新版plc交通灯控制系统

目录1题目背景意义 -1-1.1交通灯的研究背景及意义 -1-1.2交通灯控制系统设计意义 -1-2设计题目介绍 -2-2.1设计内容及规定 -2-2.2交通灯控制系统设计意义 -2-3系统设计方案 -3-3.1设计方案 -3-3.2设计思路流程图 -3-4硬件系统设计 -4-4.1控制系统的模块配备 -5-4.2PLCI/O口设立 -5-4.3硬件接线图 -6- -6-5软件系统设计 -6-6系统仿真调试 -8-6.1软件调试 -8-6.2运行调试 -8-7总结 -10-参考文献 -11-附录： -11- -12- -12- -13- -13- -14- -14- -15- 1题目背景意义1.1交通灯的研究背景及意义随着我国经济的飞速发展，都市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不停增加，都市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等都市交通问题倍感苦恼，例如：绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等待通过。因此提高都市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫，如何才干保持都市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府政策规划的一种重点问题。通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养本身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练，从而能够使我们进行PLC系统设计和实施，并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是：通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作，锻炼了本身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与别人合作的工作作风，这为我们将来的上岗实习做好了充足的准备。1.2交通灯控制系统设计意义随着都市汽车数量的增多和汽车进入家庭步伐的加紧，都市道路交通问题显得越来越重要。公路上经常会看到这种现象：一旦整个路口的交通信号灯出现故障，若没有交警的及时疏导，该路口会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现，存在着功效少、可靠性差、维护量大等缺点，越来越不能适应都市道路交通高速发展的规定。本文对十字路口交通信号灯控制系统，运用可编程逻辑器件PLC做了软件和硬件的设计，能基本达成控制规定。如何采用适宜的控制办法，最大程度运用好耗费巨款修建的都市高速道路，缓和主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和都市规划部门亟待解决的重要问题。如何采用适宜的控制办法，最大程度运用好耗费巨款修建的都市高速道路，缓和主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和都市规划部门亟待解决的重要问题。因此，交通灯的设计是十分重要且迫在眉睫的。随着社会的发展，一种都市的交通与否便捷是衡量其与否含有发展潜力的重要指标，现在，我国大中小都市都出现了交通拥堵的现象，特别是大都市，随着都市机动车量的不停增加，如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的状况，因此，自80年代后期，这些都市纷纷修建都市高速道路，在高速道路建设完毕的早期，它们也曾有效地改善了交通状况。2设计题目介绍2.1设计内容及规定运用西门子S7-300PLC，组态软件WinccFlexible，触摸屏，交换机及外围的有关低压电器，构成控制系统，根据项目规定，编写有关程序，完毕对应的功效，组态人机界面，能够进行模拟仿真。具体规定：（1）制作画面模板，在模板画面中显示“交通灯控制模拟项目”和日期时钟。（2）先组态两个画面，一种为主画面，一种为系统画面。两画面之间能进行切换。（3）在系统画面中作出交通灯控制的系统图。（4）交通灯绿灯亮的时间模拟量数值0～100进行设立。（5）按下启动键时,交通灯开始按以下的时序图运行：东西向绿灯亮25s后，闪烁3次（1s/次），接着东西向黄灯亮，2s后东西向红灯亮，25s后东西向绿灯又亮……如此不停循环，直至停止工作。南北向红灯亮30s后，南北向绿灯亮，25s后南北向绿灯闪烁3次（1s/次），接着南北向黄灯亮，2s后南北向红灯又亮……如此不停循环，直至停止工作。按下停止键时，全部灯都灭。（6）交通灯亮灭的剩余时间可动画显示。（7）交通灯亮时间数值高于90时产生一种交通拥堵的报警。（8）组态报警画面，并能实现系统画面之间的切换。（9）组态一种顾客组“班组长”和一种顾客名“user1“，“user1”属于“班组长”顾客组，“user1”的密码为“000”。“班组长”顾客组的权限为操作和“绿灯亮的时间”。然后在系统画面中的绿灯亮设定安全权限。即普通顾客不能进行绿灯亮设定值的设定，顾客“user1”能够进行设定。（10）组态一种顾客视图画面，规定该顾客名作登录按钮与注销按钮，能显示现在顾客名。能与系统画面进行切换。2.2交通灯控制系统设计意义交通灯控制系统是近当代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。随着我国都市当代化进程的不停推动，交通是影响我国社会经济发展的严重问题，而都市交通问题的核心就是对十字路口交通信号的控制。随着我国都市当代化进程的不停推动，交通是影响我国社会经济发展的严重问题，而都市交通问题的核心就是对十字路口交通信号的控制。