PLC十字路口带倒计时交通灯课程设计word文档良心出品.docx

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PLC十字路口带倒计时交通灯课程设计word文档良心出品

十字路口交通灯控制（带倒计时显示）

一、设计目的

（1）通过十字路口带带倒计时显示的交通灯控制装置的设计实践,了解一般电气控制系统的设计过程,设计要求,应完成的工作内容和具体设计方法。

（2）通过设计进一步巩固以往所学的知识,达到灵活应用的目的。

在此过程中培养从事设计工作的整体观念，提高编写和调试语言程序水平。

（3）加强自己的科学研究方法训练和实践锻炼，增强分析问题和解决问题的能力，了解电气控制与可编程控制技术及应用的发展。

二、设计任务

2.1技术要求

采用PLC构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。

系统上电后，交通指挥信号控制系统由一个3位转换开关SA1控制。

SA1手柄指向左45º时，接点SA1-1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图1所示工作时序周而复始，循环往复工作。

正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。

SA1手柄指向中间0º时，接点SA1-2接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，数码管显示99不变。

SA1手柄指向右45º时，接点SA1-3接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮，数码管显示99不变。

如图2.1。

图2.1转换开关示意图

2.2设计思想

当启动按钮按下后，南北主干道处于红灯状态，东西道路处于绿灯可通行状态。

期间，南北红灯持续25S，我们使用定时器T39来实现，T39定时完成以后，T40开始定时30S，用于东西红灯的定时。

这样，整个控制系统一个周期55S。

南北亮红灯的同时，东西亮绿灯，持续20S，利用定时器T41实现，随后，东西绿灯闪烁3S，用定时器T42实现。

闪烁完成后，东西黄灯亮2S，利用定时器T43实现功能。

在南北红灯定时完成后，南北绿灯定时25S，用定时器T44完成，然后是3S的绿灯闪烁电路，用定时器T45实现，闪烁定时到了以后，南北黄灯进行2S的定时，用定时器T46实现。

至此，控制系统的定时已经完成。

在设计过程中，考虑到安全因素，我们加入报警系统，即出现东西、南北同时绿灯或者同时黄灯或者同时红灯时，报警灯亮，工作人员断开启动按钮，进行维修和调试。

经过分析，十字路口交通灯在工作过程的一个周期过程中，将会出现以下6种状态：

1.南北红灯亮，东西绿灯持续亮；

2.南北红灯亮，东西绿灯闪烁；

3.南北红灯亮，东西黄灯亮；

4.南北绿灯亮，东西红灯亮；

5.南北绿灯闪烁，东西红灯亮；

6.南北黄灯亮，东西红灯亮。

另外，若出现同色灯同时亮的情况，报警灯亮南北、东西方向分别表示南北、东西方向有车辆通行。

三、系统总体方案设计

3.1程序设计的基本思路

交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。

红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。

南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯。

交通灯控制示意图如图2所示。

正常控制时：

如图1所示，它是按信号灯置1与置0两种状态绘制的，置1表示信号灯点亮。

SA1手柄指向左45º时，接点SA1-1接通，东西向红灯亮30s，南北向绿灯亮，25s后南北向绿灯闪烁3s，然后熄灭。

在绿灯熄灭的同时，东西向黄灯亮2s，然后熄灭。

在该灯熄灭的同时，南北向红灯亮及东西向绿灯亮，以下的变化规律与上述相同。

到南北向绿灯亮，东西向红灯亮开始第二个循环，以后周而复始地循环动作。

同时南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示相应指示灯的剩余时间值。

非正常控制时：

SA1手柄指向中间0º时，接点SA1-2接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，数码管显示99不变。

SA1手柄指向右45º时，接点SA1-3接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮，数码管显示99不变。

