城市主干到十字路口交通灯PLC控制系统1样本.doc

目 录前言1 绪论1.1 交通信号灯作用与研究意义1.2 PLC产生与发展1.3 PLC发展趋势1.4 PLC应用领域1.5 PLC在国内应用1.6 设计总结2 可编程控制器简介2.1 可编程控制器重要功能和工作特点2.2 可编程控制器工作特点2.3 可编程控制器基本机构2.4 可编程控制器工作原理3 PLC指令系统简介3.1 PLC指令系统概述3.2 PLC指令系统简介4 十字路口交通灯PLC控制器设计4.1十字路口交通灯PLC控制系统控制规定4.2 十字路口交通灯布置图4.3 系统控制流程图4.4 控制系统梯形图4.5 控制系统指令表5 结论5.1 难点分析5.2 调试错误与修改办法5.3 PLC智能化控制交通灯办法5.4 收获与体会致 谢 信参照文献Abstract附录 摘要随着社会经济发展，都市交通问题越来越引起人们关注。人、车、路三者关系协调，已成为交通管理部门需要解决重要问题之一。都市交通控制系统是用于都市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导计算机综合管理系统，它是当代都市交通监控指挥系统中最重要构成某些。 随着都市机动车量不断增长，如何采用适当控制办法，最大限度运用好耗费巨资修建都市高速道路，缓和主干道与匝道、城区同周边地区交通拥堵状况，越来越成为交通运送管理和都市规划部门亟待解决重要问题。本文就城乡交通灯模仿控制系统电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行详细分析讨论。实现路口交通灯系统控制办法诸多，可以用原则逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。其中本人对PLC较熟悉，最后我选取了用可编程控制器PLC来实现系统功能设计，完毕本次课设题目。 核心字 PLC 交通灯 程序 报告 设计前言可编程控制器（PLC）是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术发展基本上开发出来，现已广泛应用于工业控制各个领域。它以微解决器为核心，用编写程序进行逻辑控制、定期、计数和算术运算等，并通过数字量和模仿量输入/输出来控制机械设备或生产过程。如今，PLC在国内各个工业控制领域中应用越来越广泛。在就业竞争日趋激烈今天，掌握PLC设计和应用是从事工业控制研发技术人员必要掌握一门专业技术。PLC学习比普通编程学习困难地方就在于，要完毕一种控制系统不但需要掌握一定编程技术，更为重要是要懂得如何针对实际应用需要选取合理PLC型号，然后进行资源配备，并以此为基本，设计控制系统。本书共5章，第一章是交通灯作用和研究意义;第二章是可编程控制器简介，简朴简介可编程控制器和PLC控制系统基本知识；第三章是PLC指令系统简介，针对本设计所用指令进行详细阐明；第四章是十字路口交通信号灯控制器设计，详细简介十字路口交通信号灯控制器设计过程。第五章是自己做这次课题心得体会。在本次课程设计过程中教师和同窗予以我很大勉励和协助！在此我对她们表达衷心感谢。 1 绪论1.1 交通信号灯作用与研究意义随着社会经济发展，都市交通问题越来越引起人们关注。人、车、路三者关系协调，已成为交通管理部门需要解决重要问题之一。都市交通控制系统是用于都市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导计算机综合管理系统，它是当代都市交通监控指挥系统中最重要构成某些。随着都市机动车量不断增长，许多大都市如北京、上海、南京等浮现了交通超负荷运营状况，因而，自80年代后期，这些都市纷纷修建都市高速道路，在高速道路建设完毕初期，它们也曾有效地改进了交通状况。然而，随着交通量迅速增长和缺少对高速道路系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期作用。而都市高速道路在构造上特点，也决定了都市高速道路交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况制约。因此，如何采用适当控制办法，最大限度运用好耗费巨资修建都市高速道路，缓和主干道与匝道、城区同周边地区交通拥堵状况，越来越成为交通运送管理和都市规划部门亟待解决重要问题。依照交通灯工艺控制规定与特点，咱们采用了德国西门子公司S7-200型PLC。