当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

城市十字路口智能交通灯的PLC控制设计


明达职业技术学院 毕 业 设 计

城市十字路口智能交通灯的 PLC 控制设计





电气自动化技术 许洪生 电气( 08 电气(2)班 61083222 孙扬 2010 年 12 月 25 日

学生姓名 班 学 级 号

指导教师 完成日期

明达职业技术学院 毕业设计(论文)任务书
机电工程 系电气自动化技术 专业 班级 08 电气(2)班 姓名许洪生 学号 61083222

课题名称:城市十字路口智能交通灯的 PLC 控制设计 已知条件与主要技术参数: 用 PLC 和相关控制电路来设计一个城市十字路口智能交通灯的 PLC 控 制系统。 主要解决的问题和设计(研究)要求: 整个交通灯的工作由 PLC 来控制,同时由双色 LED 七段数码管进行倒 序计时。红绿灯和双色 LED 七段数码管倒序计时是同时工作的。东西方向 直行、左转、右转、人行和南北方向直行、左转、右转、人行的绿灯通过 交替指令交替执行,循环运行。 工作量要求: (1)画出十字路口平面图和 I/O 分配表 (2)画出 PLC 外部接线图和工作流程图 (3)用功能指令编写梯形图 进度计划: 第 15 周:确定题目,查阅相关资料 第 16 周:画出有关流程图、梯形图,写出指令,对硬件和软件进行设计 第 17 周:进行上机调试,不断修改、改进、完善程序软件,初步撰写论文 第 18 周:撰写论文,毕业答辩

设计(研究)思路与参考文献: 参考有关资料根据所给材料和实地观察来设计控制过程,可按照以下步 骤: 1.画出十字路口的平面图。2.确定各方向的红绿灯布局。3.分析红绿 灯的运行规律。4.确定所需 LED 灯的个数和型号。5.列出所需材料表(如 面包板、LED 灯、各种所需形状接线模板等) 。6.画出工作流程图和顺序功 能图。7.画出基本指令梯形图。8.上机运行,修改,直到正确后再用功 能指令编写,调试。9.确定 I/O 点数和选择所需 PLC 型号。10.安装布线。
【参考文献】 [1] 孙振强.可编程控制器原理及应用教程(第 2 版).清华大学出版社,2008. [2] 王阿根.电气可编程控制原理与应用.清华大学出版社,2007. [3] 廖常初.PLC 基础及应用.机械工程出版社,2003. [4] 丁骏一.机械制图教程(CAD).机械工业出版社,1998.

指导教师签字: 指导教师: 职称: 职称: 20 教研室意见: 年 月 日

教研室主任签字: 20 系部意见: 年 月 日

系主任签字:

(系盖章) 20 年 月 日





摘要.......................................................01 摘要 绪论.......................................................01 绪论 的基础知识......................................02 第一章 PLC 的基础知识
1.1 PLC 概述...............................................02 1.2 PLC 的特点.............................................02 1.3 PLC 的工作原理和内部运作方式...................................02 1.4 PLC 的应用.............................................03 1.5 PLC 的发展趋势和主要品牌.................................03

交通灯控制系统的硬件选择...........................04 第二章 交通灯控制系统的硬件选择
2.1 可编程控制器的选择......................................04 2.2 十字路口平面图.........................................04 2.3 十字路口交通灯示意图....................................05 2.4 LED 灯的选择...........................................05

功能指令和数码管介绍 第三章 功能指令和数码管介绍...............................06
3.1 BIN 减法指令(SUB).....................................06 3.2 BCD 码变换指令.........................................06 3.3 七段译码指令(SEGD)....................................07 3.4 交替输出指令(ALT).....................................08 3.5 七段共阴极数码管引脚图设计....................................09

第四章 交通灯控制系统设计......................................10
4.1 交通灯工作流程图设计 ...................................10 4.2 交通灯的 I/O 分配表设计..................................13 4.3 交通灯的外部接线图............................................14 4.4 交通灯的梯形图设计............................................16

小结................................................................21 参考文献...........................................................21 致谢................................................................22 附录................................................................23

明达职业技术学院

城市十字路口智能交通灯的 PLC 控制设计
许洪生
[摘 要] 交通灯作为交通控制的重要组成部分。目前交通灯大部分采用单片机控制,在控 制和维护上存在许多缺陷。可编程控制器的功能日益完善,向小型化、廉价化方向发展。 本设计采用三菱 FX2N 系列 PLC 设计十字路口交通灯,介绍了控制系统的组成和基本原理。 [关键词] 交通灯 PLC 梯形图 关键词]