3.2整体工作流程如图3.2所示

图3.2交通灯流程图

四、程序设计分析

4.1程序梯形图

4.1.1绿灯闪烁电路

注：

利用T37、T38自锁控制灯的闪烁

4.1.2南北红灯与东西红灯的定时控制

4.1.3东西绿灯、绿灯闪烁、黄灯的定时控制

注：

东西绿灯、绿灯闪烁、黄灯顺序出现，利用定时器的互锁控制，即T41定时的完成控制T42的开启，T42的完成控制T43的开启。

五、PLC控制系统设计

5.1输入输出地址分配表

输入输出端在PLC中的I/O编址如表4.1所示。

表4.1I/O地址分配表

输入信号

输出信号

文字符号

说明

文字符号

说明

I0.0

SA1-1接通

Q0.0

南北向红灯

I0.1

SA1-2接通

Q0.1

南北向黄灯

I0.2

SA1-3接通

Q0.2

南北向绿灯

Q0.3

东西向红灯

Q0.4

东西向绿灯

Q0.5

南北向黄灯

Q0.6

南北向车灯

Q0.7

东西向车灯

Q1.0

数码管显示

个位计数

Q1.2

Q1.4

Q1.5

Q1.6

Q2.0

数码管显示

十位计数

Q2.1

Q2.2

Q2.3

Q2.4

Q2.5

Q2.6

5.2选择PLC类型

根据上图的I/O分配表通过查阅手册选择S7-200CPU222基本单元（8入/6出）1台+扩张模块0（8出）+扩张模块1（出）

5.3PLC外部接线图

5.4梯形图程序设计

5.5指令表

Network1

LDI0.0

ANT38

=M0.0

Network2

LDM0.0

TONT37,250

TONT38,500

TONT39,10

TONT40,200

TONT41,220

TONT42,260

TONT43,450

TONT44,480

Network3

LDM0.0

ANT37

=Q0.0

Network4

LDM0.0

AT37

ANT38

=Q0.3

Network5

LDM0.0

AT39

ANT41

=Q0.7

Network6

LDM0.0

ANT40

LDM0.0

AT40

ASM0.5

ANT41

OLD

=Q0.5

Network7

LDM0.0

AT41

ANT37

=Q0.4

Network8

LDM0.0

AT42

ANT44

=Q0.6

Network9

LDM0.0

AT37

ANT43

LDM0.0

AT43

ANT44

ASM0.5

OLD

=Q0.2

Network10

LDM0.0

AT44

ANT38

=Q0.1

Network11

LDM0.1

ANT60

TONT43,10

TONT44,20

TONT45,30

TONT46,40

Network12

LDT46

ANT56

TONT47,10

TONT48,20

TONT49,30

TONT50,40

TONT51,50

TONT52,60

TONT53,70

TONT54,80

TONT55,90

TONT56,100

Network13

LDT43

ANT45

LDT46

ANT52

OLD

LDT53

ANT55

OLD

OT56

OI0.1

OI0.2

=Q1.0

Network14

LDM0.1

ANT50

OT52

OI0.2

OI0.1

=Q1.1

Network15

LDM0.1

ANT44

LDT46

ANT54

OLD

OT55

OI0.2

OI0.1

=Q1.2

Network16

LDT43

ANT45

LDT46

ANT49

OLD

LDT50

ANT52

OLD

LDT53

ANT55

OLD

OT56

OI0.2

OI0.1

=Q1.3

Network17

LDT44

ANT45

LDT46

ANT47

OLD

LDT48

ANT49

OLD

LDT50

ANT51

OLD

LDT54

ANT55

OLD

OI0.2

OI0.1

=Q1.4

Network18

LDM0.1

ANT43

LDT46

ANT49

OLD

LDT50

ANT53

OLD

OT56

OI0.2

OI0.1

=Q1.5

Network19

LDM0.1

ANT45

LDT47

ANT49

OLD

LDT50

ANT55

OLD

OI0.2

OI0.1

=Q1.6

Network20

LDM0.1

ANT60

TONT58,50

TONT59,150

TONT60,250

Network21

LDM0.1

OI0.2

OI0.1

=Q2.1

Network22

LDT58

OI0.2

OI0.1

=Q2.2

Network23

LDM0.1

ANT58

OT59

=Q2.4

Network24

LDM0.1

ANT58

=Q2.6

Network25

LDT59

OI0.2

OI0.1

=Q2.5

Network26

LDM0.1

ANT58

OT59

OI0.2

OM0.1

=Q2.0

=Q2.3

六、控制系统仿真

6.1交通灯控制系统仿真

（1）南北红灯亮维持25秒，东西绿灯亮维持20秒。

（2）到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。

（3）在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。

（4）东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。

（5）到20秒时，南北绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。

（6）在南北绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。

南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。

2.七段数码管倒计时显示系统控制仿真

（1）以七段数码管倒计时显示24s和17s为例。

（1）24s其对应的输出为:

Q1.1，Q1.2，Q1.5，Q1.6，Q2.0，Q2.1，Q2.3，Q2.4，Q2.6。

2）17s其对应的输出为:

Q1.1,Q1.2,Q2.0,Q2.1,Q2.2。