西门子PLC有小型化、高速度、高性能等特点，是S7-200系列中最高档次超小型程序装置。西门子可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富特殊扩展设备，其中模仿输入设备和通信设备是系统所必须，可以以便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对十字路口交通控制灯实现控制。本系统采用PLC是基于如下四个因素：1.1.1 PLC具备很高可靠性，普通平均无端障时间都在30万小时以上；1.1.2 编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都以便地用软件来实现；1.1.3 抗干扰能力强，当前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制可靠稳定，咱们选取了能1.1.4 够在恶劣电磁干扰环境下正常工作PLC；近年来PLC性能价格比有较大幅度提高，使得实际应用成为也许。1.2 PLC产生与发展在可编程控制器浮现前，在工业电气控制领域中，继电器控制占主导地位，应用广泛。但是电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺陷，特别是其接线复杂、不易更改，对生产工艺变化适应性差。1968年美国通用汽车公司（G.M）为了适应汽车型号不断更新，生产工艺不断变化需要，实现小批量、多品种生产，但愿能有一种新型工业控制器，它能做到尽量减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以减少成本，缩短周期。于是就设想将计算机功能强大、灵活、通用性好等长处与电器控制系统简朴易懂、价格便宜等长处结合起来，制成一种通用控制装置，并且这种装置采用面向控制过程、面向问题“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机人也能不久掌握使用。1969年美国数字设备公司（DEC）依照美国通用汽车公司这种规定，研制成功了世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得较好效果。从此这项技术迅速发展起来。初期可编程控制器仅有逻辑运算、定期、计数等顺序控制功能，只是用来取代老式继电器控制,普通称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller ）。随着微电子技术和计算机技术发展，20世纪70年代中期微解决器技术应用到PLC中，使PLC不但具备逻辑控制功能，还增长了算术运算、数据传送和数据解决等功能。20世纪80年代后来，随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术迅速发展，16位和32位微解决器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC不但控制功能增强，同步可靠性提高，功耗、体积减小，成本减少，编程和故障检测更加灵活以便，并且具备通信和联网、数据解决和图象显示等功能，使PLC真正成为具备逻辑控制、过程控制、运动控制、数据解决、联网通信等功能名符其实多功能控制器。自从第一台PLC浮现后来，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速发展。当前，世界上有200多家PLC厂商，400多品种PLC产品，按地区可提成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特色，如日本重要发展中小型PLC，其小型PLC性能先进，构造紧凑，价格便宜，在世界市场上占用重要地位。知名PLC生产厂家重要有美国A-B（Allen-Bradly）公司、GE（General Electric）公司，日本三菱电机（Mitsubishi Electric）公司、欧姆龙（OMRON）公司，德国AEG公司、西门子（Siemens）公司，法国TE（Telemecanique）公司等。国内PLC研制、生产和应用也发展不久，特别在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，国内随国外成套设备、专用设备引进了不少国外PLC。此后，在老式设备改造和新设备设计中，PLC应用逐年增多，并获得明显经济效益，PLC 在国内应用越来越广泛，对提高国内工业自动化水平起到了巨大作用。