毕业设计(论文)-基于PLC的交通灯控制系统组态模型设计与实现-

1、毕 业 设 计题目：基于PLC的交通灯控制系统组态模型设计与实现 姓 名： 所在院系： 电气工程系 所学专业： 电气自动化 班 级： 陆德1101 学 号： 0401110121 指导教师： 基于PLC的交通灯控制系统组态模型设计与实现 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc285999280 摘 要 第三章 可编程控制器程序设计3.1可编程控制器I/O端口分配根据对交通指挥信号灯系统控制要求分析，系统采用自动控制方式，输入有系统开启与停止按钮信号；输出有东西方向、南北方向各两组指示信号。由此可知，该系统所需的输入点数为1，输出点数为8，全部是开关量，则可将I/O分配

2、用示。输入元件输入地址输出元件输出地址开启/停止按钮SB0.00南北绿灯Y010.00南北黄灯Y110.01南北红灯Y210.02东西绿灯Y310.03东西黄灯Y410.04东西红灯Y510.05 甲Y610.06乙Y710.07 交通指挥灯的I/O分配表 PLC的外部接线图3.2.1输入/输出接线列表 根据上述I/O表可知，I/O所需点数只有9点，故选用FX2N-48MR微型PLC即可。则PLC外部输入输出的信号接线如图所示。 3.2.2 PLC外部接线原理图南北GCOM0X0乙灯甲灯东西R东西Y东西G南北RY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0COM2COM1南北YSB南北GCOM0X0乙灯甲灯

3、东西R东西Y东西G南北RY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0COM2COM1南北YSBPLC外部接线原理图3.3程序梯形图及指令语句表3.3.1梯形图程序根据对交通信号灯的控制要求及PLC控制系统的I/O分配的定义，可对PLC进行控制程序的设计，其梯形图如图所示。下面对所设计的梯形图作几点说明：3.3.2梯形图所对应的语句表步序指令器件号说明步序指令器件号说明0LDX000启动22LDT11ANIT423OUTT11南北向车27秒2OUTT0南北红灯25秒24K2703K25025OUTT2南北绿灯闪烁4LDT026K305OUTT4东西红灯30秒27LDT26K30028OUTT3南北黄灯2秒7

4、LDX00029K208ANIT030LDIT09OUTT6东西绿灯20秒31ANDX00010K20032OUTY002南北红灯工作11LDT633LDT012OUTT10东西向车22秒34OUTY005东西红灯工作13K22035LDY00214OUTT7东西绿灯闪烁36ANIT615K3037LDT616LDT738ANIT717OUTT5东西黄灯2秒39ANDT2218K2040ORB19LDT041OUTY003东西绿灯工作20OUTT1南北绿灯25秒42LDY00221K25043ANIT6步序指令器件号说明步序指令器件号说明44LDT664LDT145ANIT765ANIT246

5、ORB66ORB47OUTT12延时1秒67OUTT13延时1秒48K1068K1049LDT1269LDT1350ANIT1070ANIT1151OUTY007东西向车行驶71OUTY006南北向车行驶52LDT772LDT253ANIT573ANIT354OUTY004东西黄灯工作74OUTY001南北黄灯工作55LDY00575LDX00056ANIT176ANIT2357LDT177OUTT22产生1秒脉冲58ANIT278K559ANDT2279LDT2260ORB80OUTT2361OUTY000南北绿灯工作81K562LDY00582END程序结束63ANIT1 第四章 十字路口

6、交通灯的组态控制过程4.1工程的建立和变量定义4.1.1 工程的建立单击文件菜单中“新建工程”选项，自动生成新建工程，将默认的工程名改为：“交通灯.MCG”。点击”保存”按钮,将文件保存,工程创建完成。4.1.2 变量的定义首先对系统的各个变量进行定义。各变量定义如下：变量名变量类型初始值注释Y0开关量0解放南北路绿灯信号Y1开关量0解放南北路黄灯信号Y2开关量0解放南北路红灯信号Y3开关量0团结东西路绿灯信号Y4开关量0团结东西路黄灯信号Y5开关量0团结东西路红灯信号Y6开关量0外部输入南北通车信号Y7开关量0外部输入东西通车信号MOVEX1数值型0东西向1号车位置信号MOVEX2数值型0东

7、西向2号车位置信号MOVEX3数值型0东西向3号车位置信号MOVEX4数值型0东西向4号车位置信号MOVEY1数值型0南北向1号车位置信号MOVEY2数值型0南北向2号车位置信号MOVEY3数值型0南北向3号车位置信号MOVEY4数值型0南北向4号车位置信号4.1.3 设备与变量连接(1)在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。 (2)点击工具条中的“工具箱”图示，打开“设备工具箱”。 (3)单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，弹出设备管理窗口。 (4)在可选设备列表中，双击“串口通讯父设备”。 (5)双击“串口通讯父设备”，在下方出现串口通讯父设备图标。 (6)双击串口通讯父设备

