plc交通燈課程設(shè)計報告(三菱fx2n)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　就如何應(yīng)用PLC實現(xiàn)十字路口交通信號燈自動控制的設(shè)計展開討論，通過分析對交通信號燈的控制要求，對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；交通燈；控制系統(tǒng)</p><p><b>　　目 錄</b></p>&l

2、t;p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　2 PLC及PLC簡介2</p><p>　　2.1 PLC簡介2</p><p>　　2.2 PLC的一般結(jié)構(gòu)2</p><p>　　2.2.1可編程

3、控制器的結(jié)構(gòu)分類2</p><p>　　2.2.2可編程控制器的配置3</p><p>　　2.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域6</p><p>　　2.5 PLC的發(fā)展趨勢7</p><p>　　3 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計8</p><p>　　3.1系統(tǒng)總體方案8</p><p>　　3

4、.1.1設(shè)計目的8</p><p>　　3.1.2 設(shè)計任務(wù)及要求8</p><p>　　3.1.3 設(shè)計思路8</p><p><b>　　3.2硬件設(shè)計9</b></p><p>　　4 交通燈的軟件設(shè)計11</p><p><b>　　4.1定時器11</b&g

5、t;</p><p>　　4.2 定時器的設(shè)置12</p><p>　　4.3交通信號燈模擬控制時序圖12</p><p>　　4.4 交通燈工作時的程序13</p><p>　　5 交通燈的調(diào)試16</p><p>　　5.1 系統(tǒng)的調(diào)試過程16</p><p>　　6 總 結(jié)

6、19</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　附 錄21</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　隨

7、著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人，車，路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測，交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮中最重要的組成部分。</p><p>　　隨著城市機動車量的不斷增加，許多大城市如北京，上海，南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運行的情況，因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速公路，在 高

8、速公路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點，也決定了城市高速道路的 交通狀況必然受高速道路和普通道路耦合出交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道，城區(qū)與周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題，</

9、p><p>　　根據(jù)交通等工藝控制要求和特點，我們采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC有小型化，高速度，高性能等特點，三菱可編程控制器指令豐富，可以接各種輸入，輸出擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程控制器（PLC）對十字路口交通控制等實現(xiàn)控制。本系統(tǒng)采用PLC是基于以下四個原因：</p><p>　　

10、（1）PLC具有很高的可靠性，抗干擾能力。通常的平均無障礙時間都在30萬小時以上；</p><p>　　（2）系統(tǒng)設(shè)計周期短，維護(hù)方便，改造容易，功能完善，實用性強；</p><p>　?。?）干擾能力強，具有硬件故障的自我檢查功能，目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重，為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定，我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC；</p><p>　　

11、（4）近年來PLC的性能價格比有較大幅度的提高，是的實際應(yīng)用成為可能。</p><p>　　2 PLC及PLC簡介</p><p>　　2.1 PLC簡介 </p><p>　　可編程控制器簡稱——PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自

12、動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。</p><p>　　可編程控制器（PLC）是用來取代控制系統(tǒng)中的繼電器的一種設(shè)備，它通過檢測輸入端口，并根據(jù)輸入端口的狀態(tài)，按照程序控制輸出口，可編程控制器的程序一般要使用一定的軟件編寫，使用人員通過輸入預(yù)先編寫的程序

13、，使可編程控制器按預(yù)定的控制方案執(zhí)行控制任務(wù)。目前大多數(shù)城市采用的交通信號燈指揮控制系統(tǒng)，采用電子線路加繼電器構(gòu)成，也有少數(shù)采用單片機構(gòu)成。對信號燈的要求也越來越高，采用電子線路加繼電器的控制方式，則需要加入大量的中間繼電器，時間繼電器，計數(shù)器等器件。而且交通控制智能化需要按實際情況而改變參數(shù)，如使用繼電器控制，則很難實現(xiàn)。如使用單片機控制，則需要引入大量I/O接口電路、硬件設(shè)計，而且這兩種控制方式的抗干擾能力十分有限。采用可編程控制器

