课程设计-十字交通灯plc自动控制.doc

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西安航空职业技术学院

机械设备控制技术 课 程

课 程 设 计 说 明 书

设计题目:十字交通灯的plc自动控制
专 业： 机械制造与自动化
班级学号： 091011-06
姓 名： 兰公旭
指导教师： 王丽君

2011 年 11 月 23 日
教务处印制

西安航空职业技术学院

课 程 设 计 任 务 书

课题名称: 十字交通灯的plc自动控制

设计内容:
当交通灯系统启动开关接通时。
南北向(列)和东西向（行）主干道
南北向（列）和东西向(行）主干道均设有绿灯10S，绿灯闪亮2S（亮0.1灭0.1）黄灯2S和红灯14S。当南北主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪,黄灯.
南北向和东西向行人道
南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯.南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮，当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其他时间为红灯。东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮时点亮,当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对应闪亮。其他时间为红灯.

技术条件或要求:
1）根据生产的工艺过程分析控制要求.如需要完成的动作（动作顺序，动作条件及必须的保护和联锁等）,操作方式（手动，自动；连续，单周期及单步等）；
2）根据控制要求确定所需的用户输入，输出设备。据此确定PLC的I/O点数;
3）选择PLC，分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图（这一步也可以结合第2步进行）；
4）进行PLC程序设计。

指导教师(签名）： 教研室主任（签名）：

开题日期: 2011 年 11 月 21 日 完成日期: 2011 年 11 月 24 日

西安航空职业技术学院
课程设计（论文)成绩评定表
论文评语：

答辩情况：

成绩:

签名:

年 月 日
课程设计(论文)课题、要求、成绩比例登记表
课程名称
十字交通灯的plc自动控制
班级
091011
人数

设计周数
1周
指导教师
王丽君
日期
2011 年 11月 21日至 2011 年 11月 25日
设 计 课 题 与 基 本 要 求
设计课题：十字交通灯的plc自动控制
基本要求：1）根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的动作（动作顺序，动作条件及必须的保护和联锁等)，操作方式（手动,自动;连续，单周期及单步等);
2)根据控制要求确定所需的用户输入，输出设备。据此确定PLC的I/O点数；
3）选择PLC，分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图(这一步也可以结合第2步进行）;
4）进行PLC程序设计。
成绩统计
优

良

中

及格

不及格

系（部）领导审批意见:

签字（盖章）：

年 月 日
课 程 设 计(论文）成 绩 评 定 标 准
课程名称
十字交通灯的plc自动控制

目录

引言 7
1交通信号控制系统 8
1.1 交通等信号控制 8
1.1。1 交通灯模拟控制系统流程图 8
2可编程序控制器程序设计 9
2。1 可编程序控制器选择 9
2。2 十字路口交通灯模拟控制时序图 10
2.3 可编程序控制I/O接口分配 11
2。4 指令地址符 11
设计体会及今后的改进意见 12
感谢信 13
参考文献 14

引言

随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人，车，路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分.
随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京，上海,南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速公路,在 高速公路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况.然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用.
而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的 交通状况必然受高速道路和普通道路耦合出交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道,城区与周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题，
根据交通等工艺控制要求和特点，我们采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC有小型化，高速度，高性能等特点,三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备,有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程控制器(PLC）对十字路口交通控制等实现控制.本系统采用PLC是基于以下四个原因：
（1）PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力。通常的平均无障碍时间都在30万小时以上；
（2)系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善,实用性强；
(3)干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；
（4）近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，是的实际应用成为可能。

1交通信号控制系统
1.1 流程图
1.1。1 交通灯模拟控制系统流程图

启动开关
东西绿灯亮
东西绿灯闪
东西黄灯亮
东西红灯亮
东西主干道
10S
2S
2S
14S
南北红灯亮
南北绿灯亮
南北绿灯闪
南北黄灯亮
南北主干道
14S
10S
2S
2S
启动开关
南北红灯亮
南北绿灯
南北绿灯闪
14S
10S
4S
东西绿灯亮
东西绿灯闪
东西红灯亮
10S
4S
14S
东西行人道
南北行人道
结束
结束
交通灯模拟控制系统流程图

2可编程序控制设计
2.1 可编程控制器选择

本次交通灯设计用的是来自OMRON的C系列P型PLC可编程控制器。
产品规格：CPM1A CPU单元CPM1A在编程环境等方面，它不仅具备了以往的小型PLC所具有的功能，尽可能使安装空间最小化，并实现了具有10点-100点输入输出点数的弹性构成.而且还可 连接可编程控制终端,创造了尚无前例的灵活运用.它不仅可以替代继电器控制柜，就是作为小型控制器或在传感器应用中，亦能适应生产现场不同的需求AC电源输入，继电器输出,能加扩展单元。

