交通灯设计说明书2.docx

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交通灯设计说明书2

设计说明书

院系：

机电分院自控系

班级：

自动化20801

项目课程：

PLC课程实训

项目名称：

十字路口交通灯控制

组长:

叶晓

组员：

张培

杨鑫张芒芒

张玲玲虞红新

指导老师：

吴老师

芮老师

完成时间：

2010-9-19～2010-9-26

目录

一．绪论

二．项目要求

三．硬件电路设计

3.1外部接线（见图3.1）

3.2I/O分配表（见图3.2）

四．软件电路设计

4.1交通灯的时序图（见图4.1）

4.2交通灯状态表（见图4.2）

五．系统调试

六．总结

附录（交通灯程序）

一．绪论

1.1可编程序控制器定义

可编程序控制器（PLC）是一种以微型计算机为核心的通用工业控制器。

从其产生到现在，PLC的控制功能和应用领域不断扩展，实现了由单体设备的简单逻辑控制到运动控制、过程控制及集散控制等各种复杂控制任务的进步。

现今的PLC在模拟量处理、数字运算人机接口和工业控制网络等各个方面的能力都已大幅度提高，已成为工业控制领域的主流控制设备之一。

1.2PLC特点

1）、硬件配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。

PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。

PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

2）、系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造

　　PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。

这种编程方法很有规律，很容易掌握。

对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。

　　PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的

接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。

更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

3）、体积小，重量轻，能耗低

　　以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。

它的重量小于150g，功耗仅数瓦。

由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

1.3任务规划

目前在城市中，十字路口交通灯十分普遍，交通灯一般采用计算机控制。

本课题要求采用PLC实现现实十字路口带箭头的交通灯的控制，模拟实现真实交通灯控制。

二．项目要求

1.按时序要求编制PLC程序

2.拓展部分：

由HMI修改通行时间

3.接线图

4.时序图

5.拓展任务：

有HMI修改通行时间

三．硬件电路设计

3.1外部接线

图3.1

3.2I/O分配表

I/O地址

外部设备

控制系统中的作用

Y2

D6/D22

南北向直行绿灯

Y3

D5/D23

南北向直行黄灯

Y4

D4/D24

南北向直行红灯

Y5

D3/D25

南北向左行绿灯

Y6

D2/D26

南北向左行黄灯

Y7

D1/D27

南北向左行红灯

Y10

D9/D19

南北向左行绿灯

Y11

D8/D20

南北向左行黄灯

Y12

D7/D21

南北向左行红灯

Y13

D17/D31

东西向直行绿灯

Y14

D14/D32

东西向直行黄灯

Y15

D11/D33

东西向直行红灯

Y16

D18/D28

东西向左行绿灯

Y17

D15/D29

东西向左行黄灯

Y20

D12/D30

东西向左行红灯

Y21

D16/D34

东西向右行绿灯

Y22

D13/D35

东西向右行黄灯

Y23

D10/D36

东西向右行红灯

Y24

D46/D48/D37/D39

南北向人行道绿灯

Y25

D45/D47/D38/D40

南北向人行道红灯

Y26

D52/D50/D41/D43

东西向人行道绿灯

Y27

D51/D49/D42/D44

东西向人行道红灯

根据要求，设计外部接线电路，由I/O地址分配表，决定外部电路的输入和输出。

I/Q分配表

图3.2

四．软件电路设计

4.1交通灯的时序图

图4.1

4.2交通灯状态表

Y27

Y26

Y25

Y24

Y23

Y22

Y21

Y20

Y17

Y16

Y15

Y14

Y13

Y12

Y11

Y10

Y7

Y6

Y5

Y4

Y3

Y2

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

开始

0

1/X

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

M2

0

X

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

X

1

0

0

0

0

X

M3

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

1

0

M4

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

M5

1

0

1

0

0

0

X

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

X

1

0

0

M6

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

M7

1

0

1

0

1

0

0

1

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0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

0

M8

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

M9

1

0

0

1/X

0

0

1

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

M10

1

0

0

X

0

0

1

1

0

0

0

0

X

0

0

1

1

0

0

1

0

0

M11

1

0

1

0

0

1

X

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

M12

1

0

1

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1

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0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

1

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0

1

0

0

M13

1

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1

0

1

0

0

0

0

X

1

0

0

0

1

X

1

0

0

1

0

0

M14

1

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

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0

0

0

1

0

0

1

0

0

M15

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

M16

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

循环

注释1/X:

在Y24中为12s+3s闪烁,在Y26中为17s+3s闪烁.

X：

表示处于闪烁状态.

图4.2

五、系统调试

1.系统接线

根据系统控制要求和I/O接线图进行接线.

2.系统调试

5.2.1输入程序

5.2.2离线模拟调试

确认PLC未被上电后，在编程软件中调出离线模拟，对输出端Y002—Y027的状态进行监控，按照控制要求对各个输出状态进行分析，确认是否符合要求，若不相符，就打开单个指令监控，仔细检查并修改程序，直至指示正确.

5.2.3动态调试

接好电源，进行系统的动态调试，观察演示版上各方向信号灯能否按控制要求动作；否则，检查电路的连接情况并对程序进行修正，直至能按控制要求动作．

六、总结

（1）按控制要求用顺序控制设计法来逐步实现；

（2）程序的逻辑关联从控制过程中挖掘，如:

交通灯中的红黄绿灯的交替是以时间为节点，因此可考虑用定时器来实现；

（3）闪烁功能用特殊辅助继电器M8013（1s时钟脉冲）和定时器相结合来实现；

结合以上四点编写交通灯PLC梯形图程序.

总结：

通过这次的课程设计使我们认识到对于书本上的很多知识还不能灵活运用，有很多我们需要掌握的知识在等着我们去学习.同时本次的设计使我们从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化.此次的交通灯设计给我奠定了一个实践基础，我们会在以后的学习、工作、生活中磨练自己，使自己适应以后的竞争.

最后，感谢老师对我们的精心指导。

交通灯程序

【附录】