1918 年,出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。信号灯的出现,使交通得以有效 管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。 随着社会的发展,人们的消费水平不断的提高,私人车辆不断的增加。人多、车多、 道路少的现象更加明显了。这就迫切需要进一步提高道路的运行能力,如何提高呢,那 就是进一步完善控制系统。过去交通灯一般采用手动控制或单片机控制,在控制和维护 上存在许多不足之处。 1969 年, 美国数字设备公司研制出世界上第一台可编程控制器并 在 GM 公司汽车生产线上首次应用成功,实现了生产的自动化控制。此后日本、德国等 相继引用可编程控制器,使之迅速发展起来。20 世纪 70 年代后期,随着微电子技术和 计算机技术的迅速发展,可编程逻辑控制器更多地具有了计算机的功能,做到了小型化 和超小型化。现今,PLC 的价格越来越合理和自动化程度越来越高,在工业自动化中应 用越来越广泛。 为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交 通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,能够更高效地疏导交通,提高交 通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合交通的实际情况 阐述了交通灯控制系统的工作原理, 给出了一种较合理的城市交通灯控制系统的 PLC 设 计方案。

-1-

明达职业技术学院

第一章 PLC 的基础知识
1.1 PLC 的概述
可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员,是为工业控制 应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称 PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种 装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器, 简称 PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程 控制器简称 PLC,PLC 自 1966 年出现,美国,日本,德国的可编程控制器质量优良,功 能强大。

1.2 PLC 的特点
可编程控制器之所以能够高速发展,除了顺应工业自动化的客观需要外,还由于其 具有许多适合工业控制的独特优点,能较好地解决工业控制领域中普遍关心的可靠、安 全、灵活、方便、经济等问题,其主要特点如下: (1)可靠性高,抗干扰能力强 (2)编程简单,操作方便 (3)系统的设计、安装、调试工作量小,维护方便 (4)体积小,能耗低

1.3 PLC 的工作原理和内部运作方式
1. PLC 的工作原理 当 PLC 投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和 输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 在整个运行期间, PLC 的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 (1)输入采样阶段 (2)用户程序执行阶段 (3)输出刷新阶段

-2-

明达职业技术学院

2. PLC 内部运作方式 PLC 内部并非实体上具有继电器、计时器与计数器等硬件,而是以内存与程式编程 方式做逻辑控制编辑,并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少 控制器所需之硬件空间。 实际上 PLC 执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程 式码以扫描方式读入 CPU 中并最后执行控制运作。 整个的扫描过程包括三大步骤, “输 入状态检查”、“程式执行”、“输出状态更新”。

1.4 PLC 的应用
目前,可编程控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械 制造、汽车、轻纺、交通运输以及环保等各行各业。随着可编程控制器性价比的不断提 高, 其应用范围正在不断扩大, 目前可编程控制器的用途大致可以归纳为以下几个方面: (1)开关量的逻辑控制 (2)运动控制 (3)过程控制 (4)数据处理 (5)通信联网 (6)在计算机集成制造系统中的应用

的发展趋势与主要品牌 1.5 PLC 的发展趋势与主要品牌
1. PLC 的发展趋势 近年来,可编程控制器发展的明显特征是产品的集成度越来越高,工作速度越来越 快,功能越来越强,使用越来越方便,工作越来越可靠,具体表现为: (1)向微型化、专业化方向发展 (2)向大型化、高速度、高性能方向发展 (3)编程语言日趋标准 (4)与其他工业控制产品更加融合 (5)与现场总线相结合 (6)通信联网能力增强 2. 目前 PLC 的主要品牌 ABB,松下,西门子,三菱,欧姆龙,台达,富士,施耐德,信捷等。
-3-

明达职业技术学院

第二章 交通灯控制系统的硬件选择
2.1 可编程控制器 PLC 的选型
PLC 的选型问题在系统的设计中很重要,在交通灯的设计中也同样比较重要,不管 从安全、可靠,还是经济上考虑,都应该选择相匹配的型号可编程控制器去控制系统的 运行。如何选择相匹配的可编程控制器呢?大概应该从以下几点来考虑、选择: (1)可编程控制器的结构 (2)I/O 点数 (3)用户存储器的容量 (4)电源、接地等 综上所述,这次交通灯的设计选择 PLC 的型号为: 三菱 FX2N-80MR-001 型 PLC,再加上 10 个左右扩展单元输出点数。

2.2 十字路口平面图
每个地方十字路口的平面图都有不同之处, 我这次设计交通灯十字路口的平面图是 六车道的。我个人认为比较合理,每个车道都可以独立通行,互不影响。路口平面图如 图 2-1 所示。


