)简要:本次课程设计中,模拟交通灯控制器,使用的是单片机AT89C51,来控制LED和数码管,红绿黄灯交替,真实模拟交通灯功能,在Proteus中实现。用Keil程序编程。二相位交通灯二相位交通灯相位图如下:第一相位第
3、二相位由相位图设计电路图和单片机图如下:二相位交通灯设计,也是最基本的交通灯设计。它在四个路口处各设红绿灯。如图第二相位中所示:东西走向的路口,红灯变量值为0,表示亮灯,表示此方向禁行,同时绿灯为1,表示灭灯;南北走向的路口,红灯变量为1,绿灯为0,表示此方向通行。二相位电路设计图与单片机图三相位交通灯三相位交通灯相位图如下:第一相位第二相位第三相位由相位图设计的电路图和单片机图如下:东西南北方向均在原基础的直行灯上添加了表示左转禁行或通行的红灯和绿灯。如相位图第一相位显示:在南北方向上,红灯和左转红灯变量值为0,表示亮灯,而其他绿灯为1,表示灭灯;在东西方向,直行绿灯和左转红灯变量值为0,表
4、示此方向车辆尽可以直行,不可左转。其他相位的信号灯具体见代码。三相位交通灯设计电路和单片机部分四相位交通灯四相位交通灯相位图如下:(单向左转)第一相位第二相位第三相位第四相位由相位图设计的电路图和单片机图如下:四相位电路图在东西南北方向各加了一组红绿灯来管理单向左转,来禁行或者通行。如相位图的第一相位显示:东西方向两个红灯变量值为0,表示亮灯,两个绿灯为1,表示灭灯,为东西向禁止通行包括左转;南北方向上,北方向上两红灯为0,两绿灯为1,同样禁行,南方向上两红灯变量值为1,两绿灯为0,表示通行,包括左转。其他相位见代码。四相位的电路设计图和单片机图八相位交通灯八相位交通灯相位图如下:第一相位第二
5、相位第三相位第四相位第五相位第六相位第七相位第八相位由相位图设计的电路图和单片机图如下:在八相位中,东南西北方向各加了一组红绿灯来管理左转方向,并且各路红绿灯都独立控制,独立显示。如图第二相位中:南北方向禁行,即各红灯变量值为0,表示亮灯,绿灯为1,表示灭灯;而在东西方向,向东方向禁行,向西方向通行,即向东方向各红灯为0,亮灯,向西方向各绿灯为0,亮灯。其他相位见代码。八相位电路设计图与单片机图运行结果首先,在Proteus中,通过对各不同相位图的理解,修改设计电路图。在Keil中,根据电路设计,定义各信号灯,通过代码的反复调试,正确后,生成.hex文件,在Proteus中,进行调用,实现功能
6、。通过实验检验,所有结果均正确,功能都实现。任务分工我们小组三人中,我主要负责四相位的电路设计以及编程工作。体会感想通过这次交通信号灯的课程设计,对于交通管理与控制的理念和技术思想有了进一步的理解,对于交通信号灯的控制原理有了全新的掌握,同时在过程中,锻炼了我的动手能力、分析能力、写作能力和团队协作精神,是学会了使用proteus和keil这两款软件。同时在实验中,我们在添加新功能的点子中,发现了很多设计过程中的难题,特别是在左转灯中,我们形象的通过旋转二极管方向来表示对应方向的左转示意。但发现二极管线路不通,进行了多次尝试后,我们采取线路直接连接单片机的方法解决了,不过在老师的验收中,老师提
7、出了更完善的解决方案,让问题得到了更好地解决,受益匪浅。附录实验代码见电子版文件第二篇:交通灯的模拟控制plc实验报告99%的电气人都学过PLC如何控制交通灯十字路口车辆穿梳,行人熙攘,车行车道,人行人道,居然能够有条不紊进行?那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多,本文介绍利用步进梯形指令单流程编程实现的控制系统。交通灯的控制要求如下:控制开关信号灯受启动及停止按钮的控制,当按动启动按钮时,信号灯系统开始工作,并周而复始地循环工作,当按动停止按钮时,系统将停止在初始壮态,即南北红灯亮,禁止通行;东西绿灯亮,允许通行。控制要求1、北红灯亮维持30秒
8、,在南北红灯亮的同时,东西绿灯也亮,并维持25秒,到25秒时,东西方向绿灯闪,闪亮3秒后,绿灯灭。在东西绿灯熄灭的同时,东西黄灯亮,并维持2秒,到2秒时,东西黄灯灭,东西红灯亮。同时,南北红灯熄灭,南北绿灯亮。2、西红灯亮维持30秒。南北绿灯亮维持25秒,然后闪亮3秒,再熄灭。同时南北方向黄灯亮,并维持2秒后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。接下去周而复始,直到停止按钮被按下为止。信号灯动作系统可用图1状态图表示。图1交通指挥信号灯状态图硬件及接线根据上述要求可见,系统所需红、绿、黄各4只信号灯,本案由两个信号灯箱实现;系统需要启动和停止两个按钮,由按钮箱实现。可编程控制器的输入/输出端子分配