当前，国内不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等。从近年记录数据看，在世界范畴内PLC产品产量、销量、用量高居工业控制装置榜首，并且市场需求量始终以每年15%比率上升。PLC已成为工业自动化控制领域中占主导地位通用工业控制装置。1.3 PLC发展趋势1.3.1 向高速度、大容量方向发展为了提高PLC解决能力，规定PLC具备更好响应速度和更大存储容量。当前，有PLC扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC扫描速度已成为很重要一种性能指标。在存储容量方面，有PLC最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有公司已使用了磁泡存储器或硬盘。1.3.2 向超大型、超小型两个方向发展 当前中小型PLC比较多，为了适应市场各种需要，此后PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点超大型PLC，其使用32位微解决器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。小型PLC由整体构造向小型模块化构造发展，使配备更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济超小型微型PLC，最小配备I/O点数为816点，以适应单机及小型自动控制需要，如三菱公司系列PLC。1.3.3 PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力 为满足各种自动化控制系统规定，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活以便，扩大了PLC应用范畴。加强PLC联网通信能力，是PLC技术进步潮流。PLC联网通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家均有自己专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间联网通信，普通PLC均有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生产厂家之间也在协商制定通用通信原则，以构成更大网络系统，PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少重要构成某些。1.3.4 增强外部故障检测与解决能力 依照记录资料表白：在PLC控制系统故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC内部故障，它可通过PLC自身软、硬件实现检测、解决；而别的80%故障属于PLC外部故障。因而，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障专用智能模块，进一步提高系统可靠性。1.3.5 编程语言多样化 在PLC系统构造不断发展同步，PLC编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用梯形图语言外，为了适应各种控制规定，浮现了面向顺序控制步进编程语言、面向过程控制流程图语言、与计算机兼容高档语言（BASIC、C语言等）等。各种编程语言并存、互补与发展是PLC进步一种趋势。1.4 PLC应用领域PLC初期由于其价格高于继电器控制装置，使得其应用受到限制。但近来十近年来，PLC应用面越来越广，其重要因素是：一方面由于微解决器芯片几关于元件价格大大下降，使得PLC成本下降；另一方面PLC功能大大增强，它也能解决复杂计算和通信问题。当前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保和娱乐等行业。PLC应用范畴普通可提成如下5种类型：1.4.1 顺序控制 这是PLC应用最广泛领域，也是最适合PLC使用领域。它用来取代老式 继电器顺序控制。PLC应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。例如：注塑机械、印刷机械、包装机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。