十字路口交通信号灯PLC控制系统设计.doc

电气控制课程设计报告电气控制课程设计评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100）自动化专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院2013年07月12日十字路口交通信号灯PLC控制系统设计1控制要求1.1系统受开关控制启动电源开关则系统工作；关闭电源开关则系统停止工作。启动上班开关则系统工作在上班状态；启动下班开关则系统工作在下班状态。1.2控制对象典型路口的交通灯示意图如图1所示东西方向红灯两个，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；东西方向左转绿灯两个；南北方向左转绿灯两个；东西人行道绿灯四个；南北人行道绿灯四个。要求东西绿灯和南北绿灯不能同时亮，上电后首先东西绿灯和南北红灯亮，然后分别是东西黄灯、东西左转灯、南北绿灯、南北黄灯、南北红灯、南北左转灯依次顺序亮，东西和南北人行道绿灯与对应的东西、南北绿灯控制方式保持一致。图1 一个典型路口的交通灯示意图1.3控制规律6:0023:00按照图3来运行，其时序图如图2所示。23:006:00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0.5秒，暗0.5秒的规律反复循环。图2 系统控制时序图028s 3040s4068s 7080s图3 控制过程2系统硬件设计系统硬件设计包括PLC的硬件配置、I/O地址分配。2.1硬件配置根据交通信号灯控制系统的要求，PLC具体硬件配置如表1所示。表1 PLC配置说明序号名称订货号说明数量1CPU模块6ES7 314-1AF10-0AB0CPU 31412电源模块6ES 7307-1KA00-0AA0PS 307 10A13开关量输入模块SM3216ES7 321-1BL00-0AA0DI 32*DC24V14开关量输出模块SM3226ES7 322-IBL00-0AA0DO 32*DC24V/0.5A12.2 I/O地址分配交通灯控制系统中输入/输出信号具体地址分配表如表2所示。表2 开关量I/O信号一览表输入信号输出信号功能输入端口地址功能输出端口地址电源开关I0.0东西绿灯Q4.0上班按钮I0.1东西黄灯Q4.1下班按钮I0.2东西红灯Q4.2东西左转灯Q4.6南北绿灯Q4.3南北黄灯Q4.4南北红灯Q4.5南北左转灯Q4.7东西人行道绿灯Q5.0南北人行道绿灯Q5.12.3 顺序控制步骤切换图根据系统硬件和控制要求，控制切换图如图4所示：启动开关东西绿灯亮25s东西绿灯闪3s东西黄灯亮2s东西红灯亮50s东西左转灯亮7s东西左转灯闪3s南北红灯亮40s南北绿灯亮25s南北绿灯闪3s南北黄灯亮2s南北红灯亮10s南北左转灯亮7s南北左转灯闪3s图4 控制时序切换方式3 PLC外部接线图交通信号灯控制系统PLC外部接线图如图5所示图5 PLC外部接线图4 控制程序根据控制要求，使用梯形图编写控制程序如下：5 系统运行调试及S7-PLCSIM仿真打开仿真窗口，然后将数据块和代码下载到仿真PLC中，然后将方式开关置于RUN状态下，按下上班按钮东西绿灯、东西人行道绿灯亮、南北红灯亮，东西绿灯、东西人行道绿灯亮25s后闪烁3s，然后东西黄灯亮2s，然后东西红灯亮、东西左转灯亮7s后闪烁3s然后南北红灯灭、南北绿灯、南北人行道绿灯亮25s闪烁3s，然后南北黄灯亮2s然后南北红灯亮、南北左转灯亮7s闪3s，这样周而复始的循环工作。当按下下班按钮时，东西、南北黄灯闪烁。当按下电源总开关时，所有信号灯都关闭，整个系统停止工作。仿真图如图6、图7所示图6 东西方向绿灯亮时的状态图7 东西方向左转时的状态6 心得体会与总结通过本次课程设计，加深了我对课堂所学知识的了解和掌握，并且学会了从整体考虑问题，把多学科的知识综合起来运用。通过本次设计，使我掌握了通过PLC控制十字路口交通灯的原理，加深了对PLC结构和原理的认识，对PLC编程原理有了个系统的认识。通过这次课程设计，掌握了定时器电路的设计，对PLC的执行过程有了深