西





图 2-1 十字路口平面图

-4-

明达职业技术学院

十字路口交通灯示意图 2.3 十字路口交通灯示意图
本次设计交通灯的布局是每个方向从左到右分别是:向左、向前、向右和 LED 数码 管计时器。再加上每个方向人行道两头的人行红绿灯。具体如图 2-2 所示:


西





图 2-2 交通灯示意图

2.4 LED 灯的选择
本次设计的交通灯共用到两种型号的 LED 灯。一种是红绿双色三引脚变色 LED 灯, 另一种是红绿黄三色四引脚变色 LED 灯。具体选择如表 2-1 所示。 表 2-1 LED 型号
型号 耗散功 率/W 0.1 正向电 压/V <2.5 反向电 压/V >5 正向电 流/mA 40 反向电 流/mA <=50 反光颜色 材料 封装形 式与外 形 ¢ 5mm 全 塑 封,3 端 ¢ 10mm 全 塑 封,4 端

2EF313( 双 色)

红、绿

GaP/ GaAsP

2EF103( 三 色)

0.2

<3.0

>6

30

<=50

红、绿、黄

GaP/ GaAsP

-5-

明达职业技术学院

第三章 功能指令和数码管介绍
减法指令(SUB) 3.1 BIN 减法指令(SUB)
二进制减法指令:FNC21 SUB [S1·] [S2·] [D·] 。其中[S1·]、[S2·]

为被减数和减数源元件,[D·]为差目元件。功能:将指定两个源软元件中有符数,进 行二进制代数减法,相减结果差送入指定的目元件中。 二进制减法指令概要如表 3-1。 表 3-1 二进制减法指令概要
助记符 SUB FNC21 减法 功能 [S1.] 把两数相减,结果 存放到目标元件 中 [S2.] 操作数 [D.] KnY、V、KnM、 KnS、Z、T、C、 D SUB、SUBP DSUB、DSUBP KnX、KnY、V、 KnM、KnS、Z、 T、C、D、K、H 程序步

SUB 指令进行的是二进制有符数减法代数运算,减法指令影响标志位: ①相减结果为 0,零标志位 M8020=1; ②相减发生借位,借位标志 M8021=1; ③若相减发生进位,进位标志 M8022=1。若将浮点数标志位 M8023 置 1,则可以进 行浮点数减法运算。 图 3-1 为减法指令 SUB 的示例梯形图,对应的指令为:SUB Kl0 D10 D20.

图 3-1 减法指令 SUB 举例 在图 3-2 中,如 X010 接通,执行减法运算,将 10 与 D10 中的内容相减,结果送入 D20 中, 并根据运算的结果使相应的标志位置 1。 SUB 指令的 32 位脉冲操作格式为: (D) SUB (P)[S·] [D·],这时,指令中给出的是源、目软元件的首地址。

3.2 BCD 码变换指令
BCD 码变换指令: FNC18 BCD [S·] [D·]。 其中[S·]为被转换的软元件, [D·]

为目标软元件。功能:将指定软元件的内容转换成 BCD 码并送到指定的目软元件中去。 再译成 7 段码,就能输出驱动 LED。 BCD 码变换指令概要如表 3-3。
-6-

明达职业技术学院

表 3-2 BCD 码变换指令概要 助记符 功能 操作数 [S.] BCD FNC18 求 BCD 码 把 二 进 制 码 转 KnX、KnY、V、 换成 BCD 码 KnM、KnS、Z、 T、C、D [D.] KnY、V、KnM、 BCD、BCDP KnS、Z、T、C、 DBCD、 D DBCDP 程序步

如果指令进行 16 位操作时,执行结果超出 0~9999 范围将会出错;当指令进行 32 位操作时, 执行结果超过 0~99999999 范围也将出错。 PLC 中内部的运算为二进制运算, 可用 BCD 指令将二进制数变换为 BCD 码输出到七段显示器。 BCD 指令常用于将 PLC 中的二进制数变换成 BCD 码输出以驱动 LED 显示器。

七段译码指令(SEGD) 3.3 七段译码指令(SEGD)
1.指令格式 1.指令格式 指令格式:

所示。 2.SEGD 指令的助记符功能操作数和程序步如表 3-4 所示。 表 3-3 SEGD 指令的助记符功能操作数和程序步
助记符 SEGD FNC73 七段译码 功能 [S.] 16 进制数译为 7 段显示代码 KnX、KnY、V、 KnM、KnS、Z、 T、C、D、K、H 使用低 4 位 操作数 [D.] KnY、V、KnM、 KnS、Z、T、C、 D 高 8 位保持不变 SEG、 SEGDP: 共5步 程序步