8、图标，将“串口通讯父设备”添加到右侧选定设备列表中。 (7)单击确认并保存。 (8)在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。设备被添加到设备组态窗口中。 (9)用同样的方法将可选设备列表中的“PLC设备”下的“三菱Fx-232”加到“设备0-串口通讯父设备”目录下。(10)双击“设备0-串口通讯父设备”，进入串口通讯父设备属性设置窗口。设置内部属性完成之后单击确认，完成内部属性设置。(11)双击“设备1-三菱Fx-232”，进入三菱Fx-232设备属性设置窗口。设置内部属性完成之后单击确认，完成内部属性设置。4.2画面建立4.2.1工程画面建立(1)在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮

9、，建立“窗口0”、“窗口1”。(2)选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。 (3)将窗口名称改为：交通灯01；窗口标题改为：控制窗口；窗口位置选中“最大化显示”、“固定边”，窗口背景色选为浅蓝色，其他不变，单击“确定”。 (4)选中“窗口1”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。 (5)将窗口名称改为：调试系统；窗口标题改为：调试系统。窗口位置选中“顶部工具条”，窗口边界选择“固定边”，单击“确认”。 (6)在“用户窗口”中，选中“窗口属性”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。4.2.2动画组态图制作 (1)选中

10、“控制窗口”的窗口标题，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。(2)单击工具条中的“工具箱”按钮，打开绘图工具箱。选择“工具箱”内的“矩形”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠标，拉出一个272*167的矩形。再绘制出同样大小的矩形3个 分别置于画面的左上方,右上方,左下方,右下方。将鼠标置于矩形上单击鼠标右键，选择“转换成位图”选项，再次单击鼠标右键，选择“载入位图”，选择从网上下载的图片将其载入矩形框中。载入后如下图：四个角上的图片用来模拟街道四周的建筑物。(3)选择“工具箱”内的“矩形”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠标，拉出一个987*163的矩形。和一

11、个186*641的矩形。调整两个矩形的位置使两个矩形在图像的中间位置相交。点击其中水平方向较长的矩形进入属性设置窗口，将“填充颜色”选为灰色，“边线颜色”选择“无边线颜色”。点击“工具箱”中的“直线”，在主画面64*321位置绘制一条长200单位的直线，点击直线的“属性”，选择“边线线型”选择从下向上的第3个线型，再在“属性”中选择“边线颜色”，选择黄色。将画好的黄色粗线复制1份，置于距原有线的上部5个单位的位置处。在位置637*319处绘制同样属性的两条黄色粗线，过程同上。在垂直方向较长的矩形上同样绘制4条黄色粗线，过程同上。点击“工具箱”，选择“标签”，调整好合适位置在标签栏中输入“解放南

12、路”，将“字体”选为黑体，“字号”选为“小二”，颜色选“红色”。再绘制3个标签，分别在标签中用同样字体输入“解放北路”，“团结东路”，“团结西路”。并将标签调整到合适位置。绘制后效果如图：(4)选择“工具箱”，点击“插入元件”，在“对象元件库”中选择“指示灯7”，共插入4个指示灯，分别置于四个街角处。在“工具箱”中点击“标签”，将“标签”调整好大小，设置“标签”属性，在属性中点击“填充颜色”，选择“填充效果”在“颜色”中选择“双色”，颜色选择“白色”，颜色2选择“蓝色”，“底纹效果”选择“横向”。在标签中输入“团结东灯”。用同样的方法将“团结西灯”，“解放南灯”，“解放北灯”输入标签中，并调整

13、属性。(5)选择“工具箱”内的“矩形”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠标，拉出一个83*58矩形。共绘制同样大小的矩形8个。将矩形转换成“位图”，将下载的汽车图片载入位图。(6)选择“工具箱”内的“矩形”按钮，绘制一983*607的矩形，点击矩形的“属性”，选择“填充颜色”，将填充颜色选为“浅蓝”。点击“编辑条”，选择“置于最后”。最后制作完成效果如下：4.2.3调试系统组态制作（1）在“工具箱”中点击“标签”，将“标签”调整好大小，设置“标签”属性，在属性中点击“填充颜色”，选择“填充效果”在“颜色”中选择“双色”，颜色选择“白色”，颜色2选择“橙色”，“底纹效果”选择“横向”。

14、在标签中输入“团结东西黄灯”。用同样的方法将“团结东西红灯”，“团结东西绿灯”，“解放南北黄灯”，“解放北红灯”，“解放南北绿灯”“南北行车”，“东西行车”输入标签中，并调整属性。（2）选择“工具箱”，点击“插入元件”，在“对象元件库”中选择“指示灯2”，共插入8个指示灯。（3）选择“工具箱”内的“矩形”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠标，拉出一个矩形，点击矩形的“属性”，选择“填充颜色”，选择“填充效果”在“颜色”中选择“双色”，颜色选择“白色”，颜色2选择“蓝色”，“底纹效果”选择“横向”。点击“编辑条”，选择“置于最后”。（4）点击“工具箱”，选择“标签”，调整好合适位置在标