14、對交通信號燈進(jìn)行管理，技能滿足控制要求，又具有高的抗干擾和穩(wěn)定性。</p><p>　　2.2 PLC的一般結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.2.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)分類</p><p>　　(1)按硬件的結(jié)構(gòu)類型分類：編程控制器是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計的。為了便于在工業(yè)現(xiàn)場安裝，便于擴(kuò)展，方便接線，其結(jié)構(gòu)與普通計算機有很大區(qū)別，常見的有箱體式，模塊式，及疊裝式三種結(jié)構(gòu)

15、。</p><p>　　箱體式PLC一般用于規(guī)模小，輸入輸出點數(shù)固定，不需要擴(kuò)展的場合。模塊式PLC一般用于規(guī)模較大，輸入輸出點數(shù)多，輸入輸出點數(shù)比例靈活的場合。疊裝式PLC具有二者的優(yōu)點。</p><p>　　(2)按應(yīng)用規(guī)模及功能分類：為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過程的應(yīng)用要求，PLC能夠處理的輸入信號數(shù)量是不一樣的。一般將一路信號稱作一個店，將輸入輸出點數(shù)的總和稱為機器的點。按照點數(shù)的多少，

16、可將PLC分為超小，小，中，打，超大等五類型如下表2-1所示：</p><p>　　表2-1 PLC按規(guī)模分類</p><p>　　2.2.2可編程控制器的配置</p><p>　　可編程控制器雖然外觀各異，但硬件結(jié)構(gòu)大體相同。主要由中央處理器（CPU），存儲器（RAM/ROM），輸入輸出（I/O接口）,電源及編程設(shè)備幾大部分組成。PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖如下圖2-2

17、所示：</p><p>　　接受 驅(qū)動</p><p>　　現(xiàn)場信號 受控元件</p><p><b>　　圖2-2 基本構(gòu)成</b></p><p>　　（1）CPU的

18、構(gòu)成：PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。 </p><p>　　與通

19、用計算機一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。</p><p>　　CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。</p><p>　　CPU的運算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運

20、算，在控制器指揮下工作。</p><p>　　CPU的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。</p><p>　　CPU雖然劃分為以上幾個部分，但PLC中的CPU芯片實際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。</p><p>　　CPU模塊的外部表現(xiàn)就

21、是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進(jìn)行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。</p><p>　?。?）I/O模塊：PLC的對外功

22、能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。</p><p>　?。?）電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時

23、，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。</p><p>　　（4）底板或機架：大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。</p><p>　?。?）PLC 的外部設(shè)備：

24、外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類</p><p>　?、倬幊淘O(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。</p><p>　　②設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。</p><p&

25、gt;　　③存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。</p><p>　　④輸入輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機等。</p><p>　?。?）PLC的通信聯(lián)網(wǎng)：PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠

26、交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制?，F(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計算機一樣具有RS-232接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的PLC之間、PLC與計算機之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買程控器時就有了一

27、個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。</p><p>　　2.3 PLC的特點 （1）抗干擾能力強，可靠性高</p><p>　　繼電接觸器控制系統(tǒng)雖具有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸頭，使設(shè)備連線復(fù)雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動及觸頭在開閉時受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。

28、由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10--1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高。</p><p>　　(2)配套齊全，功能完善，適用性強 </p>

29、<p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 (3)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PL

30、C作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 (4)系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控

31、制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合</p><p>　　2.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為以下幾類：</p><p

32、>　?。?）開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，可用它取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，又可用于多機群控制及自動化流水線。如電梯控制、高爐上料、注塑機、印刷機、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p>　?。?）模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使PLC能處理模擬信

33、號，PLC廠家生產(chǎn)有配套的A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，使PLC可用于模擬量控制。</p><p>　?。?）運動控制 PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在可使用專門的運動控制模塊。廣泛的運用于各種機床、機械、機器人、電器等場合。</p><p>　?。?）過程控制 這是對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。PL

34、C能編制各種控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID控制時一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中常用的控制方法。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較。一般用于大型系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造業(yè)。<

35、;/p><p>　　（6）通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信包含PLC之間的通信以及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。在工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展加快前提下，廠家都十分重視PLC的通訊功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通訊十分方便。</p><p>　　2.5 PLC的發(fā)展趨勢</p><p>　　(1)向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的儲存容