9、及硬件连接分别由表1及图2所示。其中SA开关代表可编程控制器自身的运行开关。交通信号灯的软件设计在本文中,我们采用步进梯形指令单流程编程实现,其状态转移图如图3所示。由图可知,我们把东西和南北方向信号灯的动作视为一个顺序动作,每一个时序同时有两个输出,一个输出控制东西方向的信号灯,另一个输出控制南北方向的信号灯。状态转移图对应的步进梯形图如图4所示,现简单分析一下工作原理。当启动按钮SB1按下时,X0接通,S0置1,系统进入S0状态,驱动Y6、Y0,使南北红灯及东西绿灯同时亮,Y0接通,状态转移条件满足,系统将转移到S20状态,在S20状态下,Y6、Y0仍被驱动,即南北方向的红灯及东西方向的绿
10、灯继续亮,同时驱动定时器T0,定时器的设定时间为25秒,25秒后,状态转移到S21,在S21状态下,Y6继续保持,但Y0受控于M1,而M1是由两个定时器T6和T7控制,T6、T7组成一个1秒的震荡器,即东西方向的绿灯闪亮。在本状态下,同时也驱动定时器T1,定时时间为3秒,3秒时间到,状态转移到S22,在S22状态下,Y6仍然被驱动,南北方向红灯继续亮,同时驱动T2、Y1,东西方向的绿灯灭,Y1口驱动的是东西方向的黄灯,故东西方向的黄灯亮,绿灯停。T2的定时时间为2秒,2秒时间到,状态转移到S23,在S23状态下,同时驱动Y2、Y4及T3,东西方向的红蛋亮,南北方向的绿灯亮,T3的定时时间为25
11、秒,25秒时间到,状态转移到S24.在S24状态下,驱动Y2、T4,东西方向的红灯继续亮,而南北方向的绿灯驱动口Y4受控于M1,M1是震荡周期为1秒的震荡器,故南北方向的绿灯闪亮。T4的定时时间是3秒,3秒后,状态转移到S25.在S25状态下,同时驱动Y2、Y5及T5,即东西方向的红灯、南北的黄灯亮,T5定时器的定时时间为2秒,2秒时间到,定时器的定时时间到,T5的触点接通,状态又重新转移到S0。即南北方向的红灯、东西方向的绿灯亮,系统将重复上述的动作顺序,周而复始的继续工作。当停止按钮SB2被按下时,软继电器M0接通,其常闭触点M0断开,系统执行一周后,将停留在S0状态,及保持南北方向的红灯
12、、东西方向的绿灯亮。智能交通灯实验报告学校:华中科技大学院系:控制科学与工程系班级:班级:指导老师:2013年5月30日目录1实验目的12实验要求13实验所需装置及步骤14实验内容25端口分配36程序设计流程58程序源码61实验目的通过实验在可编程控制器的软、硬件方面得到综合的学习和锻炼。1、熟悉Allen-Bradley公司的微型可编程控制器的运用。2、充分理解与实验I/O点的分配及运用。3、提高编程技能,实验路况的模拟控制。2实验要求1、对Allen-Bradley公司的SLC系列产品,特别使微型可编程控制器有深入的了解。2、学会安装、编程或调试Allen-Bradley公司的小型可编程控
13、制器Micrologix1000和Micrologix1500及其相应的扩展模块。3、学会操作Rslogix500软件包,对系统进行组态,对对象进行编程。4、学会使用Rslinx软件包,对系统进行组态及通信。5、进一步巩固学习可编程控制器的基本指令的功能及应用,实现编程及调试过程。6、了解交通灯的控制规律,完成十字路口交通灯控制的编程与调试。3实验所需装置及步骤实验装置:微型可编程控制器Micrologix1000控制器出线连接板PC机1761CBL-PM02十字路口交通系统实验平台实验步骤:1、熟悉及Micrologix1000,Micrologix1200及Micrologix1500组成
14、、安装及与PC的连接;Micrologix1000I/O分布;Micrologix1200及Micrologix1500的I/O分布及扩展模块的I/O分布。2、熟悉并操作Rslogix500软件包及变成方法。3、熟悉并操作Rslinx软件包。4、用上述两软件包进行系统组态,确认系统连接成功。5、理解实验内容,构思并编制实验梯形图。6、下载并调试。4实验内容1、实验台介绍实验台为十字路口模型,分A(南)、D(北)、B(东)、C(西)四个方向,每个方向为六车道控制,有规律的对称布置,每个方向车流流向为左拐、直通、右拐,中间为四面的交通灯控制显示。交通灯周围对称布置着直通和左拐车流。车流用24V直流
