《十字路口交通信号灯PLC控制系统》课程设计.doc

《十字路口交通信号灯PLC控制系统》 课程设计 教 案 讲 稿 姓 名： 学 号： 专 业： 09机电一体化 同组人员： 实训时间： 2011年 5月23日 —— 2011年 6月3日 指导教师： 评定成绩： 目 录 一、课程设计的目的与任务要求 二、所需 三、原理及内容 四、系统调试 五、 分析、总结 六、心得体会 十字路口交通信号灯PLC控制课程设计 专业 班级 姓名 学号 随着科技的飞速发展，可编程控制器系统的应用正在不断地走向深入，同时带动控制检测的发展。本实训主要是运用可编程控制器系统来实训一个十字路口交通信号灯PLC控制系统。实训主要采用的是日本三菱公司生产的一种小型整体式PLC。十字路口交通灯是城市的一项重要的设施，本次实训的十字路口交通信号灯PLC控制系统能使交通灯根据高峰时段、正常时段和晚上时段的控制规律进行控制。它能使城市的运行有规律，使市民的出行更加方便。 关键词：十字路口 交通灯 ? 可编程控制器??? 高峰时段 正常时段 晚间时段高峰时段按时序图二（见附图）运行， 正常时段按时序图三（见附图）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 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。 所需 启动开关，根据控制需要用转换开关选择手动控制或自动控制。然后根据选择是进入手动控制子程序，还是自动控制子程序。 图二：手动控制流程图 当选择进入手动控制时，直接根据需要，用输入端的开关按钮直接进行交通灯的状态控制。当转换开关接入手动状态的时候，东西、南北的黄灯闪亮。然后分别按下南北、东西绿灯的控制开关时，分别实现南北绿灯、东西红灯亮，东西绿灯、南北红灯亮，实现了南北，东西红绿灯的互锁；当按下南北、东西的左开关灯的控制开关时，东西左转弯灯、南北红灯、东西红灯亮，南北左转弯灯、南北红灯、东西红灯亮。 图三：自动控制流程图 当转换开关转换到自动控制状态时，程序按照要求时序图进行运行。 图四：晚上时段流程图 图五：高峰时段流程图 图六：正常时段流程图 （2）流程图说明 根据系统实训的要求分自动控制和手动控制两种模式，在自动控制规律下，把一天的时间分为高峰时段、正常时段和晚上时段。为此我们又把流程图细分三个时段：晚上时段的流程图（如图四所示）、正常时段的流程图（如图六所示）和高峰时段的流程图（如图五所示）。 （3）I/O地址的分配 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；所以，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三色灯共九盏，所以其占9个输出点。由此可得系统I/O分配如表2所示： 表1 硬件配置表 名 称 数 量 THPLC-C型网络型可编程控制器实验装置（含PLC和编程电缆） 1 GX编程软件，FX仿真软件 2 PC机 1 表2 系统I/O分配表 输入设备 输入编号点 输出设备 输出编号点 启动开关 X000 东西红灯 Y000 停止开关 X007 东西左转弯灯 Y001 转换开关(自动/手动) X001/X002 东西绿灯 Y002 南北绿灯 X003 东西黄灯 Y003 东西左转弯灯 X004 南北红灯 Y004 东西绿灯 X005 南北左转弯灯 Y005 南北左转弯灯 X006 南北绿灯 Y006 南北黄灯 Y007 (4)控制系统I/O接线图 根据I/O表及PLC的配置图很容易就可以得到PLC端子接线图如下所示： （5）控制系统梯形图 本控制系统的控制原理是：用一路数字量的不同输入状态来判定是否对时钟进行初始化，用一路数字量的不同输入状态分别用作程序的启动和停止控制，每一方向有红、黄、绿及转弯四种信号灯，分别对应四位数字量输出，两个方向共有8位数定量输出；在某一方向用两个延时脉冲定时器分别控制该方向黄灯闪烁的亮、灭时间，根据道路人车流量多少，分别设置各信号灯亮灭时间的长短，通过6个定时器依次交替工作，就可实现各方向交通信号灯的顺序工作。本文所设计的软件由一个主程序和四个子程序（时钟初始化子