7 段译码指令 SEGD 将源操作数指定的元件的低 4 位中的十六进制数译码后送给 7 段显示器显示,译码信号存于目标操作数指定的元件中,输出时要占用 7 个输出点。 3.指令说明 3.指令说明 七段码译码指令(SEGD)用于控制一位七段数码管,如图 3-2 所示。

D0 十六进 制 0 二进制

七段码显示 Y7 0000 0 g Y6 0 f Y5 1
-7-

笔画 e Y4 1 d Y3 1 c Y2 1 b Y1 1 a Y0 1

显示字符

0

明达职业技术学院

1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

abcdefg

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1

0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1

0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1

0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0

1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0

1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0

0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F

图 3-2 七段码译码指令说明

3.4 交替输出指令(ALT) 交替输出指令(ALT)
1.指令格式 1.指令格式 指令格式

2.指令说明 2.指令说明 交替输出指令(ALT)相当于前面讲过的而分频电路或单按钮起动停止电路。如 图 3-6 所示,在 X0 的上升沿,M0 的状态发生翻转,由 0 变为 1,或由 1 变为 0.

图 3-3 交替输出指令(ALT)说明
-8-

明达职业技术学院

3.5 七段共阴极数码管引脚图设计
本次设计共用红绿双色三引脚和红绿黄三色四引脚两种 LED 数码管。具体如图 3-4 所示。



绿



绿





绿红



绿

图 3-4 七段共阴极数码管引脚图

-9-

明达职业技术学院

第四章 交通灯控制系统设计
交通灯工作 工作流程图设计 4.1 交通灯工作流程图设计
说明:顺序为先南北方向开始计时,相应的绿灯方向通行;45 秒后,东西方向开始 计时,相应的绿灯方向通行,再过 45 后,一个运行周期结束,开始下一个周期运行, 循环运行。 工作流程图如图 4-1 所示。
绿 灯 亮 绿 灯 亮 绿 灯 闪 烁 绿 灯 闪 烁

绿灯亮

绿灯闪烁

绿灯亮

绿灯闪烁

绿 灯 亮

绿


亮 总开关闭合

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁 秒时间到

黄 灯 亮
黄灯亮

黄 灯 亮

绿 灯 亮

绿 灯 亮

绿 灯 亮

黄灯亮

黄 灯 亮

黄 灯 亮 秒时间到

绿 灯 亮

绿 灯 亮 秒时间到

绿 灯 亮

- 10 -

明达职业技术学院

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁
红灯闪烁 红灯闪烁 黄灯亮 黄灯亮

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁
红灯闪烁

黄灯亮 黄灯亮 红灯闪烁 红灯闪烁

红灯闪烁

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁

秒时间到

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁 秒时间到

绿 灯 闪 烁

绿 灯 闪 烁
红灯闪烁 红灯闪烁 黄灯亮
黄灯亮

黄 灯 亮

绿 灯 闪 烁
红灯闪烁 绿灯亮 绿灯亮 黄灯亮 黄灯亮
红灯闪烁

绿 灯 亮

绿灯亮 绿灯亮

红灯闪烁

红灯闪烁

绿 灯 闪 烁

黄 灯 亮 秒时间到

绿 灯 闪 烁

绿 灯 亮 秒时间到 绿 灯 闪 烁

绿 灯 亮

绿灯 绿灯 绿灯 绿灯

绿 灯 绿 灯 绿 灯 绿 灯

绿 亮
绿 灯 亮 绿 灯 闪 烁 亮 灯 绿 灯 烁 绿 闪 亮 灯 绿 灯 烁 绿 闪 灯 绿 亮 绿 灯 烁 闪 灯 绿 亮 绿 灯 烁 闪 绿 灯 亮 绿 灯 闪 烁