1.4.2 运动控制 PLC制造商当前已提供了拖动步进电机或伺服电机单轴或多轴位置控制模块，在多数状况下，PLC把描述目的位置数据送给模块，其输出移动一轴或数据到目的位置。每个轴移动时，位置控制模块保持恰当位置和加速度，保证运动平滑。1.4.3 过程控制 PLC还能控制大量过程参数，例如：温度、流量、压力、液位和速度。PID模块提供了使PLC具备闭环控制功能，即一种具备PID控制能力PLC可用于过程控制。当过程控制中某个变量浮现偏差时，PID控制算法会计算出对的输出，把变量保持在设定植上。1.4.4 数据解决 在机械加工中，PLC作为重要控制和管理系统用于CNC和NC系统中，可以完毕大量数据解决工作。1.4.5 通信网络 PLC通信涉及主机与远程I/O之间通信、多台PLC之间通信、PLC和其她智能控制设备（如计算机、变频器、数控装置）之间通信。PLC与其她智能控制设备一起，可以构成“集中管理、分散控制”分布式控制系统。1.5 PLC在国内应用虽然国内在PLC生产方面比较弱，但在PLC应用方面，国内是很活跃，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30多亿人民币，应用行业也很广。在国内，普通按I/O点数将PLC分为如下级别（但不绝对，国外分类有些区别）：微型：32 I/O 小型：256 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O在国内应用PLC系统中，I/O64点如下PLC销售额占整个PLC47%，64点256点占31%，共计占整个PLC销售额78%。在国内应用PLC，几乎涵盖了世界所有品牌，呈现百花齐放态势，但从行业上分，有各自势力范畴。大中型集控系统采用欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面具备优势，而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。国内PLC供应渠道，重要有制造商、分销商（代理商）、系统集成商、OEM顾客、最后顾客。其中，大某些PLC是通过度销商和系统集成商达到最后顾客。1.6 设计总结都市交通灯控制采用单片机比老式采用电子线路和继电器具备可靠性高、维护以便、使用简朴、通用性强等特点，还可以依照实测各十字路口之间距离、车流量和车速等，合理拟定各路口信号灯之间时差，以以便操作、管理和监控，从而极大地提高都市道路交通管理能力。本系统构造简朴、操作以便，可实现自动控制，具备一定智能性。对优化都市交通具备一定意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改进程序构造，便于模块化解决，使程序可读性、可维护性和可移植性都得到进一步提高。通过这次毕业设计，使我觉得无论从理论知识还是从实际操纵中都学到了不少知识，我想归纳起来，重要有如下方面：1.6.1 通过这次毕业设计，它让我接触了平时没有接触过汇编软件以及获得有关软件调试经验，同步我也发现自己在这方面诸多局限性之处。体会到理论知识对实践有很大指引作用，它让我懂得，只有在对的理论指引下，才干设计出合乎实际需要硬件电路。 1.6.2 学会了高效率查阅资料、运用工具书、运用网络查找资料。我发现，在咱们所使用书籍上有某些知识在实际应用中其实并不是十分抱负，各种参数都需要自己去调节。偶而还会遇到错误资料现象，这就规定咱们应更加注重实践环节。1.6.3 在毕业设计中，咱们应当注意重点与细节关系。 1.6.4 失败不可怕，只要不趴下，昂首向前走，但愿总会有。 1.6.5 同组同窗互相包容，彼此合伙，取长补短，才干铸就最后成功。可以这样说毕业设计是对大学三年所学知识一次运用和检阅，同步对自学能力提出很高规定，因此平时学习离开思考，就是严重错误，咱们学习不应当有偏科现象，各方面知识都应当要接触，这样做才干为毕业设计打下基石。将近两个多月毕业设计，过程曲折可谓一语难尽。在此期间咱们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富激情到最后汗水背后复杂心情，点点滴滴无不令我回味无穷。同步我以为咱们工作是一种团队工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必要发扬团结协作精神。某个人离群都也许导致整项工作失败。