PLC课程设计交通灯样本.doc

交通信号灯PLC控制系统设计摘 要 交通信号灯浮现，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。为了实现交通道路管理，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控制系统，以及该系统软、硬件设计办法，实验证明该系统实现简朴、经济，可以有效地疏导交通，提高交通路口通行能力。分析了当代都市交通控制与管理问题现状，结合交通实际状况阐述了交通灯控制系统工作原理，给出了一种简朴实用都市交通灯控制系统PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化中地位极为重要，广泛应用于各个行业。随着科技发展，可编程控制器功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在当代工业中作用更加突出。PLC可编程序控制器是以微解决器为基本,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来一种新型工业控制装置。它具备构造简朴、编程以便、可靠性高等长处,已广泛用于工业过程和位置自动控制中。据记录,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多一种设备。专家以为,可编程控制器将成为此后工业控制重要手段和重要基本设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产三大支柱。由于PLC具备对使用环境适应性强特性,同步其内部定期器资源十分丰富,可对当前普遍使用“渐进式”信号灯进行精准控制,特别对多岔路口控制可以便地实现。因而当前越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同步,PLC自身还具备通讯联网功能,将同一条道路上信号灯构成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等待时间，实现科学化管理.由于PLC具备对使用环境适应性强特性，同步其内部定期器资源十分丰富，可对当前普遍使用“渐进式”信号灯进行精准控制，特别对多岔路口控制可以便地实现。因而当前越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同步有些还引入触摸屏模仿十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中实际应用。核心词：交通灯；PLC；程序；设计Stoplight PLC control system designAbstract The emergence of traffic lights，so traffic can be effectively controlled，for ease traffic flow，increase road capacity and reduce traffic accidents have remarkable results. In order to achieve traffic management，advanced traffic management sought and scientific. Programmable controller with control of traffic light control system and the system software and hardware design，proved that the system simple，economic，effective in easing traffic congestion，improve traffic junction capacity. Analysis of the modern urban traffic control and management status，combined with the traffic situation described the traffic light control system working principle of a simple and practical urban traffic light control system PLC design. Programmable Logic Controllers position in industrial automation is extremely important，widely used in various industries. With the development of technology，programmable controller features more sophisticated and smaller，low cost，high reliability，in the modern industry in a more prominent role. PLC programmable logic controller is a microprocessor-based，integrated computer technology，automatic control technology and communication technology from a new type of industrial control devices. It has a simple structure，convenient programming，and higher reliability，has been widely used in industrial processes and control of the location. According to statistics，the programmable controller is the most widely used