开闭 总关合

秒时间 到

绿 灯


烁 东西向运行
- 11 -

秒时间到

明达职业技术学院

黄 灯 亮 绿 灯
黄灯亮

绿 灯

绿 灯
黄灯亮 黄灯亮

绿 灯
黄灯亮

绿 灯 黄 灯 亮 秒时间到 红 灯 闪 烁
绿灯闪烁 绿灯闪烁 绿灯闪烁 绿灯闪烁 绿灯闪烁

绿 灯

秒时间到 黄 黄 灯 灯 亮 亮 红 灯 闪 烁
绿灯闪烁

绿灯闪烁 绿灯闪烁 绿灯闪烁 绿灯闪烁

绿灯闪烁 绿灯闪烁

红 灯 闪 烁 秒时间到

黄 黄 灯 灯 亮 亮 秒时间到

红 灯 闪 烁

黄 黄 灯 灯 亮 亮
绿灯闪烁 黄灯亮 绿灯闪烁 绿灯亮

绿 灯 亮

绿 灯 亮

黄灯亮 绿灯亮 绿灯闪烁 绿灯闪烁

黄 黄 灯 灯 亮 亮 秒时间到

绿 灯 亮

绿 灯 亮 秒时间到

图 4-1 交通灯工作流程图
- 12 -

明达职业技术学院

4.2 交通灯的 I/O 分配表设计
本次交通灯的设计共用启动、停止两个输入按钮;用 22 个发光二极管控制红绿灯, 14 个发光二极管控制 LED 数码管,还有两个红绿公共用的输出接点。 具体如表 4-1 所示: 表 4-1 交通灯的 I/O 分配表
输入信号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输入点编号 名称 输出信号 代号 输入点编号 名称 启动按钮 SB1 X0 停止按钮 SB2 X1

南北直 行红灯 LED1 Y2 南北左 转黄灯 LED6 Y7 南北人 行绿灯 LED11 Y14 东西左 行绿灯 LED16 Y21 东西人 行红灯 LED21 Y26 十位 A 端输入 LED23 Y30 十位 F 端输入 LED28 Y35 个位 D 端输入 LED33 Y43

南北直行 绿灯 LED2 Y3 南北右转 红灯 LED7 Y10 东西直行 红灯 LED12 Y15 东西左行 黄灯 LED17 Y22 东西人行 绿灯

南北直行 黄灯 LED3 Y4 南北右转 绿灯 LED8 Y11 东西直行 绿灯 LED13 Y16 东西右转 红灯 LED18 Y23
南北红色、东 西绿色公共 端

南北左转红 灯 LED4 Y5 南北右转黄 灯 LED9 Y12 东西直行黄 灯 LED14 Y17 东西右转绿 灯 LED19 Y24
南北绿色、东西 红色公共端

南北左转绿 灯 LD5 Y6 南北人行红 灯 LED10 Y13 东西左行红 灯 LED15 Y20 东西右转黄 灯 LED20 Y25

代号 输入点编号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输入点编号

LED22 Y27 Y0 Y1 十位 B 端 十位 C 端 十位 D 端输 输入 输入 入 LED24 LED25 LED26 Y31 Y32 Y33 十位 G 端 个位 A 端 个位 B 端输 输入 输入 入 LED29 LED30 LED31 Y36 Y40 Y41 个位 E 端 个位 F 端 个位 G 端输 输入 输入 入 LED34 LED35 LED36 Y44 Y45 Y46

十位 E 端输 入 LED27 Y34 个位 C 端输 入 LED32 Y42

- 13 -

明达职业技术学院

4.3 交通灯的外部接线图
在本次设计中,用 X0、X1 两个 PLC 输入点作总的启动和总的停止用;用 Y2~Y7、 Y10~Y17、Y20~Y27 共 22 个 PLC 输出点控制十字路口红绿灯工作;用 Y0、Y1、Y30~ Y36、Y40~Y46 共 16 个 PLC 输出点控制南北东西方向七段数码管倒序计时;用 PLC 的 COM0~COM9 共 10COM 端。具体如图 4-2、4-3 所示。
启动按钮

停止按钮

接七段数 码管

东西右转黄灯 东西右转绿灯 东西右转红灯

FX2N-80MR-001

东西左转黄灯 东西左转绿灯 东西左转红灯 东西直行黄灯 东西直行绿灯 东西直行红灯 南北人行绿灯 南北人行红灯 南北右转黄灯 南北右转绿灯 南北右转红灯 南北左转黄灯 南北左转绿灯 南北左转红灯 南北直行黄灯 南北直行绿灯