毕业设计中只有一种人懂得原理是远远不够，必要让每个人都懂得，否则一种人错误，就有也许导致整个工作失败。团结协作是咱们毕业设计成功一项非常重要保证。而这次毕业设计也正好锻炼了咱们这一点，这也是非常宝贵。对咱们而言，知识上收获非常重要，精神上丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次毕业设计必将成为我人生旅途上一种非常美好回忆！2 可编程控制器简介可编程控制器是一种面向生产过程控制数字电子装置，它具备控制能力强、操作以便灵活、价格便宜、可靠性高等特点。它不但可以取代老式继电接触器控制系统，还可以构成复杂工业过程控制网络，是一种适应当代化工业发展新型控制器。可编程控制器简称PLC，是英文Programmable Logic Controller缩写。国际电工委员会（IEC）1985年对可编程控制器做过如下定义：“可编程控制器是一种数字运算电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、程序控制、定期、计数和算术运算等操作指令，通过数字式、模仿式输入和输出，控制各种类型机械生产过程。可编程控制器及其关于设备，都应按易于与工业控制系统联成一种整体、易于扩展功能原则设计。”2.1 可编程控制器重要功能和工作特点随着计算机技术、工业控制技术、电子技术和通信技术发展，可编程控制器各种控制功能不断完善，当前可编程控制器普通具备如下功能：2.1.1 条件控制功能条件控制，又称逻辑控制或顺序控制。它功能是指用PLC与、或、非指令取代继电接触器触电串联、并联及其她各种逻辑连接，进行开关控制。(1) 定期/计数控制功能定期/计数（TIM/CNT）控制功能是指运用PLC提供定期器、计数器指令实现对某种操作定期或计数控制，以取代时间继电器和计数继电器。(2) 数据解决功能数据解决功能是指PLC能进行数据传送、数据比较、数据移位、数制转换、算术运算与逻辑运算以及编码和译码等操作。(3) 监控功能监控功能是指PLC能监视系统各某些运营状态和进程，对系统浮现异常状况进行报警和记录，甚至自动终结运营；也可用于在线调节和修改控制程序中定期器、计数器设定值或强制置I/O状态。(4) 步进控制功能步进控制功能是用步进指令来实既有多道加工工序控制，只有前一道工序完毕后，才干进行下一道工序操作控制，以取代由硬件构成步进控制器。(5) 数/模转换功能 A/D与D/A转换功能是通过A/D、D/A模块完毕模仿量和数字量之间转换。(6) 运动控制功能运动控制功能是指通过高速计数模块和位置控制模块等对机械运动系统进行单轴或多轴控制。(7) 过程控制功能过程控制功能是指通过PLC智能PID控制模块实现对温度、压力、速度、流量等物理参数进行闭环控制。(8) 扩展功能扩展功能是指通过连接输入/输出扩展单元（即I/O扩展单元）模块来增长输入/输出点数，也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高PLC控制能力。(9) 远程输入/输出功能远程I/O功能是指通过远程I/O单元将分散在远距离各种输入、输出设备与PLC主机相连接，进行远程控制，接受输入信号、传出输出信号。(10) 通信联网功能通信联网功能是指通过PLC之间联网、PLC与上位计算机连接，接受计算机命令，并将执行成果传送给计算机。由一台计算机和若干台PLC可以构成“集中管理，分散控制”分布式控制网络，实现远程I/O控制或数据互换，以完毕系统规模较大复杂控制。2.2 可编程控制器工作特点2.2.1 编程办法简朴可编程控制器采用面向顾客工作方式，充分考虑了工程技术人员技能与习惯，采用了易于理解和掌握梯形图编程语言。梯形图与继电接触器控制原理图类似，由于这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门计算机知识和语言，只要掌握一定电工技术和继电接触器控制系统理论人员都可在短期内学会，用来编制顾客程序。2.2.2 控制系统构成简朴，通用性强尽管当前世界各地有诸多生产可编程控制器厂家和公司，有着各种品牌和种类，但其基本构造和工作原理都大体相似。配以各种组件（如I/O模块、通信模块、人机界面等）就可以灵活构成各种规模和不同规定控制系统。2.2.3 抗干扰能力强可编程控制器采用了一系列硬件和软件抗干扰办法，如滤波、隔离、屏蔽、自诊断、自恢复等，使之具备很强抗干扰能力。普通无端障时间达到数万小时以上，可直接应用于有强烈干扰工业生产现场。