多功能交通信号灯PLC控制系统.doc

PLC技术及应用课程设计书 九江职业技术学院 JIUJIANG VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE PLC技术及应用课程设计题 目: 交通信号灯PLC控制系统 院 系: 电气工程学院 班 级: 自控0901 同组成员: 王剑、武文昌、邱星星 指导教师: 龚素文老师 二0一一年一月五日目 录第1章课题概述21.1课题背景21.1课题要求2第2章总体设计思路与方案42.1 整体方案43.2 顺序功能图6第3章硬件设计73.1 PLC选型73.2 I/O分配733 PLC外部硬件接线图8第4章软件设计84.1 程序指令表84.2 程序梯形图10第5章设计总结14第6章附录14第 15 页 共 16 页第1章 课题概述1.1课题背景可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、网络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。交通十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。那么控制系统是如何实现红、绿、黄三种颜色信号灯有条不紊工作的呢?交通信号灯控制方式很多，可以用电子电路来实现，也可以用单片机编程控制来实现。本文主要介绍如何利用PLC来实现十字路口交通灯的控制。1.1课题要求系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作。控制对象有八个：东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。高峰时段按时序图二运行， 正常时段按时序图三运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 S，暗 0.6 S的规律反复循环。高峰时段、 正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行。时序图一时序图二时序图三第2章 总体设计思路与方案2.1 整体方案1.晚间时段： M2或M5置位，则S30置位，东西黄灯Y6、南北黄灯Y2亮，同时计数器T10开始计时，0.4S后T10的常开触头闭合，S31置位，东西黄灯Y6、南北黄灯Y2熄灭，同时T11开始计时，0.6S后T11常开触头闭合，S30置位，至此晚间时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。2.正常时段：M8、M11、M14其中一个置位，则S40置位，东西红灯Y3、南北红灯Y7、南北左转绿灯Y0亮，同时计数器T15开始计时，5S后S41置位，南北左转绿灯Y0闪烁，T16开始计时，5S后S42置位，南北红灯Y7、南北左转绿灯Y0熄灭，南北绿灯Y1亮，T17开始计时，25S后S43置位，T18开始计时，Y1闪烁，5S后S44置位，南北绿灯Y1熄灭，南北黄灯Y2亮，同时T19开始计时，5S后S45置位，南北红灯Y7、东西左转绿灯Y4亮，T20开始计时，5S后S46置位，东西左转绿灯Y4闪烁，同时T21开始计时，5S后S47置位，东西红灯Y3、南北左转绿灯Y4熄灭，东西绿灯Y5亮，同时T22开始计时，25S后S48置位，东西绿灯Y5闪烁，同时T23开始计时，5S后S49置位，东西绿灯Y5熄灭，东西黄灯Y6亮，同时T24开始计时，5S后S40置位，至此正常时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。3.高峰时段：M17或M20置位后，则S20置位，南北左转绿灯Y0、东西红灯Y3、南北红灯Y7亮, 同时T0开始计时,5S后S21置位,南北左转绿灯Y0闪烁，T1开始计时，5S后S22置位，南北左转绿灯Y0、南北红灯Y7熄灭，南北红灯Y1亮，同时T2开始计时，25S后S23置位，南北绿灯Y1闪烁，同T3开始计时，5S后S24置位，南北绿灯Y1熄灭，南北黄灯Y2亮，同时T4开始计时，5S后S25置位，南北黄灯Y2熄灭，南北红灯Y7亮，同时T5开始计时，5S后S26置位，东西左转绿灯Y4闪烁，同时T6开始计时，5S后S27置位，东西红灯Y3、东西左转绿灯Y4熄灭，东西绿灯Y5亮，同时T7开始计时，25S后，S28置位，东西绿灯Y5闪烁，同时T8开始计时，5S后S29置位，东西绿灯Y5熄灭，东西黄灯Y6亮，同时T9开始计时，5S后S20置位，至此高峰时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。