交通灯系统设计PLC.docx
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交通灯系统设计PLC
摘要
本设计设计的是十字路口的交通灯控制。
针对近年来城市交通的拥挤现象,特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题,介绍集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统。
该系统的安装及使用,大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力。
减少了驾驶员违章的次数,抑制了交通事故的发生、同时能够减轻车辆尾气排放,从而对降低环境污染起到了不可低估的作用。
分析现代城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。
关键词:
PLC;交通灯;控制。
一、绪论
1、设计目的
通过对十字路口交通灯系统的设计,在设计过程中熟练使用西门子公司的S7-200系列产品各基本指令和部分应用指令,根据控制要求进行PLC梯形图编程,解决十字路口交通灯控制的问题。
2、设计内容
图1是一个十字路口的交通灯模拟示意图,R、Y、G分别代表红灯、黄灯、绿灯。
红灯亮表示相应方向的车停止行进,绿灯亮表示相应方向的车可以通行,绿灯闪烁、黄灯亮表示短暂的时间后相应方向的车将改变行进状态,提醒司机朋友做好准备。
图1十字路口的交通灯模拟示意图
3、要实现的目标
如图1所示,本设计具体要求完成以下工作过程:
(1)按一下“启动”按钮,信号灯控制系统开始工作,设此时南北向红灯亮,东西绿灯亮,按一下“停止”按钮,所有信号灯都熄灭。
(2)南北红灯亮维持30秒,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,东西绿灯并维持24秒。
到24秒时,东西绿灯以2Hz的频率闪烁,闪烁3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮,并维持3秒。
东西黄灯亮3秒后熄灭,东西红灯亮,同时,南北红灯熄灭,绿灯亮。
(3)东西红灯亮维持40秒。
南北绿灯亮维持34秒后以以2Hz的频率闪烁,闪烁3秒后熄灭。
在南北绿灯熄灭时,南北黄灯亮,维持3秒后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。
(4)完成
(2)、(3)的整个过程为一个周期,当“启动”按钮按下时,可以周而复始的工作,直至按下“停止”按钮,整个系统才停止工作。
(5)东西绿灯和南北绿灯不能同时亮,东西红灯和南北红灯不能同时亮,否则则自动关闭系统并发出报警信号。
二、系统分析及硬件设计
1、系统工作说明
鉴于设备的限制,我们选择PLC中的S7-200来实现这一功能。
当启动按钮按下后,南北主干道处于红灯状态,东西道路处于绿灯可通行状态。
期间,南北红灯持续30S,我们使用定时器来实现,定时完成以后,开始定时40S,用于东西红灯的定时。
这样,整个控制系统一个周期70S。
南北亮红灯的同时,东西亮绿灯,持续24S,利用定时器实现,随后,东西绿灯闪烁3S,用定时器实现。
闪烁完成后,东西黄灯亮3S,利用定时器实现功能。
在东西红灯定时完成后,南北绿灯定时34S,用定时器完成,然后是3S的绿灯闪烁电路,用定时器实现,闪烁定时到了以后,南北黄灯进行3S的定时,用定时器实现。
至此,控制系统的定时已经完成。
在设计过程中,考虑到安全因素,我们加入报警系统,即出现东西、南北同时绿灯或者同时黄灯或者同时红灯时,报警灯亮,工作人员断开启动按钮,进行维修和调试。
经过分析,十字路口交通灯在工作过程的一个周期过程中,将会出现以下6种状态:
1、南北红灯亮,东西绿灯持续亮;
2、南北红灯亮,东西绿灯闪烁;
3、南北红灯亮,东西黄灯亮;
4、南北绿灯亮,东西红灯亮;
5、南北绿灯闪烁,东西红灯亮;
6、南北黄灯亮,东西红灯亮。
另外,若出现同色灯同时亮的情况,报警灯亮。
2、系统I/O分配