36、量。</p><p>　　(2)向超大型、超小型兩個方向發(fā)展。以適應(yīng)不同類型的自動控制系統(tǒng)的需要。</p><p>　　(3)PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信功能。為了擴(kuò)大適用范圍，廠家還制定了通用的通信彼岸準(zhǔn)，已構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。</p><p>　　(4)增強外部故障的檢測與處理能力。外部故障的幾率很大，因此，PLC廠家致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專

37、用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠。</p><p>　　(5)編程語言多樣化。PLC結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時,PLC的編程語言也越來越豐富。多種語言并存、互補與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢。</p><p>　　3 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計</p><p><b>　　3.1系統(tǒng)總體方案</b></p><p><b>

38、;　　3.1.1設(shè)計目的</b></p><p>　　PLC原理及應(yīng)用課程設(shè)計是電氣工程及其自動化專業(yè)領(lǐng)域重要的實踐環(huán)節(jié)之一，主要以小型實用性PLC控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計為主。全面熟練掌握PLC的硬件組成以及各種指令的應(yīng)用，使學(xué)生掌握小型PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的步驟，熟悉和掌握PLC開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件調(diào)試過程，通過設(shè)計過程中對故障的分析、判斷、檢修進(jìn)一步鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。</p>

39、<p>　　3.1.2 設(shè)計任務(wù)及要求</p><p>　　利用PLC設(shè)計控制十字路口交通燈的全自動運行，系統(tǒng)啟動后，根據(jù)設(shè)置好的東西南北方向的通車時間控制東西南北方向指示燈按照一定的規(guī)律運行，完成一個周期工作后自動進(jìn)入下一個周期繼續(xù)運行。城市路口交通燈控制系統(tǒng)用于十字路口的車輛以及行人的交通管理，每個方向具有左拐、右拐、直行以及行人4種通行指示燈。執(zhí)行程序，初始態(tài)為四個路口的紅燈全亮之后，東西路口的綠

40、燈亮，南北路口的紅燈亮，東西路口方向通車，延時一段時間后路口的綠燈熄滅，黃燈開始閃爍，閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北路口方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈熄滅，黃燈開始閃爍，閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，之后重復(fù)以上過程。</p><p>　　3.1.3 設(shè)計思路</p><p>　　某十字路口東西方向和南北方向各裝有直行(包括右轉(zhuǎn)彎)控制紅、黃

41、、綠交通信號燈和左轉(zhuǎn)彎控制紅、綠交通信號燈，另外還有倒計時顯示器。顯示器用于顯示相應(yīng)方向直行控制當(dāng)前點亮信號燈還要持續(xù)的時間(剩余時間)，由另外的單片機系統(tǒng)構(gòu)成。（這里不予以考慮設(shè)計）設(shè)計的規(guī)律如下：</p><p>　　1. 系統(tǒng)啟動后，東西直行、南北直行、東西左轉(zhuǎn)彎、南北左轉(zhuǎn)彎都亮紅燈。</p><p>　　2. 東西直行綠燈亮9秒,與此同時南北紅燈全亮13秒；東西左轉(zhuǎn)彎紅燈亮； &l

42、t;/p><p>　　3. 東西直行綠燈熄滅，黃燈閃爍1秒，然后東西左轉(zhuǎn)彎綠燈亮5秒。。</p><p>　　4. 東西左轉(zhuǎn)彎綠燈熄滅，黃燈閃1秒，然后南北直行紅綠燈亮9秒，其余燈為紅燈。</p><p>　　5.南北直行綠燈熄滅后，直行黃燈閃亮1秒后變成紅燈亮；同時南北左轉(zhuǎn)彎綠燈亮，維持5秒；</p><p>　　6. 南北左轉(zhuǎn)彎綠燈亮5秒后變

43、成黃燈閃爍1秒;(至此東西方向全是紅燈亮，維持13秒)；同時南北方向直行控制紅燈亮，綠燈熄滅。</p><p>　　7. 南北左轉(zhuǎn)彎黃燈閃1秒后，東西直行綠燈亮，紅燈滅，東西左轉(zhuǎn)彎繼續(xù)紅燈亮，南北方向燈全變?yōu)榧t燈。</p><p>　　8. 循環(huán)執(zhí)行上述2到7步，實現(xiàn)對交通信號燈的控制。</p><p><b>　　3.2硬件設(shè)計</b><

