十字路口交通灯的PLC控制系统设计(毕业论文)

中州大学工程技术学院毕业论文（电工教研室）题目:十字路口交通灯的PLC控制系统设计专业:应用电子技术班级:10级应用电子班设计人:郭福祥学号:201025110244指导教师：甄敬然设计时间：2013年4月28日中州大学/毕业设计II摘要PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理.关键词：交通灯PLC程序设计中州大学/毕业设计IIIAbstractPLCprogrammablecontrollerbasedonmicroprocessor,acombinationofcomputertechnology,automaticcontroltechnologyandcommunicationtechnologydevelopedanewtypeofindustrialcontroldevice.Ithasadvantagesofsimplestructure,convenientprogrammingandhighreliability,hasbeenwidelyusedinautomaticcontrolofindustrialprocessandlocation.Accordingtostatistics,theprogrammablecontrollerisusedinindustrialautomationdeviceuptoadevice.Expertsbelievethattheprogrammablecontrollerwillbecomethemainfutureindustrialcontrolmeansandoneoftheimportantbasicequipment,PLC,robotics,CAD/CAMwillbecomethethreepillarsofindustrialproduction.BecausethePLChastousetheenvironmentcharacteristicsofstrongadaptability,whileitsinternaltimerisveryrichinresources,butforthecurrentwidespreaduseofprogressivesignalforprecisecontrol,especiallycontroloftheforkintheroadmoreeasilyrealized.SonowmoreandmoreappliesPLCtotrafficlightsystem.Itselfalsohascommunicationsnetworkingfunction,atthesametime,PLCwillbeonthesamepathoflightformaunifiedschedulingmanagementforlocalareanetwork(LAN),canshortenvehicleswaitingtime,realizethescientificmanagement.中州大学/毕业设计IVKeywords:ThetrafficlightPLCprogramdesign目录第一章前言..................................................................11.1、题的背景和意义......................................................11.2、课题的现状、发展趋势和已解决的问题..................................1第二章控制方案设计..........................................................32.1、技术控制要求........................................................32.2、总体方案确定........................................................42.2.1、方案的原理....................................................42.2.2、方案的特点....................................................42.2.3、方案的选择依据...............................................5第三章硬件、软件选择和硬件连接..............................................63.1、输入点和输出点分配..................................................63.2、硬件选择............................................................63.3、软件选择............................................................73.4、硬件连接............................................................7第四章软件编程..............................................................84.1、编写程序流程图......................................................84.2、编写梯形图..........................................................9第五章系统调试.............................................................115.1、系统程序调试.......................................................115.2、系统硬件调试.......................................................125.3、联机调试...........................................................12第六章总结.................................................................14致谢.......................................................................14参考文献....................................................................15中州大学/毕业设计V附件：.....................................................................16程序梯形图：............................................................16程序指令表：............................................................19电源图：................................................................22PLC输入端接线图........................................................23PLC输出端接线图：......................................................24电气原理图：............................................................26中州大学/毕业设计1/33第一章前言1.1、题的背景和意义随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼，例如：绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫，如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府政策规划的一个重点问题。通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练，从而能够使我们进行PLC系统设计和实施，并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是：通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作，锻炼了自身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风，这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。1.2、课题的现状、发展趋势和已解决的问题近年来，随着大规模集成电路的发展，以微处理器为核心的可编程控制器（PLC）得到了迅猛的发展。早期的PLC主要用于顺序控制，今天的PLC已经能够应用于闭环控制、运动控制以及复杂的分布式控制系统，已逐步发展成为有一类解决自动化问题的有效而便捷的方式。由于PLC自身具有功能完善、结构模块化、开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高、性价比高、等优点，因而在工业生产中具有广阔的应用前景，并被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。而且随着集成电路的发展和网络时代的到来，PLC必将能够获得更大的发展空间。PLC主体由三部分组成，主要包括中央处理器CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC基本结构如图1-1所示：中州大学/毕业设计2/33图1-1PLC的组成框图系统电源有些在CPU模块内，也由单独作为一个单元的，编程器一般看作PLC的外设。PLC内部采用总线结构，进行数据和指令的传输。外部的开关信号、模拟信号各种以及各种传感器检测信号作为PLC的输入变量，它们经PLC的输入端子进入PLC的输入存储器，收集和暂存被控对象实际运行的状态信息和数据；经PLC内部运算与处理后，按被控对象实际动作要求产生输出结果；输出结果送到输出端子作为输出变量，驱动执行机构。PLC的各部分协调一致地实现对现场设备的控制。PLC采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是按循环扫描方式完成的。可编程控制器的工作过程包括两个部分：自诊断及通信响应的固定过程和用户程序执行过程，如图1-2所示:图1-2PLC工作过程框图PLC在每次执行用户程序之前，都先执行故障自诊断程序、复位、监视、定时等内部固定程序，若自诊断正常，继续向下扫描，然后PLC检查是否有与编程器、计算机等的通信请求。如果有与计算机等的通信请求，则进行