当前可编程控制器已被公以为最可靠工业控制设备之一。2.2.3 可靠性高继电接触器控制系统使用了大量机械触电，连线复杂，各触电在吸合和断开时容易受到电弧损害，寿命较短，且工作起来可靠性较差。而可编程控制器以软件代替硬件，许多继电器触点及繁杂连线可用程序来实现，大量开关动作可用无触点电子电路完毕，因而寿命长，可靠性大大提高。2.2.4 体积小、构造紧凑、安装、维护以便可编程控制器体积小、质量小，便于安装。普通可编程控制器均有自诊断、故障报警、故障显示等功能，便于操作和维修人员检查，可以较容易通过更换模块插件来迅速排除故障。它构造紧凑，与被控对象硬件连线方式简朴，接线少，易于维护。2.2.5 控制系统设计、开发周期短可编程控制器用软件功能取代了继电接触器控制系统中大量中间继电器、时间继电器、计数器等，使控制系统设计、安装、接线工作量大大减少。2.3 可编程控制器基本机构PLC与计算机控制系统十分相似，也具备中央解决器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源等。2.3.1 中央解决器单元（Central Processing Unit,CPU）中央解决器是PLC核心某些，是系统运算和控制中心，由它实现逻辑运算、数字运算，协调控制系统内部各某些工作。2.3.2 存储器（Memory）存储器是一种记忆部件。用来存储数据或程序，重要涉及随机存取存储器和EPROM。2.3.3 输入/输出单元（Input/Output Unit）输入/输出单元是PLCCPU与现场输入、输出装置或其她外部设备之间连接接口部件。2.3.4 编程器编程器是PLC重要外部设备。它作用是供顾客进行程序编制、编辑、调试和监视等。2.3.5 电源单元电源单元是PLC电源供应某些。它作用是把外部供应电源变换成系统内部各单元所需电源。2.4 可编程控制器工作原理2.4.1 PLC工作过程是周期循环扫描工作过程。整个扫描过程可分为内部解决、输入刷新、顾客程序执行、输出刷新几种阶段，如此周而复始地不断循环。内部解决实际就是运营PLC内部系统管理程序，构成分别为：(1) 系统自监测。PLC检查CPU模块内部硬件与否正常，复位监视计时器（看门狗），如果超时则停止中央解决工作，以及完毕某些其她检测。(2) 与编程器互换信息。这在使用编程器输入和调试程序时才执行。(3) 与数据器互换信息。这只有在PLC中配备有专用数字解决器时才执行。(4) 外部通信。当PLC配备有通信接口或模块时，与外部通信对象（如磁带机、其她PC或计算机等）进行数据互换。2.4.2 工作过程可分为3个阶段，分别如下：(1) 输入采样阶段PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所有输入端状态，并将此状态存入输入映像区，这是一种集中采样方式。输入映像区信息供顾客程序执行时取用。在程序执行期间虽然外部输入信号状态发生变化，输入映像区内容也不会变化，这些变化只有到下一种扫描周期输入采样阶段才被读入。(2) 序执行阶段PLC在程序执行阶段，在无中断或跳转指令状况下，依照梯形图程序从首地址开始按自左向右、自上而下顺序，对每条指令逐句进行扫描，扫描一条，执行一条。执行程序时，梯形图中输入继电器状态取自于内部输入映像寄存器状态，并将运算成果，即输出继电器状态存储在内部输出映像寄存器中。(3) 输出刷新阶段当所有指令执行完毕后,进入输出刷新阶段,CPU将输出映像区内容集中转存到输出锁存器,然后传送到各相应输出端子,最后再驱动实际输出负载,这才是PLC实际输出,这是一种集中输出方式。在程序执行阶段，由于输出映像区内容会随着程序执行进程而变化，因而，在程序执行过程中，所扫描到功能经解算后，其成果立即就可被背面将要扫描到逻辑解算所运用，因而简化了程序设计。3 PLC指令系统简介3.1 PLC指令系统概述PLC指令系统普通由惯用指令、跳转指令、定期器和计数器指令、数据操作指令以及某些高档指令构成。由于本设计专业限度局限，故只将本设计所涉及PLC指令系统中指令罗列出来。3.2 PLC指令系统简介3.2.1 LD/LD NOT指令LD和LD NOT指令是每个行或块起点。LD是常开触点，LD NOT是常闭触点。LD和LD NOT指令数据范畴为IR、SR、HR、AR、LR、TC、TR。3.2.2 AND/AND NOT指令AND和AND NOT指令是串联连接触点。AND是常开触点，AND NOT是常闭触点。AND和AND NOT指令数据范畴为IR、SR、HR、AR、LR、TC。