s7300可编程控制交通灯程序设计报告书

1、武汉理工大学课程设计报告书题目pic课程设计系名：信息工程系专业班级：姓名:学号：指导教师：2012年1月6日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程系自动控制教研室题目：十字路口交通灯的控制一初始条件给定交通灯控制的时序逻辑和工作模式；给出用于系统调试用的S7-300PLC、计算机及交通灯模型；给出PLC系统的编程软件。二要求完成的主要任务设计要求根据课程设计指导书的交通灯控制所要求的时序逻辑，要求用线性化编程和结构化编程两种编程方法来实现该控制逻辑。在结构化编程方法中，以某一方向的红灯和另一方向的绿灯和黄灯为控制对象编制FC1,OB1中调用FC1。并且东西向和南北向灯

2、只能调用同一个FC1。设计报告撰写要求内容要求一般要求包括如下内容：目录编制课程设计的目录，目录的各级标题按照章节顺序排列，最多列到三级标题即可，如1.1.1。引言课程设计正文前的简短介绍。包括本课题的设计目的、设计的主要过程及主要的设计内容。电路设计要求画出PLC的输入/输出接线图。PLC硬件组态要求列出硬件组态表。PLC编程元件的地址分配首先对输入/输出点进行地址分配，然后对其他编程元件也进行地址分配，如位存储器M，定时器T,计数器C等。编程中要使用符号地址，所以在OB1中要编辑符号表（包括输入继电器、输出继电器、定时器及位存储器（或叫辅助继电器），在FC1中要编辑变量声明表。编写控制程序

3、要求：编写线性化程序；在结构化编程中分别编制OB1和FC1；在程序段中添加注释。程序调试说明对设计中遇到的主要问题及解决方法、调试过程及方法、在调试过程中对对原设计程序做了哪些有意义的改进及调试的结果几方面进行阐述。结束语对本课程设计进行总结，写出设计中的体会。主要参考文献写出完成设计任务过程中参考的主要参考文献，注意参考文献的格式。格式要求纸张格式：要求统一用A4纸打印，页面设置上空2.5cm,下空2.0cm,左空2.5cm,右空2.0cm）：正文层次：正文内容层次序号为：1、1.1、1.1.1，其中（1）.正文标题；一级标题1.（黑体小2号加粗），二级标题1.1（黑体小三号），三极标题1.

4、1.1（黑体小四号）。（2）.正文内容格式：宋体五号，1.25倍行距。参考文献格式：参考文献不少于5个，并应按文献号、作者、文献题名、出版地：出版社和出版年等顺序书写。如：1戴军，袁惠新.膜技术在含油废水处理中的应用.膜科学与技术，2002.图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须采用计算机辅助绘图。图序及图名置于图的下方；表序及表名置于表的上方；图表一律采用采用阿拉伯数字连续编号。装订顺序设计报告按照如下顺序装订：封面任务书目录正文参考文献评分表。2.2课题二：十字路口交通灯的控制2.2.1设计目的综合应用所学PLC知识设计一个交通灯控制系统;通过自行编程

5、调试掌握PLC控制系统的设计方法。2.2.2任务描述：某十字路口的东西方向和南北方向分别安装红、绿、黄交通信号灯，设置如下图1.1所示：图1.1十字路口交通灯设置示意图2.2.3控制要求：交通信号灯在白天和夜晚的工作方式不同，由选择开关SA进行控制。白天工作模式：具体控制要求为：当SA选在白天位置时，信号灯按照预先规定的时序循环往复地工作，具体控制要求见表1-1，控制时序图见图1.2表1-1交通信号灯的具体控制要求H-Hi-tJ-,|信号灯绿灯亮绿灯闪烁黄灯亮红灯亮东四方冋信号时间25S3S2S30S南北方向信号灯红灯亮绿灯亮绿灯闪烁黄灯亮信号时间30S25S3S2S表中绿灯闪烁的频率为1HZ

6、,亮500MS灭500MS循环。启动南北红灯：上%东西绿灯；东西黄灯；11东曲红灯：r南北録灯:南北黄灯：1111|2號J扣鋼.图1.2交通信号灯白天工作时的时序图夜晚工作模式：当SA选择夜晚工作模式时，红灯和绿灯停止工作，只有黄灯一直闪烁，闪烁的频率为1HZ（亮500MS灭500MS循环）。2.2.4程序设计方案要求：要求用线性化编程和结构化编程两种编程方法来实现。在结构化编程中，以某一方向的红灯和另一方向的绿灯和黄灯为控制对象编制FC1，OB1中调用FC1。并且东西向和南北向灯只能调用同一个FC1。2.2.5课程设计报告的主要内容：目录编制课程设计的目录，目录的各级标题按照章节顺序排列，列