industrial automation equipment in a device. Experts believe，PLC will become the primary means of industrial controls an important infrastructure and one of，PLC，robotics，CAD / CAM will be the three pillars of industrial production. As the PLC with the use of environmental adaptability features，while its internal timer resources are very rich，the current widespread use of progressive precise control of lights，in particular the control of multi-fork can be easily achieved. Therefore，the PLC is now increasingly used in traffic lights system. Meanwhile，PLC itself with communications networking，will be the same signal on the road to form a unified LAN，scheduling management，vehicle traffic can reduce the waiting time to realize the scientific management. As the PLC with the use of environmental adaptability features，while its internal timer resources are very rich，the current widespread use of progressive signal for precise control，particularly control over the fork can be easily achieved. Therefore，the PLC is now increasingly used in traffic lights system. While some also introduces touch-screen simulation of vehicle traffic crossing lights flash and the very image of the PLC to show the traffic light system in practical application.Key words：Traffic lights；Program；design目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1 概述11.2 可编程控制器简介21.2.1 PLC应用21.2.2PLC特点31.2.3 PLC构造和工作方式41.2.4 PLC编程语言51.3 设计重要内容62 PLC控制系统设计概要72.1 设计基本原则和内容72.2 设计环节和实现过程73 交通信号灯控制系统硬件设计123.1 交通信号灯控制规定123.2 交通信号灯控制时序133.3 PLC硬件控制电路设计143.3.1 PLC选型143.3.2 I/O配备表153.3.3 PLC控制电路接线图174 交通信号灯控制系统程序设计174.1 STEP7编程软件概述184.2 交通信号灯程序设计过程184.2.1 PLC状态转移184.2.2 交通信号灯程序设计环节194.3 交通信号灯PLC程序20结 论22致 谢1参照文献21 绪 论1.1 概述据一项对美国重要都市交通状况调查显示：1982年至，美国都市在上下班高峰期间交通堵塞状况不断加剧，由交通堵塞导致时间和汽油挥霍而带来经济损失每年高达680亿美元。以广州为例来讲，当前市区平均车速只有每小时12公里。用这个目的速度代入欧美原则计算，广州人为交通堵塞所付出经济代价总值：每年耗费1.5亿小时，减少生产总值117亿元。相称于该市整个生产总值7%。在北美、澳大利亚等大都市，道路面积率高达35%-40%，而北京只有20%。缓和交通拥堵，加快道路建设是当务之急。据悉，到，北京将投资500亿元用于都市道路建设，到，北京仅高速公路通车里程就达到600公里。但一味发展都市道路，也会刺激私家车超常规发展，两者发展速度失衡，最后还是逃不出“拥堵修路再拥堵”怪圈。当今时代是一种自动化时代，交通灯控制等诸多行业设备都与计算机密切有关。因而，一种好交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面予以技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术迅速发展，以及人工智能在控制技术方面广泛运用，智能设备有了很大发展，是当代科技发展主流方向。本设计简介了一种智能交通灯系统设计。该智能交通灯控制系统可以实现功能有：对某市区四个重要交通路口进行监控；各路口有固定工作周期，并且在道路拥挤时中控中心能变化其周期；对路口违章机动车可以即时拍照，并提取车牌号。在世界范畴内，一种以微电子技术，计算机和通信技术为先导，以信息技术和信息产业为中心信息革命方兴未艾。而计算机技术如何与实际应用更有效结合并有效发挥其作用是科学界最热门话题，也是当今计算机应用中空前活跃领域。本文重要从单片机应用上来实现十字路口交通灯智能化管理，用以控制过往车辆正常运作。交通信号灯浮现，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。为了实现交通道路管理，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控制系统，以及该系统软、硬件设计办法，实验证明该系统实现简朴、经济，可以有效地疏导交通，提高交通路口通行能力。