L ~220V N 交流 220V

南北直行红灯 东西人行绿灯 东西人行红灯

图 4-2 交通灯的外部接线图
- 14 -

明达职业技术学院

图 4-2 中的 Y0、Y1,Y30~Y36、Y40~Y46 分别接图 4-3 对应的接口。



十 位

绿



个 位

绿

绿 个 位 红 绿 十 位 红

红 十 位 绿


个 位 绿

绿

个 位



绿

十 红 位

图 4-3 交通灯 LED 数码管接线图

- 15 -

明达职业技术学院

4.4 交通灯的梯形图设计

个位 十位

- 16 -

明达职业技术学院

- 17 -

明达职业技术学院

- 18 -

明达职业技术学院

图 4-4 交通灯梯形图
- 19 -

明达职业技术学院

梯形图分析: 当启动按钮 X0 接通,交通灯系统开始工作,七段数码管开始倒序计时,先南北道 左转、右转和东西道右转绿灯亮,南北道直行、人行红灯亮,东西道左转、直行、人行 红灯亮; 15 秒后, 南北道左转、 右转和东西道右转绿灯开始闪烁, 南北道直行、 人行红灯亮, 东西道左转、直行、人行红灯继续亮; 18 秒后,南北道左转、右转和东西道右转绿灯闪烁停止黄灯亮,南北道直行、人行 红灯亮,东西道左转、直行、人行红灯继续亮; 20 秒后,南北道右转、左转黄灯熄灭红灯亮,南北道直行、人行绿灯亮,东西道右 转黄灯熄灭红灯亮,东西道左转、直行、人行红灯继续亮; 40 秒后,南北道直行、人行绿灯开始闪烁,南北道左转、右转红灯继续亮,东西道 左转、右行、直行、人行红灯继续亮; 42 秒后, 南北道直行、 人行绿灯继续闪烁, 东西道人行红灯开始闪烁, 东西道左转、 直行红灯熄灭黄灯亮,东西道右转红灯开始闪烁,南北道左转、右转红灯继续亮; 43 秒后,南北道直行绿灯闪烁停止黄灯亮,东西道右转红灯继续闪烁,南北道人行 绿灯继续闪烁,南北道左转、右转红灯继续亮,东西道人行红灯开始闪烁; 45 秒后,通过交替功能指令再去执行东西方向控制,循环控制; 当按下停止按钮 X1 时,交通灯控制系统停止运行。 本设计指令见附录。

- 20 -

明达职业技术学院

小结
本系统是采用基本逻辑指令和部分功能指令进行编程的。 对于这次城市十字路口智 能交通灯的控制系统设计,其核心之处就在于如何设计程序。 通过将近一个月的毕业设计,让我学到了很多,使我与“现实”更加接近。这次毕 业设计我设计的是城市十字路口带 LED 倒序计时器交通灯控制系统。 刚开始我试着用我 们学过的基本指令来编写程序。 但在调试中发现用基本指令编写的程序需要 PLC 的输出 点太多。对于本来就比较贵的 PLC 来说就更不实用、更不合理了。后来有开始试着用步 进指令来编写程序,但也没能解决输出点比较多的问题。而且还遇到了一些新的问题, 如每步与每步之间的联系等问题。最后,用交替(ALTP)功能指令和辅助继电器(M)解 决了红绿灯控制输出点多的问题;用减法(SUB) 、BCD 代码、七段译码(SEGD)功能指令 解决了 LED 七段数码管输出点多的问题。 在本次设计中有如下难点: 1. LED 数码管倒序计时控制。 2. 用交替指令 ALTP 控制南北、东西方向交替运行。 3. 用 SUB、BCD、SEGD 功能指令减少 PLC 用于控制 LED 数码管的输出点。 本次城市十字路口智能交通灯的控制系统设计的优缺点: 优点:能够让每个方向的人、车辆在近可能短的等待时间内通过十字路口。 缺点:虽有 LED 倒序计时器计时,但该计时器只能显示南北、东西直行方向的通行 和停止等待时间。 通过这次毕业设计, 使我得到了一次用专业知识、 专业技能分析和解决问题全面系 统的锻炼。使我在 PLC 基本原理、PLC 应用系统开发过程,以及在常用编程设计思路技 巧的掌握方面都能向前迈进一大步,为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。 【参考文献】
【1】孙振强.可编程控制器原理及应用教程(第 2 版).清华大学出版社,2008. 【2】王阿根.电气可编程控制原理与应用.清华大学出版社,2007. 【3】廖常初.PLC 基础及应用.机械工程出版社,2003. 【4】丁骏一.机械制图教程(CAD).机械工业出版社,1998. 【5】王永华:现代电气及可编程技术,机械工业出版社