7、到三级标题即可。引言课程设计正文前的简短介绍。包括本课题的设计目的、设计的主要过程及主要的设计内容。电路设计要求画出PLC的输入/输出接线图。PLC硬件组态要求列出硬件组态表。PLC编程元件的地址分配首先对输入/输出点进行地址分配，然后对其他编程元件也进行地址分配，如位存储器M，定时器T,计数器C等。编程中要使用符号地址，所以在OB1中要编辑符号表（包括输入继电器、输出继电器、定时器及位存储器（或叫辅助继电器），在FC1中要编辑变量声明表。编写控制程序要求编写线性化程序；在结构化编程中分别编制OB1和FC1；在程序段中添加注释。程序调试说明对设计中遇到的主要问题及解决方法、调试过程及方法、在调

8、试过程中对对原设计程序做了哪些有意义的改进及调试的结果几方面进行阐述。结束语对本课程设计进行总结，写出设计中的体会。主要参考文献写出完成设计任务过程中参考的主要参考文献，注意参考文献的格式。1.1引言据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制（不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况），这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少

9、成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。1.3硬件

10、组态与硬件连接图1.3.1硬件组态to态如下图所示;4Sid|i恤血.Qrilernimbfr.FiitTart呼IaddressIQaddressConenLsuFJS3TEA6S?SCMEMMH懑2|CPK3136E?313-lMDe-(i3E.231nriBsWBE?321-13Ufi015BO岛医肛臥BEl322-13Ha.：-DAAil55T3aIdu1.3.2硬件连接十Dt24V-10.0HL2SE2*Q4410.1Q4.2+JHL4fQ4.3-PLCQ4.4*-Q4.5+十DC24VJAXWWWWVWWW1.4PLC编程元件的地址分配.StatSymbolAddressDatat

11、yriLojiunent1CycleEkecutionOB1OBSelecttable白天启动I0.0BOOL白天工作欖式3-东西红灯Q4.2BOOL帝西红灯4束西红灯县刘秒T5TIMER.东西红灯M305束西黄灯Q4.1BOOL6东西黄灯点亮回列T4TIMER茶西黄灯点亮我7东西黄灯点宴幵关JI0.1BOOL东西萤灯点宴开关&东西苗灯蔑2秒标志M20.4BOOL东西苗灯真2秒标志9东西萸灯三诵点吏:T3TIMER.东西茵灯三秒后点亘1束西绿灯Q4.0BOOL束西绿灯1束西绿灯定时T0TIMER束西绿灯定时1东西绿灯爲朗秒标怎0.4砾L东西综灯真朗曄志1东西绿灯闷3秒标无M0.0BOOL东西综

12、灯闷?秒标志1衣西绿灯闷三质T2TIMER.东西绿灯闷三秒：1东西绿灯闷烁第、.M0.0BOOL击西绿灯闷烁:标志1南北红灯Q4.5BOOL南北红灯1南北红灯走旳T1TIMER南北红灯定时1南北黄灯Q4.4BOOL南北黄灯1南:匕黄灯珂后$T8TIMER南北莆灯3秒后开启开关2南:匕黄灯定时2矿T9TIMER甫北黄灯定时痢2甫北茵灯开启开关N0.3EOOL南北苗灯开启幵关2南北苗灯昌2秒标志NZ0.5DOOL南北首灯亮2秒标志2南北绿灯Q4.3BOOL南北绿灯2南:匕绿灯裏的标志M0.7BOOL南北绿灯真的标志2南:匕绿灯丙3秒斤厂M纱CiBOOL南北绿灯闷3秒的标志2甫:匕翠灯诃3濟T7TI

13、MER南北绿灯闷3秒定时器2南北绿灯闷酹阪.N0.?BOQL甫北绿灯闪了秒接適开关2南北绿豈25祕T6TIMER南北绿豈対秒2内部1EK脉冲M10.5BOOL内部!EK歸冲m夜阿东西茧灯EM20.2BOOL夜i目东西萤灯闪烁标志3夜k目重北苗灯?；H0.3BOOL夜闾南北黄灯闷烁标志3夜间启动I0.1BOOL夜间工作模式3養位定时器标志N05BOOL養位走时器标志东西绿灯養白天启动严走时常1.5编写控制程序程序段72:东西绿灯亮，南北红灯亮注释;爭西密T亮25秒标击程序段*?*:东西绿灯闪三秒东西绿灯階东西绿灯；闪三秒东西绿灯定时SPULSE図3蔽标志11n1IIItJ!S5T3S-TTBI&

