PLC交通灯课程设计说明书-基于松下FP-C40型可编程控制器实现交通灯控制

华北水利水电学院PLC原理及应用课程设计说明书2012——2013学年第1 学期姓学名：号：XXXXXXXXXXXXX专业班级：XXXXXXXXX指导教师：XXX院 、 系： 机械学院目录课程设计任务书 2一、前言 3二、PLC简介 32.1、PLC简介 3三、PLC的选型原则 4、PLC机型和容量的选择步骤与原则 4PLC容量的选择步骤与原则 4PLC型号的选择 5四、系统总体方案及硬件设计 5、系统总体方案 5、设计目的 5、设计任务及要求 6、设计思路 7、硬件设计 8、型号选择 8、I/O分配表 8硬件电路图连接 9五、交通灯软件设计 10、计数器 10、计数器工作原理 10、计数器的设置 10、比较指令 11、比较指令对红绿灯的控制 11、比较指令对数码管显示的控制 13六、交通灯的仿真与调试及总结 16、系统的调试过程 16、总结 16附录、梯形图 18参考文献 21课程设计任务书课程设计名称PLC原理及应用课程设计指导教师

专业班级（学生人数本学期承担相应课程教学任务情况

机自056－63（74人）课程设计目的及任务课程设计要求

设计目的：学会设计有一定难度的PLC控制系统设计任务：设计交通信号控制系统1目标；2、根据交通信号控制系统需求目标、提出交通信号PLC控制系统方案；3、设计PLC控制系统硬件电路；4、设计PLC控制系统软件；5、调试PLC控制系统6、写出课程设计报告课程设计目标

PLC设计、试验报告。参考文献及资料

1、吴建强、姜三勇编著《可编程控制器原理及其应用出版社,19989月。2、常斗南主编，《可编程控制器原理应用实验》，机械工业出版社，1998年7月。3、中国期刊网4、其他工控资料一、前言PLCPLC识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人，车，路三它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。二、PLC简介2.1、PLC简介可编程控制器简称可编程控制器简称——PLC将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。PLC、机器人、可编程控制器I/O三、PLC的选型原则、PLC机型和容量的选择步骤与原则、PLC容量的选择步骤与原则随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLCPLCI/O块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面。点数的选择PLCI／OPLC点的I／O量。通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%~15%的裕量来确定。存储容量的选择PLC系统的功能有关，而且还与功能25%算时多留裕量。PLCI／OPLCI／O20%~30%存储容量(字节)＝开关量I／O点数×10＋模拟量I／O通道数×100、PLC型号的选择本次交通灯设计用的是来自日本松下FP1-C40型可编程控制器。C40表示该种型号的可编程控制器有4024个输入40率高达10Hz的脉冲并可同时输入两路脉冲。另外单元还配有RS-232C接口，可PLCPCPC机上的梯形图编程可直接传送到可编程控制FP-1I/OI/OFPI/O数PLC是基于以下四个原因：PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力。通常的平均无障碍时间都在万小时以上；系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善，实用性强；干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干扰PLC；PLC能。四、系统总体方案及硬件设计、系统总体方案、设计目的PLCPLCPLCPLCPLCPLC方面得到训练：学会根据具体被控制对象的实际情况，结合PLC出控制系统的系统需求目标；PLCPLC控制系统方案；制系统方案；PLC基本指令、控制指令、高级指令编写程序的能力；学会PLC控制系统综合调试技术、排除调试中软硬件的故障，优化程序结构等。、设计任务及要求PLC十字路口的车辆以及行人的交通管理。且先南北绿灯亮，东西红灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。南北绿灯和东西绿灯不能同时亮。南北绿灯亮维持5S8S。到5s时，南北绿灯灭，南北黄灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在南北黄灯熄灭后，南北红灯亮维持8s，有数码管显示倒计时，同时东西的绿灯也亮并维持5S。5s3s3s东西红灯亮维持8S5S南北黄灯闪烁3S，熄灭。这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始.当交通繁忙时按下X0时，南北干道的绿灯长亮，东西道路红灯长亮。当交通繁忙时按下X1时，东西干道的绿灯长亮，南北道路红灯长亮。到达夜间时，按下启动夜间模式，东西南北四路口黄灯均闪烁。路口均显示红灯其自动模式流程如下图4-1所示(步1)5s1亮2

