基于罗克韦尔PLC的交通灯控制系统设计

1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 电气控制与电气控制与PLCPLC技术技术课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目： 基于罗克韦尔基于罗克韦尔PLCPLC的交通灯控制系统设计的交通灯控制系统设计 院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： （签字） 起止时间：起止时间： 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室： 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计 （论文） 题目 基于罗克韦尔PLC的交通灯控制

2、系统设计 课程设计（论文）任务 课题完成的功能课题完成的功能、 6 个指示灯，前 3 个灯分别代表东西方向的红、黄、绿灯，后 3 个灯分别代表南北方向的红、黄、绿 灯，模拟十字路口交通灯控制的基本运行过程： （1）高峰期，交通灯的工作顺序为红红1s、红绿3s、红黄1s、红红1s、绿红9s、黄红1s 的亮灯顺 序循环； （2）非高峰期，交通灯的工作顺序为红红1s、红绿3s、红黄1s、红红1s、绿红6s、黄红1s 的亮灯 顺序循环； （3）按下南北紧急直通开关按钮后，南北方向绿灯一直都亮，其他灯熄灭，东西方向红灯一直亮， 其他灯熄灭； （4）按下东西紧急直通开关按钮后，东西方向绿灯一直都亮，其他灯

3、熄灭，南北方向红灯一直亮， 其他灯熄灭。 设计任务及要求：设计任务及要求： 1、采用罗克韦尔系列 PLC； 2、方案设计，I/O 分配表； 3、硬件设计和软件开发； 4、运行结果分析； 5、撰写课程设计说明书； 进度计划 1、熟悉课程设计题目，查找及收集相关书籍、资料（2 天） ；2、设计系统的结构原理图（2 天） ； 3、仪表、控制系统等设备的选型（2 天） ；4、程序开发及调试（5 天） ；5、撰写课设论文（2.5 天） ； 6、设计结果考核（0.5天） ； 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 摘 要 随着社会信息科学的发展，控制理论和电子

4、技术也在不断更新，基于微控制 器的高度智能化测控技术逐步成为现实。其中以可编程序控制器为核心因其体积 小、成本低、功能强、简便易行而得到了广泛的应用。 本课程设计是以分析交通信号灯控制系统为基础，以罗克韦尔PLC作为主控 制器，实现对十字路口的交通灯的控制，介绍了基于可编程序控制器在交通系统 的应用，根据所学的PLC有关知识和组态软件有关内容，正确编写系统的梯形图 和流程图程序和分配输入输出地址，合理的设计一个基于PLC的交通信号灯控制 系统。 本文根据车流量来决定信号灯配时的系统的研究设计，用PLC实现单个十字 路口交通信号灯控制的方法。以单个十字路口4相位交通灯为例，采用梯形图编 程，通过

5、实验保证系统运行稳定可靠，并根据不同的交通流量进行控制决策，优 化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通阻塞带来的不利影响。 关键词：罗克韦尔；PLC；交通信号灯；梯形图 目 录 第 1 章 绪论 .1 第 2 章 课程设计的方案 .3 2.1 概述 .3 2.2 系统组成总体结构 .3 2.3 PLC 控制系统 .4 第 3 章 硬件设计 .6 3.1 PLC 概述 .6 3.2 器件选型 .7 3.3 CPU 模块 .8 3.4 以太网模块 .8 3.5 输入输出模块 .8 3.6 电源模块 .9 3.7 控制按钮 .9 3.8 I/O 地址分配 .10 3.9 PLC 的外部接线 .11

6、第 4 章 软件设计 .12 4.1 主程序流程图 .12 4.2 系统程序组态 .13 4.3 梯形图的设计 .16 第 5 章 系统测试与分析 .18 第 6 章 课程设计总结 .21 参考文献 .22 第 1 章 绪论 随着我国国民生活水平的不断提高，城市化的推进与私家车数量的猛增，许 多地方出现了交通超负荷运行的情况，城市交通越来越引起广泛关注，已成为人 们平时谈论话题之一。修建城市高速道路兴起，在高速道路建设完成的初期，它 们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路 的控制，高速道路没有充分发挥出作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决 定了城市高速道路的