分析了当代都市交通控制与管理问题现状，结合交通实际状况阐述了交通灯控制系统工作原理，给出了一种简朴实用都市交通灯控制系统PLC设计方案。可编程序控制器简称为PLC，它应用面广、功能强大、使用以便，已经成为当代工业自动化重要支柱之一。PLC已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程自动控制系统中，PLC在其她领域，例如在民用和家庭自动化设备中应用也得到了迅速发展。随着微解决器、计算机和数字通信技术飞速发展，计算机控制已经广泛应用在所有工业领域。当代社会规定制造业对市场需求做出迅速反映，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量产品。为了满足这一规定，生产设备和自动生产线控制系统必要具备极高可靠性和灵活性。可编程序控制器（Programmable Logic Controller）正是顺应这一规定浮现，它是以微解决器为基本通用工业控制装置。1.2 可编程控制器简介1.2.1 PLC应用当前，PLC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、交通运送、环保及文化娱乐等各个行业，使用状况大体可归纳为如下几种方面：1、开关量逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛应用领域，它取代老式继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2、模仿量控制 在工业生产过程当中，有许多持续变化量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模仿量。为了使可编程控制器解决模仿量，必要实现模仿量（Analog）和数字量（Digital）之间A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模仿量控制。 3、运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动控制。从控制机构配备来说，初期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，当前普通使用专用运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机单轴或多轴位置控制模块。世界上各重要PLC厂家产品几乎均有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 4、过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模仿量闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样控制算法程序，完毕闭环控制。PID调节是普通闭环控制系统中用得较多调节办法。大中型PLC均有PID模块，当前许多小型PLC也具备此功能模块。PID解决普通是运营专用PID子程序。过程控制在冶金、化工、热解决、锅炉控制等场合有非常广泛应用。 5、数据解决 当代PLC具备数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完毕数据采集、分析及解决。这些数据可以与存储在存储器中参照值比较，完毕一定控制操作，也可以运用通信功能传送到别智能装置，或将它们打印制表。数据解决普通用于大型控制系统，如无人控制柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中某些大型控制系统。 6、通信及联网 PLC通信含PLC间通信及PLC与其他智能设备间通信。随着计算机控制发展，工厂自动化网络发展得不久，各PLC厂商都十分注重PLC通信功能，纷纷推出各自网络系统。新近生产PLC都具备通信接口，通信非常以便。1.2.2PLC特点1、抗干扰能力强，可靠性高 继电接触器控制系统虽具备较好抗干扰能力，但使用了大量机械触头，使设备连线复杂，由于器件老化、脱焊、触头抖动及触头在开闭时受电弧损害大大减少了系统可靠性。老式继电器控制系统中使用了大量中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易浮现故障，PLC用软件代替大量中间继电器和时间继电器，仅剩余与输入和输出关于少量硬件，接线可减少互继电器控制系统1/10-1/100，因触点接触不良导致故障大为减少。 而PLC采用微电子技术，大量开关动作由无触点电子存储器件来完毕，大某些继电器和复杂连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。2、配套齐全，功能完善，合用性强 PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模系列化产品。可以用于各种规模工业控制场合。除了逻辑解决功能以外，当代PLC大多具备完善数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC功能单元大量涌现，使PLC渗入到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力增强及人机界面技术发展，使用PLC构成各种控制系统变得非常容易。 3、易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿公司工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言图形符号与表达方式和继电器电路图相称接近，只用PLC少量开关量逻辑控制指令就可以以便地实现继电器电路功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言人使用计算机从事工业控制打开了以便之门。 