PLC交通红绿灯设计

1、目录摘 要iabstractii第1章 绪 论11.1 设计目的11.2 设计的主要内容1第 2 章 plc的结构及设计原理22.1 plc的结构22.2 plc的分类22.3 plc的工作原理22.4 plc设计交通灯所用指令介绍3第3章 程序编写63.1 控制要求63.2 依据要求画时序图63.3交通灯程序图7程序调试11结 论12致 谢13参 考 文 献14 摘 要本次课程设计主要能完成：用plc进行编程完成交通十字路口红绿灯的设计，控制对象：南北主干道和东西主干道各有六个交通灯，其中左转有红、黄、绿三个；直行有红、黄、绿三个；南北人行道和东西人行道各有红、黄、绿三个交通灯。先根据要求画

2、出时序图，再利用cx-programmer软件进行编程，并用microsoft office visio 2003软件画出模拟现场十字交通路口，使编程更容易让人接受看懂。应用plc可编程技术，是因为现今很多工程已经运用了plc来设计程序，可编程控制器(plc)以微处理器为核心，普遍采用继电接触器控制系统的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活,而且结构简单，抗干扰能力强。欧姆龙可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备更是符合交通灯控制系统的要求与特点，能够方便地联网通信。 关键字： 交通灯；梯形图；梯形图 abst

3、ract the curriculum design is mainly to complete the traffic intersection traffic lights design, control object: north and south main roads and trunk road, there are six traffic lights, which turn left turn red, yellow, green three; straight line is red, yellow, green three; north and west road and

4、east and west are red, yellow, green three traffic lights, and cx-programmer software for the programming, and office visio microsoft 2003 software to make programming more easy to understand. the reason why the application of plc technology, because many projects have been using plc to design proce

5、dures, because the programmable controller (plc) to the core of the system, the general use of the relay contactor control system based on the electrical schematic diagram of the program design, easy to extend, easy to expand, flexible, and simple structure, strong anti-interference ability. siemens

6、 programmable controller instruction is rich, can be connected to a variety of output, input expansion equipment, a wealth of special equipment, in which the analog input devices and communications equipment is in line with the requirements of traffic light control keywords：traffic light； technology

7、; ladder diagram 第1章 绪 论1.1 设计目的在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。由于plc具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此值得研究将plc应用于交通灯系统中。 1.2 设计的主要内容1、 按要求画出各时间段交通灯的时序图。2、 cx-programmer软件进行此次

8、交通红绿灯课题设计的编程3、 通过此次课程设计掌握低压电器和可编程控制器设计的相关知识。1.3 设计要求 1、正常循环 按下启动按钮，交通灯开始工作，先亮南北方向绿灯和东西方向红灯，主干道南北方向左转绿灯亮10s，黄灯亮2s后红灯亮；左转绿灯灭的同时直行绿灯亮，持续30s，绿灯闪亮3s,黄灯亮2s后，红灯亮。当南北主干道红灯全亮时，东西主干道按照南北主干道相同的规律依次点亮左转和直行方向灯。人行道上的红、黄和绿灯与同方向主干道上的直行灯运行方式相同。2、急车强制通过控制 急车的强通受强通开关控制。无急车时，按正常循环运行，又急车来时，打开急车强通开关，不管原来信号灯的状态，一律让急车来车方向的

9、绿灯亮，直到急车通过，断开急车强通开关，信号的状态立即转为急车放行方向的绿灯闪亮3s,随后按正常时序控制。 第 2 章 plc的结构及设计原理2.1 plc的结构 plc 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机从结构上分，plc分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式plc包括cpu板、i/o板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式plc包括cpu模块、i/o模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 图2-1 plc的基本结构框图2.2 plc的分类1、按plc的结构形式分类： 整体式； 模块式。2、按plc的i/

10、o点数分类：小型256点以下；中型256点以上，2048点以下；大型2048点以上。3、按plc功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。2.3 plc的工作原理1. plc的工作方式1、输入采样阶段，在此阶段，顺序读入所有输入缎子通断状态，并将读入的信息存入内存，接着进入程序执行阶段，在程序执行时，即使输入信号发生变化，内存中输入信息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能读入信息。2、程序执行阶段：plc对用户程序扫描。图2-1 plc的扫描工作过程图图2-2 plc的扫描周期图3、输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后，plc就进入输出刷新阶段。在此期间，cpu按照i/o映象区内对应的状态和

11、数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设，当所有指令执行完毕通过隔离电路，驱动功率放大器，电路是输出端子向外界输出控制信号驱动外部负载。2.4 plc设计交通灯所用指令介绍1、 ld、out指令 ld（load)：ld指令（叫做取指令）适用于梯形图中与左母线相连的第一个常开接点，表示一个逻辑的开始。out(out): 线圈驱动指令（又叫输出指令）适用于将运算结果驱动输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、状态继电器和功能指令线圈，但不能用与输入继电器。out指令用于继电器和定时器时必须有常值k紧随k分别表示定时器的定时时间或计数器的计数次数，它也作为一个步序。图2-3 ld及ou

12、t指令符号2、 ani、and指令and（and): and指令（叫与指令）适用于和接点串联的常开接点。ani（and inverse): 本指令（叫与反指令）适用于和接点串联的常闭接点。图2-4 and及ani指令符号3、 or、ori指令or（or):这条指令（叫或指令）适用于和接点并联的常开接点。ori（or inverse):这条指令（叫或反指令）适用于和接点并联的常闭接点。图2-5 or及ori指令符号4、 tim定时器tim：tim定时器为plc内部继电器，用于延时控制，不同型号和规格的plc，其定时器个数和定时时间的长短是完全不同的f1系列plc共有24个0.1-999s的定时器

13、和8个0.01-99.9s定时器，当输入条件接通定时器线圈回路时，开始计时，定时时间到，则定时器的常开节点接通，而常闭接点断开。图2-6 tim定式继电器第3章 程序编写3.1 控制要求1、 正常循环 按下启动按钮，交通灯开始工作，先亮南北方向绿灯和东西方向红灯，主干道南北方向左转绿灯亮10s，黄灯亮2s后红灯亮；左转绿灯灭的同时直行绿灯亮，持续30s，绿灯闪亮3s,黄灯亮2s后，红灯亮。当南北主干道红灯全亮时，东西主干道按照南北主干道相同的规律依次点亮左转和直行方向灯。人行道上的红、黄和绿灯与同方向主干道上的直行灯运行方式相同。2、 急车强制通过控制 急车的强通受强通开关控制。无急车时，按正

14、常循环运行，又急车来时，打开急车强通开关，不管原来信号灯的状态，一律让急车来车方向的绿灯亮，直到急车通过，断开急车强通开关，信号的状态立即转为急车放行方向的绿灯闪亮3s,随后按正常时序控制。3.2 依据要求画时序图南北左转绿10s南北左转黄2s南北左转红72s南北直行绿30s南北直行黄2s42s南北直行红 10s东西左转红 东西左转黄 42s 2s东西左转绿 10s 10s东西直行红 10s 54s东西直行黄2s 东西直行绿 30s西南西北10s 东北东南红西南西北 2s东北东南黄西南西北东北东南绿 30s东南西南东北西北红52s东南西南2s东北西北黄东南西南30s东北西北绿3.3交通灯程序图

15、程序调试无论什么问题，只要涉及到plc编程技术，就必须先画出时序图，然后按照时序图的顺序依次编程，等到程序我们编好后就剩下的是检验与测试，看程序能否实现要求，我们在电气试验楼进行了调试，将程序用电脑再数据线的连接下输进欧姆龙试验台里，然后将线全部连好，一边看着电脑模拟图，一边手动按着实验台上的开关，与之前的要求一样，我们成功进行了调试，因为每个人的理解不同，所以结果也不同，所以就出现很多种不一样的结果，但总体基本上是按要求做的，只不过在一些细节上还是有所不同的，但结果还是和我们想象的一样，因为按照要求并且严谨的逻辑思维走下来，我们的程序还是很成功的。结 论此次设计plc交通灯我们先按照要求将问

16、题分析一清二楚，然后开始画出时序图，根据时序图清晰的画出plc交通灯的程序梯形图，然后进行检查测试调节，将程序用数据线连接到欧姆龙实验台内部，让后观察电脑模拟梯形图程序，调节实验台上对应的开关，观察程序能否实现此交通灯的控制的要求，经过这次的设计，加强了我对低压电器与可编程控制器这门课程的理解与认知。在程序设计过程中，我对以前的编程方法做了归纳，之前我习惯直接写程序，有时候就会出错，而且思路不会特别清晰，现在编写程序，先画梯形图，然后再去考虑编程问题，这样思路就会很清晰有序，遇到难点的时候习惯翻书，对照例子提取点精华。现在能灵活运用经验设计法、顺序控制设计法。特别多顺序时间定点控制设计有了一定

17、的了解。对于plc编程只要你能熟悉掌握，灵活应用的话，那么编程对你来说将变的非常容易。一个流程图无论多么复杂，都可以拆分上面的形式，然后就可以利用上面的方法编程了。只要按照它的格式就可以写出正确的程序。这次的课程设计使我把可编程控制器的理论知识用在实践中，实现了理论和实践相结合，从中更懂得理论是实践的基础，实践又能检验理论的正确性，让我受益非浅， 对我以后工作中遇到问题或者继续学习将会产生巨大的帮助和影响。致 谢 在设计过程中，由于知识的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，同学的帮助支持，我的设计将困难重重。在这里首先感谢我的辅导老师，感谢她的督促和耐心指导。虽然在设计的

18、过程中会遇到各种意想不到的事情，但是在老师的悉心教导与同学的热心帮助之下，最终都得到较好地解决。在plc交通灯的设计当中，遇到了怎么做才能条理清晰的把程序编下来问题，在老师的指导下我们学会了先画时序图，再去编写程序；这次设计老师给我们提出了宝贵的意见，为我的设计提供了充足的设计说明与资料，给我疑问一一解答为我的设计得到完满的结果提供了充足的意见，在此表示十分感谢！感谢给我指导的各个老师，没有他们的谆谆教导，我就不可能具备扎实的电气专业知识。感谢我的同学，平时在生活与学习中，对我的帮助与关怀，怀念一起经历的点点滴滴。在设计期间也要特别感谢帮助过我的同学，在我数电制作过程中曾出现过许多问题，是他们帮我找出了错误，加以纠正，在此向他们再次表达我的感激之情。 在通过两周的设计后，使得我更扎实地掌握了数电的基础知识，也使得我提高了动手与动脑的能力，综合能力与素质较大地提升。 参 考 文 献1顾桂梅等著，电气控制与plc应用项目教程。m北京：机械工业出版社，20102史国生，电气控制与可编程控制器技术。m北京：化学工业出版社，20033