7、交通状况必然受高速道路与普通道路的制约。随着我国加入 世界贸易组织，我们不但要在经济、文化、科技等方面与国际接轨，在交通方面 也要达到世界水平。俗话说“要致富，先修路” ，但是路修好了如果在交通控制 方面还是不周全还是无法保障安全，作为交通的核心，信号灯起着至关重要的作 用。 目前由于各种原因，城市交通阻塞问题迫切需要采取各种措施施加以改善。 以往十字路口交通信号灯控制系统设计采用传统的南北和东西各设置红、绿、黄 等控制方法，当对向车辆需要左转和其他方向的车辆需要直行时，容易发生交通 事故，且左转车辆易与人行道上的行人发生抢道现象，使得交通繁忙的十字路口 经常发生阻塞。这种情况下，交通灯的正常

8、运行以及合理的功能就是交通顺畅的 重要保证。传统十字路口交通信号灯控制系统大都采用继电器控制系统或是单片 机控制系统来实现，存在功能少、不易更改控制电路、可靠性差等缺点。而 PLC 编程简单，易维护可以随不同的应用场合灵活改变程序以实现不同的功能需要， 且最重要的是 PLC 适合交通信号灯这类控制系统的时序控制。 罗克韦尔 PLC 是专为工业自动化控制设计的，在面向对象控制这一块，其控 制功能的强大是无法比拟的，通过多种多样的扩展模块，可以做到外部接线简化、 内部工作的高可靠。另外罗克韦尔 PLC 易学易懂，虽然价格贵，但性价比高。也 可以说罗克韦尔 PLC 是一个技术成熟、工作可靠的单片机应

9、用系统。由于稳定性 高，抗干扰能力强，不久的将来，罗克韦尔 PLC 控制系统将会在交通灯方面做出 巨大的贡献。 智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先 进国家已采用智能方式来控制交通信号。出于便捷和效果的综合目的考虑，我们 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。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。另外，由于十字路 口的交通灯控制是实时的，考虑到小型 PLC 的长处是控制而非复杂的逻辑运算， 所以，我们尽量简化逻辑运算，以提高 PLC 的

10、控制输出速度。 本设计采用罗克韦尔 PLC 控制系统，完成对十字路口交通灯的自动控制与监 控，主要实现城市交通路口信号灯自动控制。从而保证了车辆在城市道路各路口 安全及顺畅通行。 第 2 章 课程设计的方案 2.1 概述 本次设计主要是综合应用所学知识，设计基于罗克韦尔 PLC 的交通信号灯控 制系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应 用“罗克韦尔 PLC”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系 统设计的基本方法。可以实现十字路口交通灯的控制。 在该课程设计中，能够较全面地巩固和应用电气控制与 PLC 应用技术课 程中所学的基本理论和基本方法，并能

11、够将罗克韦尔 PLC 应用在实际生活中，能 达到预期的标准。 2.2 系统组成总体结构 根据课设内容要求，确定该系统的设计方案。硬件电路主要由四个部分组 成，即 PLC 控制系统、电源、交通灯等。结构框图如图 2.1 所示。 图 2.1 系统结构框图 该系统的核心为 PLC 控制系统，通过传感器检测道路车辆流通状况，通过 PLC 控制系统控制交通的亮灭情况。南北向和东西向主干道均设置有红绿黄三种 颜色的指示灯。当东西主干道红灯点亮时，南北主干道应依次点亮红绿黄灯；反 PLC 控制 系统 电源 按钮模块 交通灯 之，当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮红绿黄灯。高峰期和非高 峰期分别有不

12、同的时间调配。当遇到急车强通过，不管原来信号状态如何，一律 让急车运行方向的绿灯亮，直到急车通过为止。 2.3 PLC 控制系统 PLC 是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而 发展起来的一种通用工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用以及 维护方便等一系列优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，倍 受用户的青睐。在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，被称为现 代工业技术的三大支柱之一。 其中 PLC 随着科技的发展，有很多厂商生产的 PLC 闻名世界，例如西门子 的 S7-200、S7-300 系列。罗克韦尔的 ControlLogix5

13、561 系列等。先对其以此介绍。 方案一：S7-200 是一种小型的可编程控制器，适用于各行各业，各种场合中 的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中， 或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此 S7-200 系列具有极高的性能/价格比。 它具有极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集 成功能、实时特性、丰富的扩展模块。S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥 其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。 应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域， 包括各种机床、机械、电力设施、