14、宣位定时BCD器标志*-R:东西黃灯三秒后点亮俑北黄灯jV东西黄灯定时潇扩sODT点亮开关/IS-Q=门S-5T3S-TVBI&宣位定时BCD器掠志心-R程序段?4：东西绿灯闪烁3秒注释:东西绿灯加东西绿灯內部1HZ脉闪烁左秒标囚3秒标志或：沖级志护II1I(J_!程序段7:东西绿灯注陥东西绿灯（）爭西邂灯亮茨秒标志11h东西绿灯闪烁3秒标志*I1程序段色:东西黄灯亮2秒注释;程序段7:东西绿灯程序段7:东西绿灯东西苦灯东西蔬灯点亮开关巧点高2秒出东西黄灯亮痂标志円注释:踣东西红灯踣，东西黄灯歹东西红灯点晟护亮初秒用程序段?g:控制南北绿灯冈烁程序段210；南北绿灯闪烁注释:南北绿灯泳秒接通恢

15、部血脉弓南北绿灯闪J秒的标志规（）开关&沖中程序段？:南北绿灯高注率南北绿灯南北绿灯亮的标志IH心南北绿灯闪3秒的标志#I1程序段？据：朗潢灯軸秒W程序段？:南北绿灯高程序段？:南北绿灯高诵北黃灯亮2秒标志0I:南北黃灯开启开关#11”南北黃灯宦时2萌程序段？:南北绿灯高SS_QDT门=LS5T#2-YvBI萱位宦时BCDR南北黃灯定时2秒置位定时器标志*T)I程序段？:南北绿灯高程序段？:南北绿灯高程序段Pis:函北黄灯SB；谡间南北黄灯闪烁标志&级南北黄灯*II)_南北黄灯亮2秒标志*II1.6项目设计结果分析（分析试验过程中获得的数据、波形、现象或问题的正确性和必然性,分析产生不正确结果

16、的原因和处理方法）1.6.1程序运行分析交通灯分为夜间和白天2中模式。1：白天模式：IO.O控制白天工作模式。首先东西方向绿灯亮25秒，同时南北方向红灯亮30秒，东西方向绿灯闪烁3秒，黄灯亮2S。随后东西方向红灯亮30秒，同时南北方向绿灯亮25秒，随后绿灯闪烁3秒，黄灯亮2秒。以此循环。信号灯绿灯亮绿灯闪烁东西力冋信号时间25S3S南北方向信号灯红灯亮信号时间30S黄灯亮红灯亮2S30S绿灯亮绿灯闪烁黄灯亮25S3S2S2：夜间模式：当选择开关SA选择夜晚工作模式时，红灯和绿灯停止工作，只有黄灯一直闪烁，闪烁的频率为1HZ（亮500MS灭500MS循环）。1.6.2试验过程中产生的问题与解决方

17、案在编写plc线性结构程序时产生了一开始只亮一边的红灯而另一边的绿灯不亮，经过指导老师的悉心指导与改正得以解决加入中间传递环节，只产生一个输出控制绿灯闪烁与亮的部分并联起来，一开始程序只能进行一个循环，不能再循环经过老师加入最后一个定时器的常闭开关后循环也可以进行1.7课程设计体会心得：通过这次的plc课程设计，平时在学习中不能够透彻理解的知识，通过动手，有了更好的认知，经过老师的指导学到了一些实用的知识，开始的时候我自己就尝试独立来编写这样一个程序,一边编写一边看书，编写成功最后有很大的帮助来源老师，老师指导都很悉心，这个我非常感动。经过这次设计，我更加熟悉了几个定时器的应用区别，对程序要求

18、的分析有了一些经验。此次课程设计也大大的加强了我的自己独立思考的能力。此次课程设计虽然不长，但是它给我们带来了很多收获，有很多东西仍然需要去学习。18参考文摘1、郑凤翼张继研图解西门子S7-300/400系列PLC入门北京电子工业出版社2009.8PLC是一种为适应于各种较为恶劣的工业环境而设计的；PLC具有与计算机相似的结构，是一种工业控制计算机；PLC必须经过用户二次开发编程方可使用。2、柳春生电气控制与PLC(西门子S7-300机型)北京机械工业出版社2010.6随着PLC技术的不断发展，它与计算机技术、自动控制技术和通信技术逐渐融为一体。PLC已从原先小规模的单机开关量控制，发展到包括过程控制、运动控制、智能控制、机器人控制等几乎所有控制领域，并结合网络通信能组成工厂自动化的PLC综合控制系统。近年来，它在工业自动化、机电一体化、传统产业技术等领域的应用越来越广泛，已成为现代工业控制三大支柱之。3、曹金福谭胜富电气控制与PLC北京化学工业出版社201