4、系统设计、建造工作量小，维护以便，容易改造 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部接线，使控制系统设计及建造周期大为缩短，同步维护也变得容易起来。更重要是使同一设备通过变化程序变化生产过程成为也许。这很适合多品种、小批量生产场合。 5、体积小，重量轻，能耗低 以超小型PLC为例，新近出产品种底部尺寸不大于100mm，重量不大于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化抱负控制设备。1.2.3 PLC构造PLC 实质是一种专用于工业控制计算机，其硬件构造基本上与微型计算机相似。PLC按其构造形式可分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC涉及CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一种不可拆卸整体。模块式PLC涉及CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配备。PLC基本构造框图如图2-1所示。 接受接口部件输出 中央解决单元 CPU板输入接口部件驱动现场信号 受控元件 电 源 部 件图2-1 PLC基本构造框图1.2.4 PLC编程语言采用面向控制过程、面向问题、简朴直观PLC进行编程，其编程语言惯用有：梯形图、语句表、功能图等。1、梯形图梯形图是使用最多PLC图形编程语言。梯形图与继电器电路图很相似，具备直观易懂长处，特别适合于数字量逻辑控制。梯形图由触点、线圈和用方框表达指令框构成。触点电表逻辑输入条件，例如外部开关、按钮和内部条件等。线圈普通代表逻辑运算成果，惯用来控制外部批示灯、交流接触器和内部标志位等。指令框用来表达定期器、计数器或者数学运算等附加指令。使用编程软件可以直接生成和编辑梯形图，并将它下载到PLC。2、语句表语句表又叫指令表，它是一种类似于微机汇编语言中文本语言，用指令助记符编程，由多条语句构成一种程序段，可以实现某些不能用梯形图或功能块图表达功能。3、功能块图功能块图使用类似于布尔代数图形逻辑符号来表达控制逻辑。即用类似于与门、或门方框来表达逻辑运算关系，方框左侧为逻辑运算输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端小圆圈表达“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号自左向右流动。1.3 设计重要内容（1） 交通信号灯控制规定（2） 交通信号灯控制时序（3） PLC应将控制电路设计（4） 交通信号灯程序设计过程（5） 交通信号灯PLC程序由于是交通灯单片机控制设计，因此要理解实际交通灯变化状况和规律。假设一种十字路口为东西南北走向。然后转状态1南北红灯，东西绿灯通车。过一段时间转状态2东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北依然红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态4，南北绿灯灭，闪几次黄灯，东西依然红灯。最后循环至状态1。（这一小节写你整个设计内容，即把第三、四两章内容做综合总结！）2 PLC控制系统设计概要2.1 设计基本原则和内容咱们在学习了PLC大量有关知识后，要可以把其运用在实际设计当中。固然，要设计经济、可靠、简洁PLC控制系统，需要丰富专业知识和实际工作经验。那么，咱们一方面来看一下PLC控制系统设计原则和内容。一、PLC控制系统设计基本原则1、最大限度地满足被控对象控制规定；2、保证控制系统高可靠、安全；3、满足上面条件前提下，力求使控制系统简朴、经济、实用和维修以便；4、选取PLC时，要考虑生产和工艺改进所需余量。二、PLC控制系统设计基本内容1、选取适当顾客输入设备、输出设备以及输出设备驱动控制对象；2、分派I/O，设计电气接线图，考虑安全办法；3、选取适合系统PLC；4、设计程序；5、调试程序，一种是模仿调试，一种是联机调试；6、设计控制柜，编写系统交付使用技术文献，阐明书、电气图、电气元件明细表。7、验收、交付使用。2.2 设计环节和实现过程一、PLC控制系统设计普通环节1、对于复杂控制系统，最佳绘制编程流程图，相称于设计思路；2、设计梯形图；3、程序输入PLC模仿调试，修改，直到满足规定为止；4、现场施工完毕后进行联机调试，直至可靠地满足控制规定；5、编写技术文献；6、交付使用。咱们在设计流程图时，也要遵循如下过程：1) 分析生产工艺过程；2) 依照控制规定拟定所需顾客输入、输出设备，分派I/O；3) 选取PLC；4) 设计PLC接线图以及电气施工图；5) 程序设计和控制柜接线施工。 详细设计环节框图如图2-1所示。分析控制规定拟定I/O设备选取PLC分派I/O、设计电气图编写流程图设计梯形图编制程序清单输入程序并检查调试满足NY联机调试满足NN编制技术文献交付使用设计控制柜现场连接图2-1控制系统设计环节框图二、PLC控制系统执行程序过程及特点PLC执行程序过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。1、输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序解决阶段，在程序执行阶段或其他阶段，虽然输入状态发生变化，输入映象寄存器内容也不会变化，输入状态变化只有在下一种扫描周期输入解决阶段才干被采样到。2、程序执行阶段在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表达，则总是按先上后下，先左后右顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则依照跳转条件与否满足来决定程序与否跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器和元件映象寄存器中读出，依照顾客程序进行运算，运算成果再存入元件映象寄存器中。对于元件映象寄存器来说，其内容会随程序执行过程而变化。3、输出刷新阶段程序执行完毕后，进入输出解决阶段。