14、民用设施、环境保护设备等等。 方案二：S7-300 是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之 一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震 动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解 决方案。且其具有针对低性能要求的模块化中小控制系统、可配不同档次的 CPU、可选择不同类型的扩展模、可以扩展多达 32 个模块、模块内集成背板总线。 并且它有循环周期短、处理速度高、指令集功能强大（包含 350 多条指令） ，可 用于复杂功能、产品设计紧凑，可用于空间有限的场合、模块化结构，设计更加 灵活、有不同性能档次的CPU模块可供选用、功

15、能模块和 I/O 模块可选择、有可 在露天恶劣条件下使用的模块类型等优点。 方案三：ControlLogix 系统是基于机架的系统，可以提供对使用顺序控制、 过程控制、运动控制和驱动控制的控制系统进行组态的选项，还可提供通信 I/O 功能。Controllogix 系统集中了 Logix 通用平台的多种优点-通用的编程环境、 通用的通讯网络、通用的控制引擎，提供了一个既能满足您高性能应用需求又易 于使用的环境。Controllogix 系统在编程软件、控制器和输入输出诸方面的紧密 集成降低了在试运行和正常操作的开发成本和时间。Controllogix 系统以紧凑的、 经济的产品提供离散控制、驱

16、动控制、运动控制、过程控制、安全控制、便利的 通讯连接、艺术级的输入输出功能。Controllogix 系统是模块化的系统，有效的 设计、建立和修改它，这有助于在培训和工程方面显著的降低成本。并且它还具 有真正意义上的冗余控制器结构提供无扰动切换和高可靠性、提供众多的通讯选 择、更多的模拟量、数字量和特殊输入输出模块、适合顺序、过程、传动、运动 控制的模块化高性能控制平台、每个 Controllogix 控制器可以执行多个控制任务， 减少需要的控制器数量，这样，解决故障、可以在一个机架上使用多个处理器、 通讯模块和输入输出模块等优点。Controllogix 处理器提供可选的用户内存模块 (7

17、50K 到 8M 字节),能解决有大量输入输出点数系统的应用问题(支持多达 4000 点 模拟量和 128，000 点数字量)。处理器可以控制本地输入输出和远程输入输出。 处理器可以通过以太网 EtherNet/IP、 控制网 ControlNet、 设备网 DeviceNet 和 远程输入输出 Universal Remote I/O 来监控系统中的输入和输出。 方案四：单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据 处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中 断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟

18、多 路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机 系统，在工业控制领域广泛应用。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻 辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算 机，和计算机相比，单片机只缺少了 I/O 设备。概括的讲：一块芯片就成了一台 计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域 已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。并具 有结构简单，使用方便，实现模块化、单片机可靠性高，可工作到 106 10

19、7 小 时无故障、处理功能强，速度快、低电压，低功耗，便于生产便携式产品、控制 功能强、环境适应能力强等优点。 目前适用于交通灯控制的中小型 PLC 种类繁多，价格低廉。使设计者会有更 多的选择余地。系统整体造价会比单片机高，但是会保证系统的稳定性。因此经 过以上各控制系统的介绍，可以分析看出，以罗克韦尔系列的 PLC 组成的控制系 统是此次设计交通灯控制系统的最佳方案。 第 3 章 硬件设计 3.1 PLC 概述 1PLC 的分类 按组成结构形式分类： （1）整体式 PLC 整体式 PLC 是将电源、CPU、I/O 接口等部件都集中装在一个机箱内，具有 结构紧凑、体积小、价格低、安装方便的特

20、点。 （2）模块式 PLC 模块式 PLC 是将 PLC 各组成部分分别做成若干个单独的模块，如 CPU 模块、 I/O 模块、电源模块（有的含在 CPU 模块中）及各种功能模块。 （3）叠装式 PLC 将整体式的紧凑、体质小、安装方便和模块式的搭配灵活、安装整齐的优点 相结合，便构成了叠装式 PLC。 按 I/O 点数分类： 小型 PLC 一般 I/O 点数小于 256 点，单 CPU，8 位或 16 位处理器，用户存 储器容量为 4KB 以下，适合于单机控制或小型系统的控制。 中型 PLC 一般 I/O 点数为 256 至 2048 点，双 CPU，用户存储器容量为 2 至 8KB。 大型

21、 PLC 一般 I/O 点数大于 2048 点，多 CPU，16 位或 32 位处理器，用户 存储容量为 8 至 16KB。 2PLC 主要特点 （1）高可靠性 所有的 I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与 PLC 内部电路 之间电气上隔离。 各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰。良好的自诊断功能 一旦电源或其他软硬件发生异常情况 CPU 立即采用有效措施以防止故障扩大。 （2）丰富的 I/O 接口模块 PLC 针对不同的工业现场信号如交流或直流、开关量或模拟量等有相应的 I/O 模块与工业现场的器件或设备如按钮、行程开关等。另外为了提高操作性能， 它还有多种人-机对话的接口模块;

22、 为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的 接口模块等等。 （3）采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型 PLC 以外，绝大多数 PLC 均 采用模块化结构，PLC 的各个部件包括 CPU 电源 I/O 等均采用模块化设计，由 机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。 （4）编程简单易学 PLC 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不 需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。 （5）安装简单维修方便 PLC 不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场 的各种设备与 PLC 相

23、应的 I/O 端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和 故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障，由于采用模块化结构，因此 一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。 3.2 器件选型 目前罗克韦尔 PLC 主要分 5 类： （1）低端为 Micrologix500，编程软件为 RS Logix500。 （2）中端小型机为 SCL500，编程软件为 RS Logix500。 （3）中端新贵族则为 Compact Logix500。 （4）高端主流机型为 Control Logix5000。最大支持 128KB 点 I/O。功能十分强大。 （5）高端老型机为 PLC-

24、5，编程软件为 RS Logix5。 本设计考虑到编程语言的内容多少，以及所需要的输入/输出口和模拟量输入 口数量，选择了美国罗克韦尔公司生产的 Control Logix5000 系列。 ControlLogix500 系列 PLC 具有极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便 捷的操作，丰富的集成功能，实时性强等优点。 ControlLogix 创立了一个新的标准，以让 PLC 在所要求的简单易用的环境中 发挥出更加出色的表现和性能。ControlLogix 控制器在容量可选的存储单元的配 合下，可以支持精确的复杂运算处理，除满足顺序控制、过程控制以外，并且可 以提供快速的运动控制。其处

25、理器是模块化的，允许根据具体应用，选择各种存 储单元规格的不同处理器。多种多样的控制器、通讯模块和 I/O 模块可以不加限 制地组合使用。对于 I/O 接口，不需要专门为之安排一个处理模块，系统就好比 在生长一样，系统网络允许为额外的底板或者背板分配控制资源。ControlLogix 控制器的优点有： 模块化的高性能控制平台可满足顺序控制、过程控制、驱动以及运动控制的 要求。每一个 ControlLogix 控制器可以执行多个控制任务，减少了系统对控制器 的数量要求，进而加快了系统故障的检查。多个周期性的任务可以在不同的时刻 触发，以达到更高性能水平。 3.3 CPU 模块 CPU 是 PLC

26、 的核心，它由控制器，运算器组成。它由程序内存中顺序取出 使用者的程序指令，并对其译码，根据指令功能，发出有序的控制信号，从输入 单元或组件区读取资料，在运算器中进行处理，而后把处理结果给输出单元存入 组件去，不断循环扫描整个程序区，实行预定的控制程序。其处理模式有 3 种， 第一种是 RUN 模式，第二种是 REM 模式，第三种是 PROE。与继电接触器相比， PLC 控制速度快，控制方式采用软接线，并且定时方便、可靠性好，稳定可靠， 故障率低。故本设计采用 PLC 控制，来代替继电接触器。 本设计考虑到编程语言的内容多少，以及所需要的输入/输出口和模拟量输入 口数量，选择了美国罗克韦尔公司

27、生产的 ControlLogix5561 系列。 ControlLogix5561 系列 PLC 具有极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便 捷的操作，丰富的集成功能，实时性强等优点。 3.4 以太网模块 ControlLogix 系列以太网通讯模块，用于控制输入输出模块，在以太网链路 上作为适配器连接分布式输入输出，用消息方式在以太网上和其他设备通讯，作 为网桥将消息传输到其他网络。以太网用于工厂管理，在一个单一、高速网络上 进行配置、数据采集、控制；对时间要求苛刻的应用，有规律的数据发送，连接 Internet/Intranet。本次课设应用的以太网模块为 1756-ENBT。 3.5

28、 输入输出模块 输入模块和输出模块简称 I/O 模块，他是联系外部设备和 CPU 模块的桥梁。 PLC 的对外功能，主要是通过各种 I/O 接口模块与外界联系的，按 I/O 点数确定 模块规格及数量，I/O 模块可多可少，但其最大数受 CPU 所能管理的基本配置的 能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 I/O 模块集成了 PLC 的 I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点 反映输出锁存器状态。输入模块用来接收和采集输入信号，输出模块用来送出 PLC 运算后得出的控制信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。 PLC 有多重 I/O 模块。I/O 分为数字量输入（DI） ，数

29、字量输出（DO） ，模拟量输 入（AI） ，模拟量输出（AO）等模块。 本课题选用数字量输入输出模块。 输入/输出(I/O)模块种类繁多，其中的数字量模块分为交流、直流两大类，本 系统采用 16 点阵断型数字量直流输入模块 1756-IB16D 和直流输出模块 1756- OB32D，在面板上对应有 4 个按键输入，和 6 个指示灯输出。 3.6 电源模块 PLC 配有开关式稳压电源，用来将外部供电电源转换成供 PLC 内部的 CPU、存储器和 I/O 接口等电路工作所需的直流电源。PLC 使用 AC 220V 电源或 DC 24V 电源。内部的开关电源为各模块提供不同等级的直流电源。小型的

30、PLC 可以为输电路和外部的电子传感器（例如接近开关）提供 DC 24V 电源，驱动 PLC 负载的直流电源一般由用户提供。小型 PLC 的电源往往和 CPU 单元合为一 体，大中型 PLC 都有专门的外部电源部件，驱动 PLC 负载的直流电源一般由用 户提供。为防止 PLC 内部重要数据的丢失，PLC 还带有锂电池作为后备电源。 3.7 控制按钮 控制按钮是一种结构简单、使用广泛的手动主令电器，它可以与接触器或继 电器配合，对电动机实现远距离的自动控制，是一种短时间接通或断开小电流电 路的手动控制指令。 按钮的触点形式分为： （1）动合按钮： 外力未作用时，触点是断开的；外力作用时，触点闭合

31、，但外力消失后，在 复位弹簧作用下自动恢复原来的断开状态。这样的触点称为常开触点。 （2）动断按钮： 外力未作用时，触点是闭合的；外力作用时，触点断开，但外力消失后，在 复位弹簧作用下自动恢复原来的闭合状态。这样的触点称为常闭触点。 （3）复合按钮： 由常开常闭触点组成。按下复合按钮时，所有的触点都改变状态，即常开触 点要闭合，常闭触点要断开。但是，这两对触点的变化是有先后次序的，按下按 钮时，常闭触点先断开，常开触点后闭合；松开按钮时，常开触点先复位，常闭 触点后闭合。 3.8 I/O 地址分配 PLC 系统功能实现对输入信号开关量进行采集，通过程序控制和相应的算法 CPU 模块对输入信号进

32、行处理，再将结果经输出模块输出到线圈或者继电器，整 个过程周期性循环进行。根据本课程设计的实际情况，对系统 I/O 点进行分配， 具体分配情况见表 3.1。 表3.1 I/O地址分配表 输入输出 名称地址名称地址 非高峰期启动开关Local:5:I.Data.0东西向红灯Local:9:O.Data.0 高峰期启动开关Local:5:I.Data.1东西向绿灯Local:9:O.Data.1 南北通行紧急开关Local:5:I.Data.2东西向黄灯Local:9:O.Data.2 东西通行紧急开关Local:5:I.Data.3南北向红灯Local:9:O.Data.3 南北向绿灯Local

33、:9:O.Data.4 东西向黄灯Local:9:O.Data.5 东西向红灯Local:9:O.Data.6 3.9 PLC 的外部接线 根据 I/O 地址分配表，进行 PLC 与输入/输出信号的外部接线，PLC 与外设 连接示意图如图 3.1 所示。 图 3.1 PLC 的外部接线图 Control Logix5561 Local:5:I.Data.0 Local:5:I.Data.1 Local:9:O.Data.0 Local:5:I.Data.2 Local:5:I.Data.3 Local:9:O.Data.1 Local:9:O.Data.2 Local:9:O.Data.3 L

34、ocal:9:O.Data.4 Local:9:O.Data.5 Local:9:O.Data.6 第 4 章 软件设计 4.1 主程序流程图 非高峰期交通灯的工作顺序为红红 1s、红绿 3s、红黄 1s、红红 1s、绿红 6s、黄红 1s 的亮灯顺序循环；按下启动按钮进入 PLC 工作状态，根据信号输入， 各个信号灯按照我们规定的时间依次亮起，然后循环往复。非高峰期流程图如图 4.1 所示。 6s 1s 3s 6s 1s 1s 1s 1s 6s 1s 图 4.1 非高峰期流程图 开始 东西红灯亮 东西绿灯亮 东西黄灯亮 南北红灯亮 南北绿灯亮 南北黄灯亮 南北红灯亮 南北绿灯亮 南北黄灯亮

35、4.2 系统程序组态 ControlLogix 5000 系统槽位号如图 4.2 所示。 图 4.2 系统槽位号 在安装有 PSLogix 5000 软件的计算机上，依次用鼠标点击开始所有程序 Rockwell SoftwareRSLogix 5000 Enterprise SeriesRSLogix 5000。打开后从 File 菜 单选择 New,屏幕将显示 New Controller 对话框。从 Type 的下拉菜单中选择 1756- L61 ControlLogix 5565 Controller,在 Revision 的下拉菜单选择 17，在 Name 栏中键 入字母或数字作为处理

36、器的名字，如 bbbb。在 Chassis Type 下拉菜单中选择 1756-A10 10-Slot Controller Chassis.在 Slot 栏内选择 0，与机架中的控制器模块的 位置匹配。在 Create In 栏内键入文件保存路径。创建新的控制器如图 4.3 所示。 图 4.3 New Controller 对话框 可以首先选择模块类型，比如 Digital 表示数字量模块，然后在下拉列表中找 到所需的模块型号即可，如 16 点数字量输入模块 1756-IB16。用鼠标双击选择的 模块，将显示模块属性对话框。Name 槽位起个名字如 IB16，Slot 注意选择的槽 位号码必

37、须与所选模块所处的实际物理位置的槽位号码一致，由于数字量输入模 块 1765-BI16 安装在 1756-A10 机架的实际槽位是 5，因此要在 Slot 中选择数字 5 进行匹配。Electonic Keying 这个特性主要是防止模块插到错误的槽中。当一个模 块插入到 DontrolLogix 机架的槽中时，RSLogix 5000 会将新插入硬件的信息与用 户在项目中为该槽组态的信息加以比较。用户在最初模块组态时，可以选择下列 电子锁选项之一：Exact Match 上面描述的所有参数都必须匹配，否则插入的模块 将拒绝连接；Compatible Module 必须符合下列标准，否则插入的

38、模块将拒绝连接， 并导致处理器上的 I/O 灯闪烁。Module Types,Catalog Number,and Major Revision 必须匹配，而物理模块的 Minor Revision 必须等于或大于软件中指定的。Disable Keying 电子锁不起作用。在这里我们一般选择 Disable Keying，其余组态参数可 选默认值。组态模块的对话框如图 4.4 所示。 图 4.4 数字量输入模块配置对话框 使用同样的方法组态 32 点数字量输出模块 1765-OB32，注意此时的 Slot 槽 位数字变为 9。模块属性对话框如图 4.5 所示。 图 4.5 数字量输出模块配置对

39、话框 4.3 梯形图的设计 在软件设计中，一般采用模块化的程序设计方法，它具有明显的优点。把一 个多功能的复杂的程序划分为若干个简单的、功能单一的程序模块，有利于程序 的设计和调试，有利于程序的优化和分工，提高了程序的阅读性和可靠性，使程 序的结构层次一目了然。 先设计东西干道车辆通行的梯形图再编写南北干道车辆 通行的梯形图。对于每一个干道，又可分为红灯、绿灯、黄灯。主程序流程图如 图4.6所示。 图 4.6 系统整体梯形图 第 5 章 系统测试与分析 将写好的程序下载到罗克韦尔 ControlLogix5561PLC 中，调试运行，达到了 课设预期的效果。试验台上前六个指示灯分别为东西红、绿、黄；以及南北红、 绿、黄。如图 5.1 所示为东西红南北绿的状态，即南北通行。 图 5.1 南北通行状态图 如图 5.2 为东西红灯南北黄灯，即等待通行状态。 图 5.2 东西等待通行状态图 如图 5.3 为禁止通行状态。 图 5.3 禁止通行状态图 如图 5.4 所示为东西绿，南北红，即东西通行状态。 图 5.4 东西通行状态图 如图 5.5 所示为东西黄，南北红，即等待通行状态。1s 后变为南北通行。