PLC控制交通灯课程设计.doc

华北水电水利学院PLC课程设计目录封面。1设计任务书。2一、序言。5二、设计目的任务 提出控制要求。5 2.1 设计目的意义。5 2.2 提出控制要求。5三、设计系统方案。 7 3.1 系统接线原理图 。 7 3.2 外部输入功能表。7 3.3 外部输出功能表。83.4 内部继电器。83.5 定时/计数器。 83.6 时间调整计数器C101EV单元值时间对照表。9四、系统软件设计。94.1 系统流程图。9 4.2 系统梯形图。114.3 正常模式下部分输入输出时序图。14五、系统软件说明。 145.1 时间调整系统说明。145.2 夜间模式说明。155.3 正常模式说明。15六、设计参考文献。 16一、 序言交通信号灯的出现，使交通得到了有效管制，既减轻了交通警察的工作量，节省了人力物力，又疏导了交通流量、提高道路通行能力，使得交通事故明显减少。为了实现交通道路的便捷管理，力求交通管理达到先进性、科学化，用PLC实现的交通灯管制控制系统，被实践证明是实现起来简单、经济和有效地。通过分析现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况本人将根据所学PLC知识简单阐述交通灯控制系统的工作原理，给出一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。另外PLC在工业自动化中的地位也极为重要，它广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用将更加突出。二、 设计目的任务，提出控制要求2.1设计目的意义如下图所示，要求在十字路口设计一PLC控制交通灯，设计要简单有效经济，使交通得到了有效管制，既减轻了交通警察的工作量，节省了人力物力，又疏导了交通流量、提高道路通行能力，使得交通事故明显减少。2.2提出控制要求1、 能自动实现南北、东西路口的红黄绿灯循环变换，要求能自动进行夜间和正常（白天）时间模式转变，要求夜间模式（23:0005:00）下各路口均黄灯闪烁。正常模式为南北路口红灯亮，东西路口绿灯亮，最后两秒闪烁提示，然后黄灯亮两秒后东西路口红灯亮，南北路口绿灯亮最后两秒闪烁提示，然后黄灯亮两秒后南北路口红灯亮，并依次循环。既有：禁止通行灯 （亮时为红色9秒）准备禁止通行灯 （亮时为黄色2秒）直通灯 （亮时为绿色7秒）2、 在正常模式内出现交通拥堵时，交警人员能关闭交通灯进行道路指挥，再次开启交通灯时无需进行时间调整。3、有重要来宾到访时能实现任意路口强制通行。4、红灯时间能通过数码管显示。5、任意路口红灯时间过长时能通过按钮减少红灯时间。6、带有时间同步装置，自动辨别夜间与正常模式。三、设计系统方案 根据设计要求设计系统原理图如下，系统采取7输入13输出的接线方式，由于输入输出点数较少，可以采用小型低档的PLC,因此本系统可以采用FP-1系列的C24/C40型号的PLC。其输入为X0X6，输出为Y0Y5控制LED灯,Y8YA控制数码管。所用系统原理图、输入输出和内部继电器及其功用见下列表格。3.1系统接线原理图3.2外部输入功能表X0交通拥堵时关闭及开启交通灯便于交警执勤X1南北方向红灯时间过长时减时按钮X2东西方向红灯时间过长时减时按钮X3东西方向强制通行按钮X4南北方向强制通行按钮X5初始化按钮X6时间调整按钮3.3外部输出功能表Y0南北方向红灯控制Y1南北方向黄灯控制Y2南北方向绿灯控制Y3东西方向红灯控制Y4东西方向黄灯控制Y5东西方向绿灯控制Y8YE八段码数字显示控制3.4内部继电器R6夜间模式南北黄灯闪烁控制R7夜间模式东西黄灯闪烁控制R10初始化时间同步系统开启/关闭控制3.5定时/计数器C100与T10一起构成24小时时间同步系统C101与C100、T10一起构成时间同步调整系统C110正常模式下南北、东西红灯自动循环控制系统T0与T1一起构成夜间模式下黄灯闪烁系统T1与T0一起构成夜间模式下黄灯闪烁系统T2与T3、T4一起构成南北红灯定时系统T3与T4一起构成东西绿灯定时系统T4东西黄灯控制T5与T6、T7一起构成东西红灯定时系统T6与T7一起构成南北绿灯定时系统T7南北黄灯控制T8与T9一起构成正常模式下绿、黄灯闪烁系统T9与T8一起构成正常模式下绿、黄灯闪烁系统T10与C100构成时间同步系统T20同步数码显示定时控制系统T21有夜间转为正常模式时启动定时器3.6时间调整计数器C101EV单元值时间对照表EV101值02423222120191817161514对应时间56789101112131415131211109876543211617181920212223 01234四、系统软件设计4.1系统流程图 4.1.1夜间模式流程图模式判断关闭夜间模式减时系统强制通行系统有无减时输入有无强制通行输入正常模式红绿黄灯依次循环模式判断4.1.2正常模式流程图NN关闭YY4.1.3总流程图关闭夜间模式正常模式模式判断初始化时间同步系统时间调整系统4.2系统梯形图4.3正常模式下部分输入输出时序图五、系统软件说明5.1时间调整系统说明 时间调整系统由时间调整按钮X6，调整计数器CT101，初始化按钮X5,24小时同步计数器CT100，整小时计时器T10，内部继电器R10构成。调整时间时EV101对应值应与所需调整到的时间相符，对应关系见上表3.6。时间调整结束后需按初始化按钮对系统初始化，系统初始化以后不会因关闭交通灯等因素而再次初始化，需再次初始化时仍是先调整时间，然后按初始化按钮。但是如果交通灯意外断电时系统必须重新初始化，否则可能造成夜间与正常模式切换时间错误。5.2夜间模式说明 夜间模式由EV100中相应值启动和切换，由内部继电器R6、R7，闪烁控制计时器T0、T1构成。当自动切换到夜间模式时启动闪烁计时器T0控制R6和R7并使其一0.25秒的间隔进行闪烁，再由R6、R7控制Y1、Y4继而实现十字路口的各向黄灯闪烁。在夜间模式下只能关闭信号灯，不能进入减时系统和强制通行系统。5.3正常模式说明 正常模式由EV100中相应值和启动定时器T21共同启动，其中T21只在每次切换到正常模式的第一个红绿黄灯循环中其常闭触点闭合，其余时间断开，因此具备启动功能。正常模式下由计时器T2、T3、T4控制南北路口红灯，东西路口绿黄灯循环。由T5、T6、T7控制东西路口红灯，南北路口绿黄灯循环。由T8、T9构成闪烁系统控制各方向绿灯将要结束时的闪烁提示。由CT110控制南北与东西方向的红灯自动循环，并由各个红灯控制继电器控制T2、T5的启动与复位。由X1按钮控制南北减时系统，但只有在EV2中值为相应数值时有效，并和T20连用，使其在减时时可同步显示。由X2按钮控制东西减时系统，但只有在EV5中值为相应数值时有效，同样和T20连用，使其在减时时可同步显示。由开关X3控制东西强制通行系统，在闭合X3时，使T2或T5复位，以便在断开X3时使交通灯恢复到强制通行前的状况。由开关X4控制南北强制通行系统，在闭合X4时，同样使T2或T5复位，以便在断开X4时使交通灯恢复到强制通行前的状况。在强制通行情况下减时系统无效，在减时情况下强制通行有效，在任何情况下关闭开关有效，且