十字路口-红绿灯PLC课程设计(共14页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目录目录 七.参考文献.101精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业十字路口红绿灯十字路口红绿灯 PLC 控制控制一一. .课程任务要求课程任务要求 1.1 十字路口红绿灯十字路口红绿灯 PLCPLC 控制系统的构成控制系统的构成 十字路口交通信号灯通常设置红、绿和黄三种颜色，但是有的路口仅设置红、绿两种，如果采用 PLC 控制则可少用两个控制点。现有一个十字路口，东西和南北方向每个路口都设有红色和绿色指挥信号灯，其示意图如下： 图 1-1 十字路口交通信号灯示意图 1.21.2 控制功能分析控制功能分析

2、1.2.1 工作过程（1） 接通启动开关后，信号灯系统开始工作，且以南北方向红灯先亮、东西方向绿灯才亮作为初始状态。当断开启动开关时，全部信号灯熄灭。（2） 南北绿灯东西绿灯不能同时亮，否则系统自动熄灭信号灯并报警。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业（3） 南北红灯持续 25s，与此同时东西绿灯亮维持 20s，然后闪烁 3s 后熄灭。接着东西黄灯亮 2s，然后南北绿灯亮。（4） 东西红灯持续亮 30s，同时南北绿灯亮 25s，然后闪亮 3s 后熄灭。接着南北黄灯又亮 2s，然后东西绿灯亮。南北和东西的信号灯，就这样按控制要求周而复始的进行工作。 1.2.2 控制要求 要求采用 PLC

3、作为控制中心，采用触摸屏或上位机（组态软件编程）监控。（1） 控制系统应有电路联锁和保护功能。（2） 操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。（3） 检测、控制信号要准确，安全、可靠。 1.2.3 硬件设计 根据控制要求，主控设备选用 PLC，信号灯采用红、黄、绿灯泡（各 4 个），启动采用单刀开关实现。 要求：1、画出其电气控制图。 2、画出其梯形图。 1.2.4 软件设计 （1） PLC 程序编写 根据控制要求和梯形图，编写 PLC 控制程序。 （2） 组态动作设计 根据要求画出组态动作画面，并与 PLC 建立通信。二二. .总体方案设计总体方案设计上位机 控制S7-200交通灯开头量

4、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 2-1 (1) 上位机监控使用组态王软件实现，控制器用数字输入输出点数为 24的 S7-200 型 PLC. (2) 上位机与下位机通信使用 MODBUS 协议。三硬件电路图三硬件电路图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3-1四四PLCPLC 的的 I/OI/O 控制点分配控制点分配表 1 PLC 的 I/O 控制点分配输入按钮输出按钮I0.0 开始 Q0.0南北红灯I0.1结束Q0.1南北绿灯Q0.2东西红灯Q0.3东西绿灯Q0.4南北黄灯Q0.5东西黄灯表 2 定时器的选择定时器控制范围T37南北红灯亮 25ST39东西绿灯亮 20

5、ST35东西绿灯闪烁 3ST38东西红灯亮 30ST40南北绿灯亮 25ST36南北绿灯闪烁 3ST34东西黄灯亮 2ST33南北黄灯亮 2ST41闪亮脉冲T42闪亮脉冲精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业五软件编制五软件编制 5.15.1 PLCPLC 控制程序流程图如下：控制程序流程图如下： 5.25.2PLCPLC 软件编制软件编制系统是以时间为顺序进行工作的，T33T42 为系统工作顺序定时器，其中YN系统初始化电 源 控 制东 西 红 灯 25s东 西 绿 灯 20s东西绿灯 3s 闪烁报警判别报 警Y开 始南北绿灯 3s 闪烁 s 闪烁南 北 红 灯 25s南 北 绿 灯 2

6、0s报警判别N图 5-1 程序流程图图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业T41、T42 构成 0.5 秒亮 0.5 秒灭的闪亮脉冲。Q0.0、Q0.1、Q0.4 分别为南北方向上的红、绿和黄灯的输出控制线圈；Q0.2、Q0.3、Q0.5 分别为东西方向的红、绿和黄灯的输出控制线圈；所有定时器期和输出线圈都是受内部继电器控制的，M1.0 得电时系统才可工作，M1.0 断电十所有线圈断电。 当按下启动按钮 SB1 时 I0.0 接通，M1.0 得电吸合并自锁，系统开始工作。T37 的常闭触头使 Q0.0 线圈得电，南北红灯亮，与此同时，Q0.0 的常开触头闭合与 T38 的常闭触头串联使使

