可编程控制器技术课程设计报告.doc

《可编程控制器技术》 课程设计 题目：交通信号灯控制设计 学院：信息工程与自动化 系 ：通信工程 专业：通信工程 年级：061班 姓名：张兴明 学号：200610404118 分数： 一、需求分析 1．1 需求分析 随着社会的发展和进步，上路的车辆越来越多，而且道路建设往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通问题日益突出，经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情况，出现交通混乱。在这个时候道路交通灯的正常运行以及合理的功能就是交通畅通的重要保障。而以往的交通灯大都采用继电器或者单片机来实现，存在着功能少，可靠性差，维护量大等缺点。而采用PLC编程简单，易维护，稳定性高，可以随着不同场合的需要灵活改变程序实现不同的功能需求，而且可靠性高性价比较好，最重要的是plc很适合来控制交通信号灯这类的时序控制系统，从而实现稳定可靠的有条不紊信号灯受启动的控制，当启动按钮时，信号灯系统开始工作，南北红灯亮，禁止通行；东西绿灯亮，允许通行。 并周而复始地循环工作，当时，系统1 、北红灯亮维持 0 秒，在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，并维持 秒，绿灯灭。在东西绿灯熄灭的同时，东西黄灯亮，并维持 秒，到 秒时，东西黄灯灭，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。 2 、西红灯亮维持 秒。南北绿灯亮维持秒熄灭。同时南北方向黄灯亮，并维持 秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。接下去周而复始，直到停止按钮被按止 图1 设计实现功能图 二、系统设计 2.1 流程图及分析 信号灯时序控制流程图如下： 图2 控制流程图 控制图分析：当按下启动开关系统进入工作，南北红灯亮、东西绿灯亮，17秒后东西绿灯熄灭，东西黄灯亮，东西黄灯亮3秒后熄灭的同时南北红灯灭；然后东西红灯亮、南北绿灯亮，17秒后南北黄灯亮，南北绿灯灭，3秒后南北红灯亮，同时南北黄灯灭、东西红灯灭，东西绿灯亮。，系统循环执行。 时序图及分析 系统的各信号灯的时序图如下： 图 3 信号灯 时序图 时序图分析：根据控制流程图画出如下的时序图，启动开关开启后，其电平保持为高电平，各信号灯的一个周期为40秒，用“1”表示高电平，“0”表示低电平，各信号灯的过程为： 南北红灯：20秒的“1”，20秒的“0” 南北绿灯：20秒的“0”，17秒的“1”，3秒的“0” 南北黄灯：37秒的“0”，3秒的“1” 东西绿灯：17秒的“1”，23秒的“0” 东西黄灯：17秒的“0”，3秒的“1”，20秒的“0” 东西红灯：20秒的“0”，20秒的“1” 经过一个周期后各信号灯又开始循环各自的动作。 2.3 接线图及分析 1．输入/输出分配表: 表1 交通信号灯控制电路输入/输出分配表 输入电器 输入点 输出电器 输出点 启动按钮1（X） X0 东西红灯 L1 WE_R 停止按钮2（X） X1 东西黄灯 L2 WE_Y 东西绿灯 L3 WE_G 南北红灯 L4 NS_R 南北黄灯 L5 NS_Y 南北绿灯 L6 NS_G 2．输入/输出接线图: 图4 交通信号灯控制系统的输入/输出接线图 接线图分析：采用 ABB公司的PLC，CPU为07KT97的型号，由24V的直流电源供电，启动和关闭开关都是X，启动输入为X0，关闭输入为X1，当按下X0时系统进入工作，信号灯亮的顺序依次为: 当按下X1时系统停止运行，所有信号灯熄灭 梯形图及分析 根据交通信号灯控制系统的控制要求，采用定时器实现步进控制功能设计出梯形图程序如下图5： 采用ABB公司的PLC编程软件中的AC1131软件，首先在电脑上安装AC1131，根据需求分析现在纸上画出梯形图，然后再在电脑上实现，并观察效果。 梯形图分析： 设计思路:用输出作为下一级的输入或常开开关来控制上一级的灯灭。当有输出时常开开关断开信号灯熄灭。 分析： 当开关X按下后，常开触点T4接通，定时器time1和time2开始计时，同时南北红灯NS_Y和东西绿灯WE_G亮，当定时器time1的et2输出时间为17s时，输出线圈T2 ，T2作为常开触点控制东西绿灯的开关，常开T2触点断开，东西绿灯熄灭；T2作为东西黄灯的输入，WE_Y亮，常闭触点T2和常开触点T1控制东西黄灯，东西黄灯亮的时间为time1和time2的差值为3s。当time1的et1输出时间为20s时，输出线圈T1，常开触点T1断开，东西黄灯（NS_Y）和南北红灯（NS_R）熄灭。东西红灯（WE_R）和南北绿灯（NS_G）亮。T1作为T4和T