- 21 -

明达职业技术学院





经 过 半 年 的 忙 碌 和 工 作 ,本 次 毕 业 设 计 已 经 接 近 尾 声 ,作 为 一 个 大 专 生 的 毕 业 设 计 ,由 于 经 验 的 匮 乏 ,理 论 与 实 践 的 接 轨 ,难 免 有 许 多 考 虑 不 周 全 的 地 方 ,如 果 没 有 导 师 的 督 促 指 导 ,以 及 一 起 工 作 的 同 学们的支持,想要完成这个设计是难以想象的。 本次设计在选题及研究过程中得到孙扬老师的悉心指导。 扬老 孙 师 多 次 询 问 研 究 进 程 ,并 为 我 指 点 迷 津 ,帮 助 我 开 拓 研 究 思 路 ,精 心 点 拨 、热 忱 鼓 励 。孙 扬 老 师 一 丝 不 苟 的 作 风 ,严 谨 求 实 的 态 度 ,踏 踏 实 实 的 精 神 ,不 仅 授 我 以 文 ,而 且 教 我 做 人 ,虽 历 时 三 载 ,却 给 以 终 生受益无穷之道。对孙扬老师的感激之情是无法用言语表达的。 感 谢 刘 晓 茹 辅 导 员 、杨 云 辉 老 师 、王 吉 林 老 师 、茅 红 霞 老 师 、胥 爱 霞 老 师 、瞿 苏 老 师 在 学 习 和 生 活 上 给 予 我 无 私 的 帮 助 ,在 此 ,我 要 向诸位老师和刘辅导员深深地鞠上一躬。 感 谢 08 电 气 ( 二 ) 班 全 体 同 学 三 年 来 对 我 的 关 心 和 帮 助 。 感 谢 我 的 爸 爸 妈 妈 ,焉 得 谖 草 ,言 树 之 背 ,养 育 之 恩 ,无 以 回 报 , 你们永远健康快乐是我最大的心愿! 在此向所有我认识的和认识我的朋友说声谢谢!

22

明达职业技术学院

附录 十字路口交通灯指令
表 4-2 指令
步序 0 1 2 3 4 5 6 指令 LD OR ANI OUT LD AND SUB 器件号 XO M20 X1 M20 M8000 M20 K455 T6 C0 13 18 23 28 29 30 33 36 39 42 45 48 51 54 55 56 57 BCD SEGD SEGD LDI AND ALTP OUT OUT OUT OUT OUT OUT OUT LD AND OUT MPS C0 K4M0 K1M4 K2Y40 K1M8 K2Y30 T6 M20 M40 T6 K450 T5 K430 T4 K420 T3 K400 T2 K200 T1 K180 T0 K150 M40 M20 Y0 LED 输入 延时 15 秒 延时 18 秒 延时 20 秒 延时 40 秒 延时 42 秒 延时 43 秒 交替指令 延时 45 秒 十位译码 个位译码 BCD 码 减法运算 停止按钮 说明 启动按钮 步序 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 指令 MRD AND ANI OUT MRD AND ANI OUT MRD AND ANI OUT MRD AND ANI OUT MPP AND ANI OUT LDI AND OUT MPS ANI OUT MRD AND ANI OUT MRD AND ANI OUT MRD AND T2 T1 T2 M9 T0 T1 M8 T0 M7 T5 T6 M6 M40 M20 Y1 LED 输入 T4 T5 M5 T3 T4 M4 T2 T3 M3 T1 T2 M2 器件号 说明

23

明达职业技术学院

58 59 60 61 62 63 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

ANI OUT MRD AND ANI OUT MRD AND ANI OUT MPP AND ANI OUT LD OR OR OR OR OR OR OR AND OUT LD LD OR AND ORB AND OUT LD OR AND OUT LD OR OR OR OR OR OR OR

TO M0 T0 T1 M1 T4 T5 M12 T5 T6 M13 M0 M1 M2 M7 M8 M9 M10 M11 M20 Y2 M3 M4 M5 M8013 M20 Y3 M6 M12 M20 Y4 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10
24

100 101 102 103 104 105 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 南北直行红灯 167 168 169 170 171 172 173 南北直行绿灯 174 175 176 177 南北直行黄灯 178 179 180 181 182 183 184 185 186

ANI OUT MRD AND ANI OUT ORB AND OUT LD OR OR AND OUT LD LD OR AND ORB OR OR OR OR OR AND OUT LD LD OR AND ORB OR AND OUT LD OR AND OUT LD LD OR AND ORB

T3 M10 T3 T4 M11 M20 Y6 M2 M12 M13 M20 Y7 M3 M13 M12 M8013 M4 M5 M6 M10 M11 M20 Y10 M0 M1 M8 M8013 M7 M20 Y11 M2 M9 M20 Y12 M0 M13 M12 M8013 南北右转黄灯 南北右转绿灯 南北右转红灯 南北左转黄灯 南北左转绿灯