3、PLC外围接线
三、系统软件设计
1、系统流程图
1.1系统设计流程图
1.2系统时序图
1.3交通灯控制系统顺序功能图
2、系统程序设计
4、系统调试
由地址分配表可知,HL0、HL1分别代表南北红灯和东西绿灯。
当系统接通时,南北红灯Q0.0持续亮30S,东西绿灯Q0.1持续亮24S。
24S后,东西绿灯HL1以2Hz闪烁3S。
期间南北红灯HL0亮。
东西绿灯HL1闪烁3S后,南北红灯HL0亮,东西绿灯HL1熄灭,东西黄灯HL5亮。
东西黄灯HL5亮了3S后熄灭,东西红灯HL4亮。
同时,南北红灯HL0熄灭,南北绿灯HL2亮34S。
34S后,南北绿灯HL2以2Hz闪烁3S,东西红灯期间HL4亮。
南北绿灯HL2闪烁3S后熄灭,同时南北黄灯HL3亮3S,东西红灯HL4持续亮。
当南北黄灯HL3亮3S后,南北红灯HL0、东西绿灯HL1同时亮起。
此时为一个系统的周期,在这个周期内东西绿灯和南北绿灯没有同时亮,东西红灯和南北红灯也没有同时亮,系统也没有自动关闭或发出报警信号。
总结
通过本次课程设计,让我学到了很多的东西……
本次设计的是十字路口交通灯PLC控制系统设计与调试,由于这个课题和我们的生活联系很紧密,所以这让我们做起来相对简单一点。
俗话说万事开头难,一开始我们没有头绪,但是在杨老师的指导下,我们慢慢的就理解了,然后就开始了设计。
首先我们自己研究普通的十字交通灯,在了解透彻的情况下。
根据具体的要求,我们提出了可能会遇到的问题。
分析这些问题之后,我们就开始做准备工作。
首先我们做硬件设计,先画原理图和硬件接线图。
在编写程序之前,我们先对基本的电路进行了分析。
起初我们的程序出现了错误,该亮的灯没亮,该灭的等没灭,而且不能进行跳转,在老师一次又一次的分析下,我们对程序进行修改、试验,最后终于成功了。
感谢杨老师在这么炎炎夏日下对我们这一次课程设计的支持以及帮助,我们学到了很多。
对PLC课程进行了进一步的了解。
参考文献
[1].刘美俊主编.西门子PLC编程及应用.北京:
机械工业出版社,2011.7
[2].廖常初主编.PLC基础及应用.北京:
机械工业出版社,2004
[3].廖常初等.PLC的顺序控制编程方法.工业自动化,(香港),1997
[4].廖常初主编.PLC基础及应用.北京:
机械工业出版社,2002
附录
语句表
网络1:
LDI0.0
OM10.0
ANI0.1
=M10.0
网络2:
LDT40
AT44
A2.3
A1.3
OSM0.1
OM0.0
ANM1.0
ANM2.0
=M0.0
网络3:
LDM0.0
AM10.0
OM1.0
ANM1.1
=M1.0
TONT37,+300
网络4:
LDM1.0
AT37
OM1.1
ANM1.2
=M1.1
TONT38,+340
网络5:
LDM1.1
AT38
OM1.2
ANM1.3
=M1.2
TONT39,+30
网络6:
LDM1.2
AT39
OM1.3
ANM0.0
=M1.3
TONT40,+30
网络7:
LDM0.0
AM10.0
OM2.0
ANM2.1
=M2.0
TONT41,+240
网络8:
LDM2.0
AT41
OM2.1
ANM2.2
=M2.1
TONT42,+30
网络9:
LDM2.1
AT42
OM2.2
ANM2.3
=M2.2
TONT43,+30
网络10:
LDM2.2
AT43
OM2.3
ANM0.0
=M2.3
TONT44,+400
网络11:
LDM1.0
=Q0.0
网络12:
LDM1.1
LDM1.2
AT100
OLD
=Q0.2
网络13:
LDM1.3
=Q0.3
网络14:
LDM2.0
LDM2.1
AT100
OLD
=Q0.1
网络15:
LDM2.2
=Q0.5
网络16:
LDM2.3
=Q0.4
网络17:
LDNT101
TONT100,+2
网络18:
LDT100
TONT101,+3
网络19:
LDQ0.2
AQ0.1
LDQ0.0
AQ0.4
OLD
=Q0.6
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