7、 Q0.3 线圈得电，东西绿灯亮。20 秒后，T38的常闭触头延时断开、常开触头延时闭合，在闪光定时器 T40 的控制下，Q0.3间歇通电，东西绿灯闪亮。东西绿灯闪亮 3 秒后 T39 常闭触头延时断开，Q0.3线圈失电，东西绿灯熄灭。同时 T37 延时 25 秒时间到，其常闭触头断开，Q0.0 线圈失电，南北红灯熄灭；T37 常开触头闭合使 Q0.2 线圈得电，东西红灯亮。Q0.2 的常开触头闭合，Q0.1 线圈得电，南北绿灯亮。南北绿灯工作 25秒后系统的工作情况和上述情况类似，依次重复进行。当按下停止按钮 SB2 时，I0.1 断开，继电器线圈 M0.0 失电解除自锁，所有线圈断电，系统

8、停止工作。 5.35.3 组态主界面设计组态主界面设计图 5-2 组态界面设计精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业该系统界面由“启动”和“停止”按钮控制整个信号灯的总电源，当按钮按下时，整个信号灯系统将开始处于工作状态。整个路口东南西北四方向设红灯、黄灯和绿灯各一盏。其中东西两方向的红绿灯状态应该相同，南北两方向的红绿灯状态也应该相同。但相邻两个方向的红绿灯状态不能相同。若状态未满足上述内容，报警灯将立即开始闪烁。六丶软件调试六丶软件调试 6.16.1 PLCPLC 及组态王的调试及组态王的调试 首先，编译 PLC 程序，如有错误可根据提示修改，并为程序分配可存储区，然后读取 PLC 并

9、建立 PPI 通信连接，可通过双击刷新 CPU 读取，然后点击下载，将编制好的软件下载到 PLC 中，根据控制功能，运行调试，直到满足控制要求。组态画面和程序软件调试完成后进入硬件连接调试。关闭所有电源，连接好 PLC 和电脑 COM1 口的电缆线，进入无组态画面调试程序，选择 PLC 类型，本系统设计中采用 CPU 224CN REL 02.01，读取 PLC，若出现通信超时则检查是否有是电缆线为插好或是 PLC 处于关闭状态，检查调试，运行程序无错后下载程序到 PLC，对程序进行监控，进入运行（Run）状态，观察程序运行是否满足时序要求，再进行调试。 6.26.2 组态实时监控组态实时监控

10、调试组态画面对系统运行进行实时监控，PLC 程序，加入 MODBUS 通信设置部分程序然后运行程序，此时容易出现莫名的错误，该错误通常是数量巨大，而只需要在程序块里进行“建议地址的设置”即可解决该问题。程序调试完成，开启 MODBUS 进行访问名和地址的选择设置，检查 Intouch 标记名配置及访问名配置，配置无误，开始系统运行并且通过组态画面进行实时监控。该过程常出现监控画面和系统实际运行不一致，此时需要检查访问，标记名及 MODBUS配置，并进行相应修改。该过程也是系统设计中最容易出现问题的一个环节，精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业应该引起足够多的重视。调试过程中组态监控画面如图 6-1、图 6-2、图 6-2所示。图 6-1图 6-2精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 6-3 6.36.3 测试结果分析测试结果分析 当按下启动按钮时，程序开始运行。首先是南北红灯先亮 25 秒，东西绿灯亮 20 秒。20 秒之后，东西绿灯闪烁 3 秒后，东西黄灯亮 2 秒。紧接着东西红灯亮，南北绿灯亮。东西红灯持续亮 30s，同时南北绿灯亮 25s，然后闪亮3s 后熄灭，然后南北黄灯亮 2 秒。接着南北红灯又亮，东西绿灯也亮。南北和东西的信号灯，就这样按控制要求周而复始的进行工作。但是南北绿灯不能同时亮，否则系统就会报警。之后,按下停止按钮，实验结束。测试结