2.2 十字路口交通灯模拟控制时序图

启动
南北红

东西
绿
东西黄
东西红
南北绿
南北
黄
10S
2
S
2
S
10S
2
S
2
S
14S
10S
2
S
2S
ON
OFF
十字路口主干道交通灯模拟控制时序图

2。3 可编程控制器I/O端口分配
启动开关
0000
南北主干道红灯
0501
东西主干道绿灯
0502
东西主干道绿闪
0503
东西主干道黄灯
0504
东西主干道红灯
0505
南北主干道绿灯
0506
南北主干道绿闪
0507
南北主干道黄灯
0508
南北禁行红灯
0509
东西通行绿灯
0510
东西禁行红灯
0511
南北通行绿灯
0512

2.4指令地址符

地址
指令
数据
0001
0002
0003
0004
0005
0006
0007
0008
0009
0010
0011

0012
0013
0014
0015
0016
0017
0018
0019
0020
0021
0022

0023
0024
0025
0026
0027
0028
0029
0030
0031
0032
0033

0034
0035
0036
0037
0038
0039
0040
0041
0042

0043
0044
0045
004600000505
0047
0048
0049
0050
0051

0052
0053
0054
0055
0056
0057
0058
0059
0060
0061
0062

0063
0064
0065
0067
0068
0069
0070
0071
0072
0073
0074

0075
0076
0077
0078
0079
0080
0081
0082
0083

LD
OR
OR
AND NOT
AND NOT
AND NOT
AND NOT
OUT
LD
OR
OUT

LD
OUT
LD
OR
AND NOT
AND NOT
AND NOT
AND NOT
OUT
LD
OUT

LD
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LD
OR
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AND NOT
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LD
OUT

LD
OR
AND NOT
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LD
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OR
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AND NOT
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LD
OUT

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LD
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OUT
LD
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AND NOT
AND NOT
AND NOT
AND NOT
OUT
LD
OUT

LD
OR
AND NOT
AND NOT
AND NOT
AND NOT
OUT
LD
OUT

0000
TIM03
0501
TIM08
0506
0507
0508
0501
0000
TIM03
TIM08
＃0140
0501
0509
0501
0502
TIM01
0503
0504
0505
0502
0501
TIM01
＃0100
0502
0510
TIM01
0503
TIM02
0502
0504
0505
0503
TIM01
TIM02
＃0020
TIM02
0504
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0502
0503
0505
0504
TIM02
TIM03
#0020
TIM03
0505
TIM04
0502
0503
0504
0505
TIM03
TIM04
#0140
0505
0511
0505
0506
TIM05
0501
0507
0508
0506
0505
TIM05
＃0100
0506
0512
TIM05
0507
TIM06
0501
0506
0508
0507
TIM05
TIM06
＃0020
TIM06
0508
TM07
0501
0506
0507
0508
TIM06
TIM07
#0020

设计体会及今后改进意见
经过设计,想一次性把程序完成是非常难的，在调试中就出现了不少的错误。
刚开始的时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起来而且在完成了一个周期后就循环不起来了.那时真的不知道从哪里入手,只好一条一条地检查才发现了一条指令把常闭写成了输出真正的输出口就没有收到信号了。灯虽然是亮了但仍然循环不起来.从梯形图又仔细的看了一次却看不出什么问题出来。突然想起来编程器还可以进行监控于是再在运行的同时进行监控，于是发现了在程序的第一周期一切都运行正常但再运行下去的时候第二周期就再没有反应了,包括里面的辅助继电器，最后发现原来是程序前面没有并上完成这个循环的继电器号。后来就这样把加上其他功能出现的错误也找出来了。虽然找错误是一个枯燥无味的工作，但只要你耐心的去做的话，你肯定能学到有用的东西.

感谢信

经过了一周的忙碌，本次课程设计已经接近尾声,由于经验的匮乏，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.
在设计过程中，得到了老师的亲切关怀和耐心的指导。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,王老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，王老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩王丽君老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向王老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意.
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!谢谢你们！
最后我还要感谢航空制造工程系和我的母校师,三年来对我的栽培。

参考文献

［1]．廖常初著.PLC基础及应用.第2版。北京:机械工业出版社，2007。
［2]。 廖常初编。S7—300/400PLC应用技术［M].北京:机械工业出版社，2005.
[3]．陈鼎宁编。机械设备控制技术。北京：机械工业出版社.2010.

指导教师（签名）： 年 月 日

课程设计(论文）成绩汇总表
系（部）： 班号：
学号
姓名
成绩
备注
学号
姓名
成绩
备注

系（部）主管领导审核意见：

签名盖章：
年 月 日
注：此表系（部）保存。

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