(步2)3s1闪2

(步3)5s2亮1

(步4)3s2闪1图4-1自动模式流程图、设计思路续的时间(剩余时间)，设计的规律如下：北北绿黄红绿红黄绿西 黄 红黄绿红红 黄 绿南图4-2交通指挥灯示意图系统启动后，南北方向绿灯亮、东西方向红灯亮。系统启动后，南北方向绿灯亮、东西方向红灯亮。南北直行绿灯亮5秒,与此同时东西红灯亮8秒。38时东西方向绿灯亮。东西绿灯亮5秒熄灭，黄灯闪3秒，然后南北直行绿灯亮5亮并维持8秒。循环执行上述2到4步，实现对交通信号灯的控制。。到达夜间时，按下X2启动夜间模式，东西南北四路口黄灯均闪烁。当有特殊车辆需要紧急通过时，按下X3四路口均显示红灯。当交通繁忙时按下X0当交通繁忙时按下X1时，东西干道的绿灯长亮，南北道路红灯长亮。、硬件设计、型号选择输入控制输入控制X0、X1、X2、X3、X4、X5，输出端有东西、南北方向红绿黄灯及一个数码管显示共十三个输出点，所以选用日本松下公司生产的FP-1系列。、I/O分配表交通灯控制开关X5东西长绿控制开关X0交通灯控制开关X5东西长绿控制开关X0输入南北长绿控制开关X1夜间模式控制开关 X2紧急模式控制开关X3加/减计数控制开关X4aY0输出bcdefg南北绿灯Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7南北黄灯Y8南北红灯Y9东西绿灯Y10东西黄灯Y11东西红灯Y12硬件电路图连接如图4-4所示4-4硬件电路图图4-5数码管对应关系图a对应Y0b对应a对应Y0b对应Y1c对应Y2d对应Y3e对应Y4f对应Y5g对应Y6图5-2五、交通灯软件设计图5-2、计数器、计数器工作原理F118F118（UDC）：可逆计数器指令，该指令的功能为在加/减控制触点的控制下对一指定的寄存器进行加/减计数。可逆计数器必须有三个控制触点才能正常工作，对于本例中的可逆计数器：触点X1为加/触点X1为加/减计数控制触点。X1闭合时，为加计数；X1断开时，为减计数。触点X2为计数触点，X2的开合次数即为计数值。X3X3X3中的内容就一直为零。当X3断开的一瞬间，寄存器WR0DT0中。对于本例，由于PLCWR0的内容为零，故DT0容也为零。、计数器的设置在总开关在总开关X5闭合状态下，首先按下X4开关，使计数器处于加计数状态。如果没有其他特殊情况出现时，果没有其他特殊情况出现时，1s时钟脉冲继R901C以1s为周期重复通/X1X3X5断开时则计数器X2R10X2闭合的一瞬间，DT0中的内容清R10X2一直处于闭合状态时，DT0R10断开的一瞬间，寄存器WR0中的数据被传送到DT0中。对于本例，由于PLCWR0DT016X2DT0X2断开后，计数器从零开始每秒加一，依次循环重复计数。、比较指令、比较指令对红绿灯的控制利用比较指令来实现十字路口的交通灯控制5-3图5-4X图5-4X3Y9、Y12持续亮，同时计数器停止计数并保存已存在的数据。当X3断开时，计数器从以保存的数据开始计数，即四个路口恢复到紧急模式启动前的状态。如下图：在自动控制情况下，当计时器中的数值小于5时，即DT0<5时Y7、Y12接5时，8Y7Y80.2秒为周期频闪，Y12依813时，则Y8Y12不接通，Y9、Y105s，南北红灯也亮。当计数器中的1316Y9Y10熄灭但黄灯Y8Y80.216当使用手动控制按钮时，比较指令则失效。到达夜间时，按下X2启动夜间Y8Y110.2X2断开后四个路口恢复到正常状态，计数器从零开始计时。如下图：图图5-5当交通繁忙时按下X1Y7Y12长亮。同时计数器停止计数并保存已存在的数据。当X1断开时，计数器从以保存的数据开始计数，即四个路口恢复到紧急模式启动前的状态。如下图：图5-6当交通繁忙时按下X0Y10Y9长X0数据开始计数，即四个路口恢复到紧急模式启动前的状态。如下图：5-7、比较指令对数码管显示的控制由于给出的由于给出的PLC学习机上只有一个八段码数码显示管，所以本次设计的倒计时数码管只对各路口出现红灯时才会起作用。由于输出继电器不能同时出现多个相同的，所以利用内部寄存器R11——R180或8196210时，R13接通，数码管5；当计数器显示等于311接通，数码管显示4412时，R153513614时，R17接通，数码管显示7150。在手动控制情况下，数码管均不显示数字。该段程序梯形图如下：5-8六、交通灯的仿真与调试及总结、系统的调试过程PLC与对应输入输出的设备连接起来。FpsoftRUN状态。5s5s维持8s。到5s时，南北绿灯灭，南北黄灯闪烁，闪烁3s后熄灭。在南北黄灯熄5s。5s后，东西绿灯熄，东西黄灯闪烁3s。3s后，南北红灯熄灭，南北绿灯亮，东西红灯亮。之后自动开始第二周期的循环显示。监控运