3.2 顺序功能图晚间时段顺序功能图晚间时段顺序功能图高峰时段顺序功能图 正常时段顺序功能图第3章 硬件设计3.1 PLC选型1) 型号选择：输入控制X0、X1，输出端有东西、南北方向红绿黄灯和东西、南北方向左转弯红绿灯共十个输入输出点，选用PLC 型号： FX2N-16MR2) 本设计采用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是选用FX2N-16MR4型号PLC对东西南北的红、黄、绿、左绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。控制过程中采用顺序控制设计法用多个定时器和计数器分时段分频率自动实现对八个控制对象的控制，根据交通信号灯的亮灭规律，可用PLC编程对其实行自动控制。晚上时段黄灯按一定规律亮灭循环，可先用定时器控制其亮灭，再用计数器控制其循环。高峰时段与正常时段可先选时序图中的90S为一个周期，用定时器与计数器先实现一个周期的循环。3) 3.2 I/O分配输 入输入继电器输入元件作用X0SB1启动按钮X1SB2停止按钮输 出Y0KM1控制南北左转绿灯继电器Y1KM2控制南北绿灯继电器Y2KM3控制南北黄灯继电器Y3KM4控制东西红灯继电器Y4KM5控制东西左转绿灯继电器Y5KM6控制东西绿灯继电器Y6KM7控制东西黄灯继电器Y7KM8控制南北红灯继电器33 PLC外部硬件接线图 起动按钮SB1控制系统工作；按钮SB2控制系统停止工作； 控制对象： 东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个， 东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个， 东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个， 东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯个。第4章 软件设计4.1 指令表4.2 程序梯形图 第5章 设计总结经过本次课程设计，让我更加深刻的了解了PLC这门课程，不仅从理论上掌握了课堂上没有学懂的知识，还从实践中拓宽了我的知识面，让我对我们专业的知识有了更加全面的认识，更加清晰的认识到我们专业知识的实用性是如此的强，而且这次课程设计也在一定程度上还锻炼了我们发现问题，解决问题的能力。首先，在本次课程设计我主要是负责PPT与WORD这一块，在这其中遇到了很多问题，也获得了很多意想不到的知识。在每次解决一个问题后都有种久违的满足感，甚至对每发现一个问题都有种莫名的兴奋。在完成课程设计后,我发现我还有许多方面的不足,所了解的知识还远远不够,包括对知识的掌握和各种软件的操作上都有很多不足。但通过这一次课程设计,增强了我们的动手能力,提高了PLC与计算机知识的了解。其次，特别要感谢我们团队的成员，王剑和武文昌同学在设计过程中屡次因为忙于修改方案，调试程序，想解决问题的方法而忘记吃饭、休息，他们废寝忘食的工作态度，让我感动，在此向他们表示我诚挚的谢意！最后我相信，通过这次课程设计，这不仅对我们的专业知识有相当大的帮助，而且我相信这对于我们今后走上社会工作时一定会有很大的帮助！-邱星星在这一周的课程设计中，我组选择了交通灯控制，设计前时我以将自己的思路和整体方案想清楚，运用区间比较、子程序调用、步进来设计程序，软件设计且并用软件来调试很成功的通过。不然，在硬件调试时出现了错误，此时我一脸茫然，我错误的所在是硬件的调试，在这其中并没有找到知识点与理论的错误，调出PLC发现是CDP错误，子程序中不能使用STI、MC、MCR时，我的设计遭到了阻力，我转变思路运用调用但是都没有成功，调用后的程序与当前的状态这个问题，我运用自己现在所学的知识难以解决，不得已放弃了调用，运用我们所学的最基础的知识将程序完成。在设计时要把握好基本知识，将其运用熟悉，要了解PLC里各种指令有用法，在运用功能指令是要注意适可而止，要触类旁通，不要过于钻，放松一下头脑，借鉴别人的经验与方法。本次设计中我主要负责设计编程，我组成员分工协作，分步工作，在我组成员的共同努力下本次设计达到预期目的，我相信通过本设计我以后的工作会更有经