15、签栏中输入“调试系统”，将“字体”选为黑体，“字号”选为“小四”，颜色选“红色”。绘制好的效果如下：4.3 动画连接4.3.1交通灯的动画连接（1）交通指示灯的动画连接(1)双击启动指示灯，弹出“单元属性设置”窗口。 (2)单击“动画连接”选项卡，进入该页。 (3)单击“组合图符”，出现“？”、“”按钮。 (4)单击“”按钮，弹出“动画组态属性设置”窗口。单击“属性设置”选项卡，进入该页，选中“填充颜色”选项卡。 在“填充颜色”表达式中输入“y0”，在“填充颜色连接”项中点击“分段点”将值改为0.5，在“对应颜色”中选择灰色，再点击“增加”，将“分段点”将值改为1.5，在“对应颜色”中选择绿色

16、。单击“确定”按钮。依次对其他指示灯进行同样设置。（2）小车的动画连接（1）双击启动指示灯，弹出“单元属性设置”窗口。（2）单击“动画连接”选项卡，进入该页。（3）单击“属性设置”选项卡，进入该页，选中“垂直移动”栏，进入“垂直移动”栏，在表达式中输入“MOVEX1”，在“最大移动偏移量”栏中输入“1500”，在“表达式的值”中输入“1500”。点击“确定”，一保存属性。（4）用同样的步骤对“MOVXE2”“MOVEY4”进行设定。4.3.2调试系统的动画连接(1)双击启动指示灯，弹出“单元属性设置”窗口。 (2)单击“动画连接”选项卡，进入该页。 (3)单击“组合图符”，出现“？”、“”按钮

17、。 (4)单击“”按钮，弹出“动画组态属性设置”窗口。单击“属性设置”选项卡，进入该页，选中“填充颜色”选项卡。 在“填充颜色”表达式中输入“y0”，在“填充颜色连接”项中点击“分段点”将值改为0.5，在“对应颜色”中选择灰色，再点击“增加”，将“分段点”将值改为1.5，在“对应颜色”中选择绿色。在“表达式”栏中输入“Y0”(6)单击“按钮动作”选项卡进入该页进入按钮动作页，将按钮对应功能设为：数据对象值操作；取反；Y01。 (7) 单击“确认”按钮，退出“单元属性设置”窗口，结束启动指示灯的动画连接。 (8)按照以上步骤依次对其他指示灯进行设置。4.4 脚本编辑打开“交通灯01”窗口，进入

18、“用户窗口属性设置”，选择“循环脚本”，打开脚本程序编辑器，输入以下内容： 行车信号(Y07 Y06)为ON时行(信号由PLC提供)if y07=1 then movex3=movex3+10 if y07=1 then movex4=movex4+10if y07=1 then movex1=movex1+10if y07=1 then movex2=movex2+10 if y06=1 then movey4=movey4+6 IF y06=1 then movey3=movey3+6if y06=1 then movey1=movey1+6if y06=1 then movey2=mov

19、ey2+6车到路口时减速行if y07=1 and (movex3160 and movex3161 and movex4-370 and movex1-430 and movex273 and movey442 and movey3-210 and movey1-256 and movey2-156) then movey2=movey2+4车在停车区外,继续行if (movex3=20) then movex3=movex3+10 if (movex4=11) then movex4=movex4+10if (movey4=25) then movey4=movey4+6if (movey

20、3=12) then movey3=movey3+6if (movex1=-370) then movex1=movex1+10 if (movex2=-416) then movex2=movex2+10if (movey1=-210) then movey1=movey1+6if (movey2=-256) then movey2=movey2+6黄灯亮,车在停车白线后,减速if y4=1 and movex310 then movex3=movex3+4 if y4=1 and movex41 then movex4=movex4+4if y1=1 and movey412 then m

21、ovey4=movey4+3if y1=1 and movey38 then movey3=movey3+3if y4=1 and movex1-381 then movex1=movex1+4 if y4=1 and movex2-430 then movex2=movex2+4if y1=1 and movey1-226 then movey1=movey1+3if y1=1 and movey2=735 then movex3=-250if movex4=750 then movex4=-200if movex1=828 then movex1=-818if movex2=309 then movex2=-780if movey4=555 then movey4=-143if movey3=470 then movey3=-280if movey1=262 then movey1=-490将脚本的“循环时间”设定为50ms，完成操作后点击“确定”。4.5 组态运行完成以上4个步骤后，点击“保存”，然后按“f5”键运行组态，效果如下：第五章 实验结果5.1 实验结果实物图程序调试及结果如下:1.东西红灯亮维持30秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维