明达职业技术学院

144 145 146 147 148 149 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

OR AND OUT LD LD AND OR OR AND OUT LD LD OR OR OR AND ORB AND OUT LD OR OR OR OR OR OR OR AND OUT LD LD OR AND ORB AND OUT LD OR OR AND OUT LD OR

M11 M20 Y5 M0 M1 M8013 M11 M13 M20 Y13 M3 M4 M4 M5 M6 M8013 M20 Y14 M0 M1 M2 M3 M4 M7 M8 M9 M20 Y15 M10 M11 M12 M8013 M20 Y16 M5 M6 M13 M20 Y17 M0 M1
25

187 188 南北左转红灯 189 190 191 192 236 237 238 南北人行红灯 239 240 241 242 243 244 245 246 247 南北人行绿灯 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 东西直行红灯 258 259 260 261 262 263 264 东西直行绿灯 265 266 267 268 269 东西直行黄灯 270 271 272

OR OR OR OR OR OR OR AND OUT LD LD AND ORB AND OUT LD OR OR AND OUT LD LD OR AND ORB OR OR OR OR OR AND OUT LD LD OR AND ORB OR AND OUT LD OR AND

M1 M5 M7 M8 M9 M10 M13 M20 Y20 M7 M8 M8013 M20 Y21 M5 M6 M9 M20 Y22 M3 M5 M6 M8013 M4 M10 M11 M12 M13 M20 Y23 M0 M1 M8 M8013 M7 M20 Y24 M2 M9 M20 东西右转绿灯 东西右转红灯 东西左行黄灯 东西左行绿灯 东西左行红灯

明达职业技术学院

230 231 232 233 234 235 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288

OR OR OR OR OR OR OR OR OR OR OR OR OR AND OUT LD

M2 M3 M4 M10 M11 M12 M1 M2 M3 M4 M7 M8 M9 M20 Y26 M10 东西人行红灯

273 274 275 276 277 278 289 290 291 292 293 294 295 296

OUT LD LD OR AND ORB LD OR OR AND ORB AND OUT END

Y25 M0 M5 M6 M8013 M11 M12 M13 M8013 M20 Y27

东西右转黄灯

东西人行绿灯

26


相关文章:
十字路口交通灯信号PLC控制系统设计与调试
21 摘要这次以“多时段十字路口交通信号灯 PLC 控制系统设计”为题目的课程设计...道路交通系统是一个地区、 一个城市的主要组成部份, 这个系统的运行状况如何, ...
城市十字路口交通灯控制系统的 PLC程序设计
城市十字路口交通灯控制系统的 PLC 程序设计【摘要】 : 本文介绍了一种用 PLC 控制城市十字路口交通信号灯控 制系统的控制程序设计, 文中根据交通灯控制系统的...
十字路口交通灯PLC控制系统设计与调试
毕业论文 基于 PLC十字路口交通灯控制学生姓名 所在系班专级业 指导教师 年 月 日 【摘要】: 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...
十字路口交通灯PLC控制设计
十字路口交通灯PLC控制设计_工学_高等教育_教育专区。优秀完整毕业设计资料,欢迎下载借鉴! !! 摘 要 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...
十字路口交通信号灯PLC控制设计课程设计
所以采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。 PLC智能控制原则是控制系统的...分析了 现代城市交通控制与管理问题的现状,结合交通的实际情况阐述了交通灯控制...
十字路口交通灯的PLC控制设计
十字路口交通信号灯自动控制 学号: 2011 - 2012 学年 第一 学期 《十字路口交通灯的 PLC 控制设计》 课程设计报告 题专班姓 目:十字路口交通灯的 PLC 控制设...
十字路口交通灯控制系统的plc程序设计
所以采用有效的方法控制交通灯是 势在必行的。PLC 的智能控制原则是控制系统的...城市十字路口交通灯控制... 暂无评价 9页 免费 十字路口交通灯PLC控制系... ...
基于S7-200 PLC 十字路口交通灯的控制系统设计
基于S7-200 PLC 十字路口交通灯的控制系统设计_工学_高等教育_教育专区。基于S7...是一种专门用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统。 城市交通信号控制...
基于PLC十字路口交通灯的控制系统的设计
基于PLC十字路口交通灯的控制系统的设计_信息与通信_工程科技_专业资料。中国石油大学胜利学院毕业设计 摘要 针对近年来城市交通的拥挤现象,特别是驾驶员违章严重、...
十字路口交通信号灯plc控制系统设计与调试毕业论文
十字路口交通信号灯plc控制系统设计与调试毕业论文_实习总结_总结/汇报_实用文档...城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运 输,提高运营...
更多相关标签: