PLC交通红绿灯设计.docx
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PLC交通红绿灯设计
摘要•
ABSTRACTII
第1章绪论1
1.1设计目的1
1.2设计的主要内容1
第2章PLC的结构及设计原理1
2.1PLC的结构1
2.2PLC的分类2
2.3PLC的工作原理2
2.4PLC设计交通灯所用指令介绍3
第3章程序编写5
3.1控制要求5
3.2依据要求画时序图6
3.3交通灯程序图7
程序调试10
结论11
致谢12
参考文献13
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。
先根据要求画出时序图，再利用CX-Programmer软件进行编程，并用
MicrosoftOfficeVisio2003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
ABSTRACT
Thecurriculumdesignismainlytocompletethetrafficintersectiontrafficlights
design,controlobject:
Northandsouthmainroadsandtrunkroad,therearesixtraffic
lights,whichturnleftturnred,yellow,greenthree;straightlineisred,yellow,green
n
three;NorthandWestRoadandEastandWestarered,yellow,greenthreetraffic
lights,andCX-Programmersoftwarefortheprogramming,andOfficeVisio
Microsoft2003softwaretomakeprogrammingmoreeasytounderstand.Thereaso
whytheapplicationofPLCtechnology,becausemanyprojectshavebeenusingPL
C
todesignprocedures,becausetheprogrammablecontroller（PLC）tothecoreofthe
l
e
system,thegeneraluseoftherelaycontactorcontrolsystembasedontheelectrica
schematicdiagramoftheprogramdesign,easytoextend,easytoexpand,flexible,
andsimplestructure,stronganti-interfereneeability.SIEMENSprogrammabk
controllerinstructionisrich,canbeconnectedtoavarietyofoutput,inputexpansior
equipment,awealthofspecialequipment,inwhichtheanaloginputdevicesandcommunicationsequipmentisinlinewiththerequirementsoftrafficlightcontrol
Keywords：
Trafficlight；Technology;Ladderdiagram
第1章绪论
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、按要求画出各时间段交通灯的时序图。
2、CX-Programme软件进行此次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
2.1PLC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莫块、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2-1PLC的基本结构框图
2.2PLC的分类
1、按PLC的结构形式分类：
①整体式；②模块式。
2、按PLC的I/O点数分类：
①小型256点以下；②中型256点以上，2048点以下；③大型2048点以上。
3、按PLC功能分类：
抵挡型，中挡型，高档型。
2.3PLC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
用户输出设备
输、
一
输入锁存器
输入映象寄存器
输岀映象寄存器
输岀锁存実
输岀端子
人端子
PL
L
■
■
10
日
用户输入设备
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。
2.4PLC设计交通灯所用指令介绍
1、LDOUT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旨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。
Q.0010.00
1IE；
图2-3LD及OUT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（AndInverse）:
本指令（叫与反指令）适用于和接点串联的常闭接点。
图2-4AND及ANI指令符号
3、ORORI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（OrInverse）:
这条指令（叫或反指令）适用于和接点并联的常闭接点。
000
II1
1000
11
0.04
11
001
0.02
10.01
11
H
CH
005
-H
图2-5OR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2-6TIM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
东西左转绿
东西直行红
东西直行黄
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
东南西南东北西北绿
3.3交通灯程序图
a.0DQ.01
TIIA-
20.M
Eo.aa21.od
HIM-
TIH0I2
20.00
】OOn弓走时器越播号
lOOnn定时器郵寸器号
语畫值
loans定科器
删寸器号
】00皿走科器卸搐号
lOQnn定时器删寸器号
虚时器）［BCD娄
辰时器）［5CD类塑］
産时器）［an娄型］
辰时器）［JCD型妙
设蚤值
设盘值
设贵佰
设養值
设蚩值
lOOrfiS定时器定时器号
lOOmi左时鶴定时器号
lOOmz活时話
走时器号
lOOmz走时器
走时器号
100ms定时器
是时器号
100ms走时器
定时器号
淀时器〕
淀时器〕
建时器〕
徒时器〕
睫时器〕
[BCD类型]
[BCD类型]
〔BCD类型]
[BCD賞型】
[BCD类型]
[BCD类型]
20.00
002
nwoos
TIM007
HM009
TIMO10
nwoi]
TIMOOO
nnooe
HM003
riMoii
HMOOfT
HA-
HM00S
Hd-
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HM010
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UM012
HA-
nwoos
Hzl-
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HMOLI
HM012
-kl-
10.OB
-O-
11.M
-o
11.05
o-
is.ro
-O-
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12.（J2
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11.01
-O-
1102
-O-
12.06
-o
11.00
O
U.K
-K>
11.05
o
1101
-O
12.D5
o
21.M
-o-
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。
此次设计PLC交通灯我们先按照要求将问题分析一清二楚，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。
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
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机械工业出版社，2010
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［M］北京：
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［10］罗宇航•流行PLC实用程序及设计。
［M］西安：
西安电子科技大学出版社，2007
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