现在大多数都市都经常会出现交通拥堵现象，人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。十字路口交通灯的路况画出模拟图如图1所示：图1交通灯模拟图3系统设计方案3.1设计方案(1)完毕控制系统PLC的硬件组态，网络组态。编写程序流程图，完毕系统的梯形图并仿真调试成功，下装到PLC,完毕在线的调试。(2)完毕外部阀门，电机，行程开关等低压电器的选择，及系统的IO清单，系统接线图。(3)按照任务书规定完毕人机界面的组态画面,并下装触摸屏，连接PLC与触摸屏，调试有关的任务。3.2设计思路流程图根据课程设计任务书的任务规定，我初步定下了本次课程设计的大致设计方案。基于越简朴越可靠的考虑，强调设计的实用性，运用简朴次序控制，逐步定时逐步执行，以实现对交通信号灯的基本控制。由于本次设计涉及到两个软件的配合，本图只给出大致的设计思路流程，在具体设计的过程中再进行不同软件承当的功效的分派。东西向绿灯亮25s后，闪烁3次（1s/次），接着东西向黄灯亮，2s后东西向红灯亮，25s后东西向绿灯又亮……如此不停循环，直至停止工作。南北向红灯亮30s后，南北向绿灯亮，25s后南北向绿灯闪烁3次（1s/次），接着南北向黄灯亮，2s后南北向红灯又亮Step7设计思路流程图如图2所示：东西黄灯亮2s东西绿灯亮25s，东西黄灯亮2s东西绿灯亮25s，闪烁3次启动启动东西红灯亮30s东西红灯亮30s南北绿灯亮25s，闪烁3次南北绿灯亮25s，闪烁3次南北红灯亮30s南北红灯亮30s南北黄灯亮2s南北黄灯亮2s图2Step7设计思路流程图WINCC设计思路流程图如图3所示：图3wincc流程图4硬件系统设计4.1控制系统的模块配备模块配备的基本环节：（1）选择SIMATIC300里的RACK300的Rail ；（2）1号槽里选择电源模块（PS）:PS-300选PS3075A；（3）2号槽选CPU模块：CPU300里选CPU315F-2PN/OP里最后一种选V3.1；（4）3号槽空；（5）4号槽信号模块（SM）：SM-300里的DI/DO-300里的第一种；（6）5号槽选SM-300里的AI/AO-300里的第四个；（7）选好后SaveandCompile。控制系统使用西门子S7-300PLC，对应的模块见图4所示：图4S7-300PLC对应的模块4.2PLCI/O口设立PLC的数字量输入类型普通常见的都是DC型号的，就是直流输入，固然也有交流输入。直流输入普通都是24V，外接的信号普通都为无源的开关量信号。所谓开关量信号或者是数字量信号，就是体现出的信号只有两种状态，象开关同样：或者是开或者是关，没有第三种状态。在计算机中体现的是：0或者是1；电气电路中体现的是：接通或者是切断等等。由于输入的外接信号普通都是无源的信号，因此在接入PLC端子时，要提供电源形成适宜的电流回路，在PLC上为方便输入信号的电源供取，提供有24VDC（250MA）直流电源引出端子。PLCI/O口分派地址如表1所示：表1I/O清单输入设备输出设备元件名称地址元件名称地址启动按钮SB1M0.1南北向红灯H1Q1.0停止按钮SB2M0.2南北向绿灯G1Q1.7南北向黄灯Y1Q1.3东西向红灯H2Q0.0东西向绿灯G2Q0.7东西向黄灯Y2Q0.34.3硬件接线图PLC硬件接线图如图5所示：图5S7-300PLC硬件接线图5软件系统设计软件设计重要是PLC梯形图的设计，涉及符号编辑，I/O口的编排等。按下启动键时,交通灯开始按以下的时序图运行：东西向绿灯亮25s后，闪烁3次（1s/次），接着东西向黄灯亮，2s后东西向红灯亮，25s后东西向绿灯又亮……如此不停循环，直至停止工作。南北向红灯亮30s后，南北向绿灯亮，25s后南北向绿灯闪烁3次（1s/次），接着南北向黄灯亮，2s后南北向红灯又亮……如此不停循环，直至停止工作。按下停止键时，全部灯都灭。由任务规定可知，交通灯系统的东西方向，南北方向输出电信号如图6所示。图6东西南北方向交通灯的时序图符号表如图7所示：图7符号表定义6系统仿真调试6.1软件调试打开Step7软件，按规定输入梯形图，看软件与否与PLC可编程控制器正常连接，下载此梯形图到PLC可编程控制器，进行下一步的运行调试。6.2运行调试在硬件调试和软件调试的基础上，运行此程序并进行调试直至程序可按照系统规定运行。按规定运行后，我的打开画面分为4个部分，分别是主界面，系统界面，报警界面，顾客界面。主画面如图8所示：图8主画面（1）制作画面模板，在模板画面中显示“交通灯控制模拟项目”和日期时钟。（2）先组态两个画面，一种为主画面，一种为系统画面。两画面之间能进行切换。（3）在系统画面中作出交通灯控制的系统图（4）组态报警画面，并能实现系统画面之间的切换。（5）组态一种顾客视图画面，规定该顾客名作登录按钮与注销按钮，能显示现在顾客名。能与系统画面进行切换。系统画面如图9所示图9系统画面顾客画面如图10所示：图10顾客画面报警画面如图11所示：图11报警画面7总结对于这次PLC课程设计，我设计了交通红绿灯PLC控制系统。通过将近两个周的设计制作，我完毕了下列内容：使用Step7软件，在Step中按照规定编写了梯型图并且梯形图实现了红灯、绿灯、黄灯亮灭的切换。使用Wincc软件，在Wincc中掌握了添加画面与画面之间的切换，添加I/O域、按钮，I/O域属性的设定。I/O域属性选择对应的变量。组和顾客，顾客User1设立密码。模拟量报警，上升沿有效，超出90报警，报警界面亮。然后在Wincc中集成到Step7，点击设备相连接。设计的步聚和基本办法。通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程办法，对PLC的工作原理和使用办法也有了更深刻的理解。PLC课程设计是学习电厂开关量控制技术的重要实践环节，其目的是通过课程设计的实践，使学生巩固和深化对有关专业理论知识的理解；培养学生运用所学知识和技能，配合有关技术资料的查阅，独立分析和解决生产实际中有关工业控制实际问题的能力；进一步提高学生对PLC控制系统分析、设计的能力。规定学生理解可编程控制器的原理、