在这一阶段里，PLC将输出映象寄存器中与输出关于状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。因而，PLC在一种扫描周期内，对输入状态采样只在输入采样阶段进行。当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一种扫描周期输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。这方式称为集中采样，即在一种扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。在顾客程序中如果对输出成果多次赋值，则最后一次有效。在一种扫描周期内，只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其他阶段里输出状态始终保存在输出映象寄存器中。这种方式称为集中输出。对于小型PLC，其I/O点数较少，顾客程序较短，普通采用集中采样、集中输出工作方式，虽然在一定限度上减少了系统响应速度，但使PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从主线上提高了系统抗干扰能力，增强了系统可靠性。而对于大中型PLC，其I/O点数较多，控制功能强，顾客程序较长，为提高系统响应速度，可以采用定期采样、定期输出方式，或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等各种方式。从上述分析可知，当PLC输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反映，需要一段时间，这种现象称为PLC输入/输出响应滞后。对普通工业控制，这种滞后是完全容许。应当注意是，这种响应滞后不但是由于PLC扫描工作方式导致，更重要是PLC输入接口滤波环节带来输入延迟，以及输出接口中驱动器件动作时间带来输出延迟，同步还与程序设计关于。滞后时间是设计PLC应用系统时应注意把握一种参数。3 交通信号灯控制系统硬件设计3.1 交通信号灯控制规定随着都市和经济发展，交通信号灯发挥作用越来越大，正由于有了交通信号灯，才使车流、人流有了规范，同步，减少了交通事故发生概率。然而，交通信号灯不合理使用或设立，也会影响交通顺畅。因而，在实际设计时要遵循一定原则和规定。交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯构成。红灯表达禁止通行，绿灯表达准许通行，黄灯表达警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向批示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口，通过对车辆、行人发出行进或停止指令，使各个方向同步到达人、车交通流尽量减少互相干扰，从而提高路口通行能力，保障路口畅通和安全。在本设计中，咱们仅以机动车信号灯为例，来阐明它控制规定。普通十字路口交通信号灯现场示意图如图3-1所示，其南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯，为保证交通安全，对其控制系统规定如下。图3-1交通灯现场示意图1、采用PLC构成十字路口南北向和东西向交通信号灯电气控制系统上电后，交通指挥信号控制系统由由一种3位转换开关SA1控制。SA1手柄指向左45时，接点SA1-1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图3-2所示工作时序周而复始，循环往复工作。SA1手柄指向中间0时，接点SA1-2接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，。SA1手柄指向右45时，接点SA1-3接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮。2、信号灯控制原则 1) 当东西方向容许通行（绿灯）时，南北方向应禁止通行（红灯）；同样，当南北方向容许通行（绿灯）时，东西方向应禁止通行（红灯）。2) 在绿灯信号要切换为红灯信号之前，为提示司机提前减速并刹车，应有明显提示信号：绿灯闪烁同步黄灯亮。3) 信号灯控制系统启动后应能自动循环动作。3.2 交通信号灯控制时序交通信号灯控制时序如图3-2所示，它是按信号灯置1与置0两种状态绘制，置1表达信号灯点亮，置0表达信号灯点灭。图3-2 十字路口交通灯正常工作时序3.3 PLC硬件控制电路设计3.3.1 PLC选型在对PLC控制系统进行硬件构造设计时，一方面，要理解各个控制对象驱动规定，如：驱动电压级别、负载性质等；另一方面，要分析对象控制规定，拟定输入/输出接口（I/O）数量；再次，要拟定所控制参数精度及类型，如：对开关量、模仿量控制、顾客程序存储器存储容量等。依照上述原则，咱们要选取适合PLC机型及外设，完毕相应PLC硬件构造配备。因而，PLC选型是设计中至关重要一步。当前，国内外PLC生产厂家生产PLC品种可达数百个，其性能各有特点。因此，在设计时一方面要尽量考虑采用便于学习、掌握、维护以便、备品配件通用性强PLC。国内市场上流行PLC产品有如下几家：1) 德国西门子(Siemens)公司产品，当前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品；2) 美国罗克韦尔(Rockwell)公司所属AB(Allen&Bradly)公司产品，当前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品；3) GE-Fanuc公司产品；4) 法国施耐德(Schneider)公司产品；5) 日本三菱、欧姆龙等公司产品。本次设计交通信号灯控制系统重要任务和内容集中在程序编写和梯形图绘制，由于在本设计中用到了大量开关量、继电器、计数器以及计时器等。而德国西门子出产PLC功能全，性价比高，有统一地址分派，完全可以满足本设计规定。并且，在当前有关领域控制设计中，西门子产品应用比较广泛。