复杂交通灯智能控制

1、南通航运职业技术学院毕业设计（论文）班级 机电3091 专业 机电一体化题目 复杂路口交通灯智能化控制系统学生姓名 宣中亚 指导教师 曹京生 2012 年 6 月 5 日摘要PLC可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内

2、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。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。在该设计中，还引入EDA模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。关键字：PLC、计算机技术、工业自动化、EDA模拟。目录第一章 PLC的基础11.1 概述11.2 PLC的特点1第二章 交通灯控制系统设计22.1控制要求22.2 流程图32.3 时序图32.4输入输出42.4 方案一：52.4.1交通示意图：52.4.2硬件选择：52.4.3原理图62.4.4梯形

3、图：82.5 方案二：92.5.1交通灯示意图92.5.2 硬件选择92.5.3 电气原理图102.5.4 梯形图112.5.5 程序调试14第三章 总结15参考文献16第一章 PLC的基础1.1 概述PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义： 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算

4、、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程 。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。总之，可编程控制器是一台专为工业环境应用而设计的计算机，它是将传统的继电器技术，计算机技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置 。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一具体工业应用，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。随着微处理器的出现，大规模、超大规模、集成电路技术的迅速发展和数据通信技术的不断进步，PLC也迅速发展其发展过程大致可以分为三个阶段。1

5、.2 PLC的特点1 可靠性高，抗干扰能力强；2 通用性高，使用方便；3程序设计简单，易学，易懂；4采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便；5系统设计周期短；6安装简便，调试方便，维护工作量小第二章 交通灯控制系统设计2.1控制要求（1）系统启动后，计时器开始计时，南北直行绿灯亮32秒，东西右转绿灯点亮保持56秒，其它红灯亮；（2）南北直行绿灯闪烁3秒，东西右转绿灯保持点亮，其它红灯保持点亮；（3）南北直行黄灯亮3秒，东西右转绿灯保持点亮，其它红灯保持点亮；（4）南北左转以及东西右转绿灯各亮12秒；其它红灯保持点亮；（5）南北左转绿灯闪烁3秒，东西右转绿灯保持点亮3秒；其它红灯保持点亮；（6）

6、南北左转黄灯点亮3秒，东西右转保持点亮3秒；其它红灯保持点亮；（7）东西直行绿灯亮32秒，南北右转绿灯点亮保持60秒，其它红灯亮；（8）东西直行绿灯闪烁3秒，南北右转绿灯保持点亮3秒，其它红灯保持点亮；（9）东西直行黄灯亮3秒，南北右转绿灯保持点亮3秒，其它红灯保持点亮；（10）东西左转以及南北右转绿灯各亮12秒；其它红灯保持点亮；（11）东西左转闪烁3秒，南北右转绿灯保持点亮3秒；其它红灯保持点亮；（12）东西左转黄灯点亮3秒，南北右转保持点亮3秒；其它红灯保持点亮；（13）循环运行。2.2 流程图2.3 时序图2.4输入输出输入输出南北直行红灯Y0南北直行黄灯Y1南北直行绿灯Y2南北左转红

7、灯Y3南北左转黄灯Y4南北左转绿灯Y5南北右转红灯Y6南北右转黄灯Y7南北右转绿灯Y10东西直行红灯Y11东西直行黄灯Y12东西直行绿灯Y13东西左转红灯Y14东西左转黄灯Y15东西左转绿灯Y16东西右转红灯Y17东西右转黄灯Y20东西右转绿灯Y212.4 方案一：2.4.1交通示意图：2.4.2硬件选择：根据设计要求以及经济要求，同时要保证现实操作的可行性，选用三菱型号为FX2N-32MR-001的PLC机型。为了保证发光二极管的正常工作，给每一条支路串上一个限流电阻，此限流电阻根据R=(E-n*Uf)/If:R=(24-3*2)/0.05=360欧姆硬件列表如下：名称型号备注PLC主机FX

8、2N-32MR-001电阻36036个LEDJGD-FX300红，黄，绿各96个电线BVR-1.5mm2/450V长度实测2.4.3原理图2.4.4梯形图：2.5 方案二：2.5.1交通灯示意图2.5.2 硬件选择根据设计要求以及经济要求，同时要保证现实操作的可行性，选用三菱型号为FX2N-32MR-001的PLC机型。名称型号备注PLC主机FX2N-32MR-001按钮XB2-BW33B1CSB1、SB2FU熔断器10A交通信号指示灯220VAC单个灯工作电流不大于1A带箭头指示灯红、绿、黄各12只电线BVR-1.5mm2/450V长度实测2.5.3 电气原理图2.5.4 梯形图 根据控制要

9、求，编写出以下PLC系统梯形图： 2.5.5 程序调试（1）空载调试将程序写入PLC进行空载调试，并查看程序的运行状态。看是否与要求的运行状态一致。（2）带负载调试 经过空载运行，其运行状态符合工作要求。然后将负载接入PLC进行带负载测试。运行状态如下：（1）系统启动后，计时器开始计时，南北直行绿灯亮32秒，东西右转绿灯点亮保持56秒，其它红灯亮之后；（2）南北直行绿灯闪烁3秒，东西右转绿灯保持点亮，其它红灯保持点亮之后；（3）南北直行黄灯亮3秒，东西右转绿灯保持点亮，其它红灯保持点亮之后；（4）南北左转以及东西右转绿灯各亮12秒；其它红灯保持点亮之后；（5）南北左转绿灯闪烁3秒，东西右转绿灯

10、保持点亮3秒；其它红灯保持点亮之后；（6）南北左转黄灯点亮3秒，东西右转保持点亮3秒；其它红灯保持点亮之后；（7）东西直行绿灯亮32秒，南北右转绿灯点亮保持56秒，其它红灯亮之后；（8）东西直行绿灯闪烁3秒，南北右转绿灯保持点亮3秒，其它红灯保持点亮之后；（9）东西直行黄灯亮3秒，南北右转绿灯保持点亮3秒，其它红灯保持点亮之后；（10）东西左转以及南北右转绿灯各亮12秒；其它红灯保持点亮之后；（11）东西左转闪烁3秒，南北右转绿灯保持点亮3秒；其它红灯保持点亮之后；（12）东西左转黄灯点亮3秒，南北右转保持点亮3秒；其它红灯保持点亮之后；（13）循环运行。第三章 总结在设计过程中，经常会遇到这

11、样那样的情况，就是心里老想着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。我趁着做课程设计的同时也对课本知识有了巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。在这段时间的设计里，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时的满富激情到后来汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论了，才能真正的为社会服务，为大家