十字路口交通灯信号PLC控制系统设计与调试

．选定方案2.1设计要求系统工作受开关控制，起动开关ON则系统工作；起动开关OFF则系统停止工作。控制对象有八个：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，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。图2-1交通灯示意图高峰时段按时序图二运行，正常时段按时序图三运行，晚上时段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0.4S，暗0.6S的规律反复循环。高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行。图2-2时序图一图2-3时序图二图2-4时序图三2.2选定方案本系统是一个十字路口交通灯的PLC控制系统，利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制。本系统具有一定的智能性，即它可以对交通灯按高峰期、正常期及晚间几个时段进行分段控制。高峰期的控制方案为：（1）南北方向左转弯灯和南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮；（2）南北方向绿灯亮35秒，东西方向红灯继续亮；（3）南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯继续亮；（4）东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮；（5）东西方向绿灯亮25秒，南北方向红灯继续亮；（6）东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。正常期的控制方案为：（1）南北方向左转弯灯和南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮；（2）南北方向绿灯亮30秒，东西方向红灯继续亮；（3）南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯继续亮；（4）东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮；（5）东西方向绿灯亮30秒，南北方向红灯继续亮；（6）东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。晚间的控制方案为：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0.4秒，暗0.6秒的规律反复循环。3方案设计系统采用主程序按键控制模式转换的设计方案，通过主程序三个按键分别控制高峰、正常、夜间三种不同运行模式，进而根据对时间段的判断和分析来执行不同的任务步序。3.1确定I/O点数量及PLC类型分析PLC的输入和输出信号,在满足控制要求的前提下,要尽量减少占用PLC的I/O点。由系统控制要求可见，由控制开关输入的启、停信号是输入信号。由PLC的输出信号控制各指示灯的亮、灭。在交通灯布置图中，南北方向的三色灯共六盏，同颜色的灯在同一时间亮、灭；可将同色灯两两并联，用一个输出信号控制。同理，东西方向的三色灯也依次设计。再加上东西方向左转的灯共16盏，所以其占8个输出点。选择PLC型号：CPU224DC，内部电源供电，继电器输出形式。3.2I/O地址分配表3-1I/O分配表输入输入继电器输入元件作用I0.0SB1高峰模式启动按钮I0.1SB2高峰模式停止按钮I0.2SB3正常模式启动按钮I0.3SB4正常模式停止按钮I0.4SB5夜间模式启动按钮I0.5SB6夜间模式停止按钮I0.6SB7总启动按钮I0.7SB8总停止按钮输出Q0.0KM1控制南北左转绿灯Q0.1KM2控制南北绿灯Q0.2KM3控制南北黄灯Q0.3KM4控制东西红灯Q0.4KM5控制东西左转绿灯Q0.5KM6控制东西绿灯Q0.6KM7控制东西黄灯Q0.7KM8控制东西红灯 图3-1I/O接线图3.3梯形图 3.4指令表4.结果分析4.1程序调试经过设计，想一次性把程序完成是非常难的，在调试中就出现了不少的错误。刚开始的时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起来而且在完成了一个周期后就循环不起来了。那时真的不知道从哪里入手，只好一条一条地检查才发现了一条指令把常闭写成了输出真正的输出口就没有收到信号了。灯虽然是亮了但仍然循环不起来。从梯形图又仔细的看了一次却看不出什么问题出来。突然想起来编程器还可以进行监控于是再在运行的同时进行监控，于是发现了在程序的第一周期一切都运行正常但再运行下去的时候第二周期就再没有反应了，包括里面的辅助继电器，最后发现原来是程序前面没有并上完成这个循环的继电器号。后来就这样把加上其他功能出现的错误也找出来了。虽然找错误是一个枯燥无味的工作，但只要你耐心的去做的话，你肯定能学到有用的动西。4.2难点分析本次设计理想情况其实应该设计为智能交通灯显示，即利用s7-200元件内部时钟与外部时间比较来选通三种不同的运行模式，本设计只是对其路灯起到一个开关的作用，即开关量控制系统。由于所学知识及设备有限，无法对其路灯进行智能化控制，所以在编程时就没把智能控制这一块加上去，再加上编程软件无法下载，在画梯形图方面受到一点阻碍。因为实际的红绿灯控制中行人道的红绿灯和主干道的红绿灯是有这一定的对应关系的，所以在编程前一定要理清它们，这样有利于在编程时简化程序、减少PLC不必要的运算。5.设计总结PLC应用技术是一门实践性很强的专业课，可PLC编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。本次PLC课程设计为期时间两周，自己课题是多时段交通灯的控制。刚开始看到自己的课题及其要求时，有点不知所措。理论中的PLC程序编程，似乎还可以懂晓一点。实践中的我看着课题，却无计可施，但我相信人只要努力克服困难，没有完成不了的任务。通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和网上成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。而且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，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。参考文献[1]张力胜.PLC控制十字交通灯的设计,矿业科学技术,2005,33(2);[2]陈传明.智能交通信号灯配时及优化设计,微机发展,2005,15(3);[3]陈宗梅.交通灯控制系统电路设计,重庆职业技术学院学报,2005,14(2);[4]王蕊.PLC在交通信号灯控制上的应用,2003年第五期;[5]陈胜利,曾谊晖.PLC在控制交通信号灯中的应用,2003年第五期;[6]基于PLC技术的交通信号灯控制与设