3.2.3 OR/OR NOT指令OR和OR NOT指令是并联连接触点，执行逻辑“或”功能。OR是常开触点，OR NOT是常闭触点。OR和OR NOT指令数据范畴为IR、SR、HR、AR、LR、TC。3.2.4 OUT/OUT NOT指令OUT和OUT NOT执行输出功能，OUT指令将操作成果直接输出，而OUT NOT指令将操作成果取反后输出。OUT和OUT NOT指令数据范畴为IR、SR、HR、AR、LR。3.2.5 ORLD指令ORLD完毕两个程序块并联功能。3.2.6 DIFU（13）/DIFD（14）指令DIFU（13）和DIFD（14）分别是前沿微分指令和后沿微分指令。当DIFU输入条件由OFF变为ON时，DIFU所指定继电器在一种扫描周期为ON；当DIFD输入条件由ON变为OFF时，DIFU所指定继电器在一种扫描周期为ON。DIFU和DIFD指令数据范畴为IR、HR、AR、LR、SR。3.2.7 普通定期器TIM普通定期器TIM属于延时接通定期器，她功能如下：当输入条件满足时，定期器以0.1s为单位递减计时;当定期器计时值不不大于等于设定值,定期器触点为ON;当定期器计时值超过设定值时,定期器计时值依然继续增长；如果条件不成立，定期器计时值复位（为0），触点为OFF。TIM指令数据范畴为定期器号:T000T511，设定值：#00009999。4 十字路口交通灯PLC控制器设计4.1十字路口交通灯PLC控制系统控制规定信号灯受一种开关控制启动：接通时，南北红灯亮、东西绿灯亮;开关断开，所有灯灭。南北绿灯与东西绿灯不能同步亮，应关闭信号灯、并报警；南北红灯量60秒，与此同步东西绿灯先亮55秒、闪亮3秒后熄灭、继而黄灯量2秒。东西黄灯熄灭、继而东西红灯亮25秒，与此同步南北绿灯先亮20秒、闪亮3秒后熄灭、继而黄灯亮2秒。以此周而复始。4.2 十字路口交通灯布置图十字路口交通灯示意图如图3-1所示。在十字路口东、西、南、北方向主干道装有“红绿黄”灯. 详细交通灯布置如下。主干道交通灯北东南西4.2.1 在PLC交通灯模仿模块中，主干道东西南北每面均有3个控制灯，分别为： 禁止通行灯 （亮时为红色） 准备禁止通行灯 （亮时为黄色） 直通灯 （亮时为绿色） 图3-1 十字路口交通灯布置图二、PLC选型和资源配备1.系统构成图控制系统构造图如图3-所示。 图3- 交通灯控制系统图1.PLC框架配备图 PLC框架配备图如图CQM1-CPU221-ECPU模块CQM1-PA203电源模块CQM1-IA221输入模块 CQM1-OC222 输出模块 PLC框架配备图4.2.2 PLCI/O地址分派I/O地址分派采用自动分派方式，输入地址分派和输出地址分派分别如下表 输入元件输入地址输出元件输出地址南北绿灯Y0南北黄灯Y1控制开关X0南北红灯Y2警灯(故障批示)Y3东西绿灯Y4东西黄灯Y5东西红灯Y64.2.3 模块功能概述(1) 电源模块采用CQM1-PA203模块，它通过基架，供电给其她模块；(2) CPU模块采用CQM1-CPU21-E模块，它控制着整个系统有条不紊地工作；(3) 数字量输入模块采用CQM1-IA221模块，它有8个输入点，本控制系统中，它将接受来自启动按钮、强通开关输入信号；(4) 数字量输出模块采用CQM1-OC222模块，它重要用来将控制信号输出到相应交通灯，实现控制。CQM1-OC222模块有16个输出点。4.3 系统控制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55S3S2S25S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60S20s3S2S 结束 交通灯正常循环运营流程图启动南北红东西绿东西黄东西红南北绿南北黄55S3S2S20S3S2S25S55S3S2SONOFF十字路口主干道交通灯模仿控制时序图4.3.1 正常循环通行时交通灯正常循环运营逻辑流程图如图3-3所示。详细控制规定如下：信号灯受一种开关控制启动：接通时，南北红灯亮、东西绿灯亮;开关断开，所有灯灭。南北绿灯与东西绿灯不能同步亮，应关闭信号灯、并报警；南北红灯量60秒，与此同步东西绿灯先亮55秒、闪亮3秒后熄灭、继而黄灯量2秒。东西黄灯熄灭、继而东西红灯亮25秒，与此同步南北绿灯先亮20秒、闪亮3秒后熄灭、继而黄灯亮2秒。以此周而复始。4.4 控制系统梯形图 十字路口交通灯PLC控制梯形图工作过程如下当启动开关合上时，X000接通，Y002得电，南北红灯亮；同步Y002常开触点闭和，Y004得电，东西绿灯亮。维持55s后，T6常开触点接通，与该点串联T2常开触点每各O.5s导通0.5s，从而使东西绿灯闪亮3s。3s后T7常闭除点断开，Y004失电，东西绿灯熄灭；此时T7常开触点闭合，Y005得电，东西黄灯亮。过2S后，T5常闭触点断开，Y005失电，东西黄灯灭，到这时启动时间合计为60s，T0常闭触点断开，Y002失电，南北红灯灭，T0常开触点闭合，Y006得电，东西红灯亮，Y6常开触点闭合，Y0得电，南北绿灯亮。其指令表如下。4.5 控制系统指令表 5 结论5.1 难点分析 交通灯闪亮交通灯绿灯在实际运营中是要通过闪烁，因此在设计程序中也要加入这个功能，参照了某些PLC交通灯程序简介时发现PLC中有某些继电器可以实现闪烁这些继电器也就是PLC内部功能继电器，这是一种硬件实现功能办法，虽然程序可以减少但比较死板闪烁频率不能控制。由于对PLC内部功能继电器不太熟悉（不同型号PLC内部功能继电器编号也不同样）我想了一种用程序实现办法（程序段在第86条第94条指令之间），此办法可以说是软件实现功能办法，虽然程序加长了但闪烁频率可以控制比较灵活。5.2 调试错误与修改办法 通过设计，想一次性把程序完毕是非常难，在调试中就浮现了不少错误。刚开始时候把程序写进去然后运营却发既有些灯亮不起来并且在完毕了一种周期后就循环不起来了。那时真不懂得从哪里入手，只得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输出口就没有收到信号了。灯虽然是亮了但依然循环不起来。从梯形图又仔细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营同步进行监控，于是发现了在程序第一周期一切都运营正常但再运营下去时候第二周期就再没有反映了，涉及里面辅助继电器，最后发现本来是程序前面没有并上完毕这个循环继电器号。日后就这样把加上其她功能浮现错误也找出来了。虽然找错误是一种枯燥无味工作，但只要你耐心去做话，你必定能学到有用动西。5.3 PLC智能化控制交通灯办法老式十字路口交通控制灯，普通是事先通过交通流量调查，运用记录办法将两个方向红绿 灯延时预先设立好。然而事实上交通流量变化往往是不拟定，有路口在不同步段甚至也许产生很大差别。虽然是通过长期运营、合用方案，依然会发 生这样现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等待通过。这种流量变化偶尔性是无法建立精确模型，记录办法已不能适应迅猛发展交 通现状，需要有一种可以依照流量变化状况自适应控制交通灯。而模糊控制恰恰具备这方面优势。此系统就是应用可编程序控制器(PLC)对十字路口交通控 制灯实现模糊控制老式十字路口交通控制灯，普通是事先通过交通流量调查，运用记录办法将两个方向红绿 灯延时预先设立好。然而事实上交通流量变化往往是不拟定，有路口在不同步段甚至也许产生很大差别。虽然是通过长期运营、合用方案，依然会发 生这样现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等待通过。这种流量变化偶尔性是无法建立精确模型，记录办法已不能适应迅猛发展交 通现状，需要有一种可以依照流量变化状况自适应控制交通灯。而模糊控制恰恰具备这方面优势。5.4 收获与体会通过两个多月艰难奋斗，设计成果终于要出来了，我才松了一口气，俗话说：“万事开头难。”这话一点也不假，回忆当时拟定这个，还是挺茫然。不知怎下手。最后采用了先采集资料、进行实际考察后设计办法。查找资料也是一件繁琐事情，虽说网上有资料但要找到某些真正有用资料也不是一件容易事，需要耐心查找。好了终于到了设计时候了，花了整整十几天，终于完毕了设计，但是调试时候却发现成果和想有所不同，通过监控和修改才得出了需要设计。这次设计让咱们增长了实践技能，还增长了关于交告知识，这些对于咱们真是受益匪浅。最后，咱们觉得，不见风雨，怎么能见彩虹呢？我把体会用十个字概括：天下无难事，只怕有心人一次又一次学习，摸索又 ，咱们慢慢地在体会，研究和感悟，终于开始领略到将近成功那一份喜悦，从撰写开 报告，查找资料，程序设计，到整顿每一种次调试，咱们学会了细心和耐心，也品尝到了酸、甜、苦、辣，无数成功与失败更加必定了咱们 研究成果。兴趣是自发形成，而默契是慢慢培养出来。当前社会，科技迅速发展，知识更新速度大大加快，只有咱们共同