15、电源控制的众多灯的闪亮来模拟,闪亮时间由实验者根据实验的模拟情况来确定。车流的控制要配合四面的交通灯的控制要求。交通灯的控制规律见十字路口交通灯控制实验说明。实验台的一个侧面有90个引出插座,供实验者组线用。要注意插座与路况上每个车(即控制灯)对应关系。Micrologix1500的扩展I/O模块的输出口已由插线平台引出。路况上车流的控制规律如下:A、D、B、C每面最外围六个灯接到一起形成闪亮控制,闪亮时间由实验者根据需要而定。最外围以内的灯模拟车流的规律实验者可以根据实际的路况控制自行构造。2、推荐参考控制规律开启开关接通,首先A、D方向直通灯和右拐灯点亮,同时B、C方向进制通行灯和右拐灯点
16、亮。A、D方向的直通车和右拐车滚动行驶(按一定延时时间顺序点亮某一方向的灯),通行时间为20S,此间,A、D方向左拐车及B、C方向直通和左拐车禁止通行,B、D方向允许右拐车通行。20S到后,A、D方向的直通车禁行,左拐车通行。过后,A、D方向禁止通行灯点亮,同时左拐车禁行,B、C方向直通灯点亮,直通车通行。通行15S后,B、C方向直通灯熄灭,直通车禁行,左拐灯点亮,左拐车通行,通行15S后返回起始点循环控制。(若加上数码管可按上一实验所述规律控制)。3、在城市十字路口交通灯示意图中,东西南北每面都有四个控制灯,分别为:禁止通行灯(亮时为红色)左拐灯(亮时为绿色)直通灯(亮时为绿色)右拐灯(亮时
17、为绿色,控制为常亮)4、交通灯的控制要求如下:当交通灯系统启动开关接通时,A、D方向直通:A、D方向(南北)直通灯点亮,同时B、C方向(东西)禁止通行红灯点亮,维持20S,最后5S时间A、D方向直通灯闪亮,以提示此方向的通行时间即将结束,进入A、D方向左拐通行时间。A、D方向左拐:A、D方向(南北)左拐灯点亮,同时B、C方向(东西)禁止通行红灯点亮,维持20S,最后5S时间A、D左拐方向通行灯闪亮,以提示此方向的通行时间即将结束。进入B、C方向直通时间。B、C方向直通:B、C方向(东西)直通灯点亮,同时A、D方向禁止通行红灯点亮,维持15S,最后5S时间B、C方向直通灯闪亮,以提示此方向的通行
18、时间即将结束,进入B、C方向左拐通行时间。B、C方向左拐:B、C方向(南北)左拐灯点亮,同时A、D方向(东西)禁止通行红灯点亮,维持15S,最后5S时间B、C左拐方向通行灯闪亮,以提示此方向的通行时间即将结束。进入A、D方向直通时间。A、B、C、D方向右拐:在任何时间A、B、C、D方向右拐均能通行。5、十字路口交通灯时序图如下:5端口分配实验中我们用的设备是Micrologix1500,所以需要按照其相应的功能表进行分配。通过对于整个工程的功能进行分析,总结出以下需要用到的端口:数码管有分为十位数码管和个位数码管,分别通过输入BCD码进行显示,因此数码管需要8个端口,5V供电;交通灯中每一个方
19、向有两个交通灯需要进行控制,根据对称的性质,即只需要用4个端口进行控制,24V,情况一样的交通灯在电路上用导线短接即可;路况模拟灯中有64个灯,根据对称原理,其实只需要通过16个端口进行控制即可完成,其他情况相同的灯用导线练成等电位点即可。根据以上分析,可以制出下面的端口分配表:交通灯端口分配如下:灯禁止通行左拐前行右拐ADO:0/70/50/40/0CB0/60/20/10/3数码管端口分配如下:灯ABCD个位O:2/02/12/22/3十位2/42/52/62/7路况模拟灯端口分配如下:路况灯编号对应端口33-42-490:1/030-41-461/253-59-191/432-64-10
20、1/62-13-180/816-27-110/1031-63-200/123-58-480/439-55-441/152-36-431/347-62-251/538-57-41/78-15-240/921-14-50/1537-61-260/139-60-540/15急行车端口分配如下:输入口对应端口输入口1I:0/1输入口20/2输入口30/3输入口40/4输入口50/5输入口60/6输入口70/7输入口80/86程序设计流程本程序我们组实现了现实中十字路口交通的全部实况模拟,其具体功能包括:(1)完成了四个方向交通灯的切换和对应时段数码管时间的显示(2)路口模拟中实现了车辆的行驶和停等状态
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