综上所述，咱们采用了西门子公司S7-200PLC/CPU224，它有 24输入/16输出。3.3.2 I/O配备表I/O配备表如表3-1、3-2所示。表3-1 输入地址分派输入地址变量阐明I0.0系统启动按钮I0.1系统停止按钮表3-2 输出地址分派输出地址变量阐明Q0.0系统运营批示灯Q0.1南北左行红灯Q0.2南北左行绿灯Q0.3南北直行红灯Q0.4南北直行绿灯Q0.5南北直行黄灯Q0.6南北右行红灯Q0.7南北右行绿灯Q1.0南北右行黄灯Q1.1东西左行绿灯Q1.2东西左行红灯Q1.3东西左行黄灯Q1.4东西直行绿灯Q1.5东西直行红灯Q1.6东西直行黄灯Q1.7东西右行绿灯Q2.0东西右行红灯Q2.1东西右行黄等表3-1 十字路口交通灯控制信号阐明输入输出文字符号信号地址说明文字符号信号地址说明SA1-1X0交通灯正常工作控制开关H1Y0南北向绿灯批示SA1-2X1南北向交通灯常绿控制开关H2Y1南北向黄灯批示SA1-3X2东西向交通灯常绿控制开关H3Y2南北向红灯批示H4Y3东西向绿灯批示H5Y4东西向黄灯批示H6Y5东西向红灯批示3.3.3 PLC控制电路接线图依照上述硬件选型及工艺规定，绘制PLC控制电路接线图，如图3-3所示。图3-3十字路口交通信号灯PLC外部I/O分派及其接线图中用一种输出点驱动两个信号灯，如果PLC输出点输出电流不够，可以用一种输出点驱动一种信号灯，也可以在PLC输出端增设中间继电器，由中间继器再去驱动信号灯。4 交通信号灯控制系统程序设计在本设计中以都市十字路口为研究对象，依照十字路口车辆运营状况，调节各红、绿、黄灯亮时间，运用STEP7软件对其进行程序设计，实现对交通信号灯实时控制。4.1 STEP7编程软件概述STEP7编程软件用于SIMATIC S7、M7、C7和基于PCWinAC,是供它们编程、监控和参数设立原则工具。STEP7具备如下功能:硬件配备和参数设立、通信组态、编程、测试、启动和维护、文献建档、运营和诊断功能等。在STEP7中，用项目来管理一种自动化系统硬件和软件。STEP7用SIMATIC管理器对项目进行集中管理，它可以以便地浏览SIMATIC S7、M7、C7和WinAC数据。实现STEP7各种功能所需SIMATIC软件工具都集成在STEP7中。 4.2 交通信号灯程序设计过程4.2.1 PLC状态转移在设计较为复杂程序时，仅仅采用简朴逻辑解决已经很难保证程序对的性和易读性，因此就需要采用别办法来编制程序。为了保证程序逻辑对的以及程序易读性，咱们可以将一种控制过程分为若干个阶段，在每一种阶段均设立一种控制标志，当每一种阶段执行完毕，就启动下一种阶段控制标志，将本阶段控制标志清除。所谓“状态”是指特定功能，因而状态转移事实上就是控制系统功能转移。机电自控系统中机械自动工作循环过程就是电气控制系统状态自动、有序、逐渐转移过程。这种功能流程图完整地体现了控制系统控制过程，各状态功能、状态转移顺序和条件，它是PLC应用控制程序设计极好工具。其状态转移图如图3-4所示。图3-4 十字路口交通信号灯PLC状态转移图4.2.2 交通信号灯程序设计环节依照图3-4所示状态转移过程，其详细程序设计环节如下：1、PLC开始运营时，M8002产生一初始脉冲，使初始状态S0置1；2、当SA1手柄指向中间0时，触点X1接通，交通指挥系统南北向绿灯Y1常亮，东西向红灯常亮；3、当SA1手柄指向右45时，触点X2接通，交通指挥系统东西向绿灯Y1常亮，南北向红灯常亮；4、当SA1手柄指向左45时，触点X0接通，状态转移到S20和S30，使S20和S30置1，同步S0在下一扫描周期自动复位，Y1线圈得电南北绿灯亮与此同步Y6线圈得电，东西红灯亮；5、延时25S后，转移条件T0闭合，状态从S20转移到S21，使S21置1，同步驱动T1记时，而S20在下一扫描周期自动复位；6、延时5S后，转移条件T1闭合，状态从S21转移S22，使S22置1产生0.5S接通和断开时针脉冲信号，从而使南北绿灯闪烁，同步驱动计数器C0记数，若记多次数未到三次，C0常闭触点接通，状态转移到S21，继续循环共计三次；7、次数到三，C0常开触点闭合，状态由S22转移到S23，使S23置1同步S22在下一扫描周期自动复位，Y2线圈得电南北黄灯亮；8、延时2S后，转移条件T3闭合，一方面状态从S23转移到S24，使S24置1，S23在下一扫描周期自动复位，Y3线圈得电南北红灯亮，计数器C0复位。另一方面状态S30转移到S31，使S31置1同步S30在下一扫描周期自动复位，线圈Y4得电东西绿灯亮；9、延时25S后，转移条件T4闭合，状态从S31转移到S32，使S32置1，同步驱动T5记时，而S31在下一扫描周期自动复位；10、延时5S后，转移条件T5闭合，状态从S32转移S33，使S33置1产生0.5S接通和断开时针脉冲信号，从而使东西绿灯闪烁，同步驱动计数器C1记数，若记多次数未到三次，C1常闭触点接通，状态转移到S32，继续循环共计三次；11、次数到三，C1常开触点闭合，状态由S33转移到S34，使S34置1同步S33在下一扫描周期自动复位，Y5线圈得电东西黄灯亮，计数器C1复位；12、延时2S后，回到初始状态S0进行循环执行。4.3 交通信号灯PLC程序在本设计中，交通信号灯PLC控制系统程序采用梯形图语言来设计。详细过程如下：结 论本系统构造简朴，操作以便；可现自动控制，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。 在设计过程中，经常会遇到这样那样状况，就是心里老想着这样接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因而耗费在这上面时间用去诸多。我趁着做课程设计同步也对课本知识有了巩固和加强，由于课本上知识太多，平时课间学习并不能较好理解和运用各个元件功能，并且考试内容有限，因此在这次课程设计过程中，咱们理解了诸多元件功能，并且对于其在电路中使用有了更多结识。程序中所用到数据均可以依照实际状况进行设立，修改灵活以便。通过本次设计，我对于VHDL硬件描述语言有了更进一步地理解，也在本来所学理论基本上得到了进一步地应用。但由于经验