PLC控制交通灯系统毕业设计.doc

课 程 设 计 书 系 别：机电系 专 业：电气工程与自动化 班 级： 姓 名： 指导老师： 设计课题: PLC控制交通灯系统设计 设计时间: PLC控制交通灯系统设计 一：设计任务书 交通灯作为城市不可缺少的一部分，已越来越多的走入我们的生活。一直以来交 通灯因复杂的继电器连接而冗长、繁锁，为了很好的解决问题。我们引入了PLC 技术，此系统为双控十字路口交通灯设计；能满足一般性十字路需要！它使用 CPM1A系列PLC，能使交通灯自动工作。工作更可靠，检修也很方便，能满足不 同要求路口！ 二、交通灯控制要求 在交通管理中交通灯的控制系统应用非常广泛,对于一个简单的交通信号灯来 说，有东西方向的红黄绿三色灯和南北方向的红黄绿三色灯。它们的亮灭顺序如 下：当东西方向的绿灯和黄灯亮时，南北方向的红灯亮；反之亦然，当南北方向 的绿灯和黄灯亮时，东西方向的红灯亮。我设计的交通灯控制如下：信号灯的动 作受开关总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环 动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯控制的具体要求：表 1 图 1 交通灯示意图 表 1 交通灯控制要求 ： 东西 信号 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 时间 25s 3s 2s 30s 南北 信号 红灯亮 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 时间 30s 25s 3s 2s 表一所示：当自动开关S1合上后，东西方向绿灯亮25S，绿灯开始闪烁3S，黄灯亮2S。此 过程中南北方向一直为红灯亮。然后，东西方向红灯亮30S，而此过程中南北方向的绿灯亮 25S，绿灯闪烁3S后，黄灯亮2S，如此循环…… 与其顺序是：东西绿灯和黄灯亮30S的时 间里，南北红灯亮30S，此时，绿灯亮25S，闪3S，后黄灯亮2S后灭，自动控制开关S1断 开后，所有交通灯都灭。 三、设计过程 一：总方案说明 利用PLC内部软开关取代继电器从而实现对交通灯的简化控制；选用主要以时间为顺序的循环控制 东西红 南北变 红 红 红 绿 红 黄 南北红 东西变 黄 红 绿 红 红 红 图2控制过程示意图 ＞具体步骤： 选择欧姆龙CPM1A系列PLC8155。 确定各部分的I/O分配、智能单元。 根据要求设计梯形图、总接线图和控制接线图。 使用定时脉冲发生器对红、黄、绿灯进行精确控制。 二:PLC控制方案选择 开关量的逻辑控制 ----开关量的逻辑控制使PLC的最基本控制功能。目前，PLC首用的目标，就是 用于开关量的控制。 数据采集与监控 ----利用PLC自检信号多的特点实现自诊断的式的监控，减少系统的故障，提高 累计平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。 控制电路主要由单稳态触发器、RC电路和反相器构成。电路有两个输入端和三个输出端。本系统硬件上采用可编程并行接口芯片8155，分别控制图2所示的四个组合。AT89C52单片机具有MCS-51内核，片内有8KB?Flash、256字节RAM、6个中断源、1个串行口、最高工作频率可达24MHz，完全可以满足本系统的需要?；与其他控制方法相比，所用器件可以说是比较简单经济的。 SB 1 ，停止按钮 SB 2 ，红黄绿色信号灯各四只，输入 / 输出端口接线如图 2 所示。 由图可见：起动按钮 SB 1 接于输入继电器 X0 端，停止按钮 SB 2 接于输入继电器 X1 端，东西方向的绿灯接于输出继电器 Y0 端，东西方向黄灯接于输入继电器 Y1 端，东西方向的红灯接于输出继电器 Y2 端，南北方向绿灯接于输出继电器 Y3 端，南北方向的黄灯接于输出继电器 Y4 ，南北方向红接于输出继电器 Y5 。将输出端的 COM1 及 COM2 用导线相连，输出端的电源为交流 220V 。如果信号灯的功率较大，一个输出继电器不能带动两只信号灯，可以采用一个输出点驱动一只信号灯，也可以采用输出继电器先带动中间继电器，再由中间继电器驱动信号灯。 图 4输入 / 输出端口接线图 图4交通灯控制系统硬件框图 二、I/O单元的设置 输入、输出I/O分配：SB1 ：0。00；SB2：0。01 接触器：10。00，表示东西绿灯 Y0；10。01，东西黄灯Y1；10。02，东西红灯Y2； 10．03，南北绿灯Y3；10。04，南北黄灯Y4；10。05南北红灯Y5，具体如表3-6 所示： I（输 入） O（输 出） 名 称 地 址 功 能 名 称 地 址 功 能 SB1 0000 起动系统运行 Y0 0500 南北向 绿灯 Y1 0501 南北向