44、;/p><p>　　1.型號選擇：輸入控制X0，輸出端有東西、南北方向紅綠黃燈和東西、南北方向左轉(zhuǎn)彎紅綠燈共十個輸出點，所以選用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列。</p><p>　　2.I/O分配表：如表3-1：</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　3.硬件電路圖連接：如圖3-2所示：</

45、p><p>　　圖3-2 硬件電路接線圖</p><p>　　4 交通燈的軟件設(shè)計</p><p><b>　　4.1定時器</b></p><p>　　在PLC內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計時間達(dá)到設(shè)定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值

46、，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。</p><p>　　定時器通道范圍如下：</p><p>　　100 ms定時器T0～T199， 共200點，設(shè)定值：0.1～ 3276.7秒；</p><p>　　10 ms定時器T200～TT245，共

47、46點，設(shè)定值：0.01～327.67秒；</p><p>　　1 ms積算定時器 T245～T249，共4點，設(shè)定值：0.001～32.767秒；</p><p>　　100 ms積算定時器T250～T255，共6點，設(shè)定值：0.1～3276.7秒； </p><p>　　定時器指令符號及應(yīng)用如下圖4-1所示： </p><p>　　

48、圖4-1繼電器的應(yīng)用</p><p>　　當(dāng)定時器線圈T200的驅(qū)動輸入X000接通時，T200的當(dāng)前值計數(shù)器對10 ms的時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值K123相等時，定時器的輸出接點動作，即輸出觸點是在驅(qū)動線圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）時才動作，當(dāng)T200觸點吸合后，Y000就有輸出。當(dāng)驅(qū)動輸入X000斷開或發(fā)生停電時，定時器就復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。</p>&

49、lt;p>　　每個定時器只有一個輸入，它與常規(guī)定時器一樣，線圈通電時，開始計時；斷電時，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個為設(shè)定值寄存器，另一個是現(xiàn)時值寄存器，編程時，由用戶設(shè)定累積值。</p><p>　　4.2 定時器的設(shè)置</p><p>　　為了明確各定時器的作用，以便于理解各個燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確時間，表5.1列出了定時器的功能如下：</p>

50、<p>　　表4-2 定時器設(shè)置</p><p>　　4.3交通信號燈模擬控制時序圖</p><p><b>　　如圖4-3所示：</b></p><p><b>　　圖4-3 時序圖</b></p><p>　　4.4 交通燈工作時的程序</p><p>　　1

51、. 初始態(tài)，南北東西都是紅燈，其梯形圖如下圖4-4所示：</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　2. 按下啟動按鈕X0，東西直行綠燈了，南北全是紅燈，東西左轉(zhuǎn)彎紅燈亮，其梯形圖如下圖4-5所示：</p><p><b>　　圖4-5</b></p><p>　　3. 當(dāng)T

52、0時間到9秒時，東西直行綠燈滅，黃燈閃1秒，此時南北仍是紅燈，其梯形圖如下圖4-6所示：</p><p><b>　　圖4-6</b></p><p>　　4. 當(dāng)T1時間到時，東西左轉(zhuǎn)彎綠燈亮，東西直行紅燈亮，南北仍全是紅燈，禁止通行，其梯形圖如下圖4-7所示：</p><p><b>　　圖4-7</b></p&

53、gt;<p>　　5. 當(dāng)T2時間5秒一到，東西左轉(zhuǎn)彎黃燈閃1秒，東西直行紅燈亮，南北全是紅燈，其梯形圖如下圖4-8所示：</p><p><b>　　圖4-8</b></p><p>　　6. 當(dāng)T3時間到，南北直行綠燈亮9秒，東西全是紅燈。其梯形圖如圖4-9所示：</p><p><b>　　圖4-9</b&g

54、t;</p><p>　　7. 當(dāng)T4的時間到，南北直行黃燈閃1秒，東西全是紅燈，禁止通行。其梯形圖如圖4-10所示：</p><p><b>　　圖4-10</b></p><p>　　8. 當(dāng)T11的時間到，南北左轉(zhuǎn)彎的綠燈亮，直行紅燈亮，東西全是紅燈亮。其梯形圖如圖4-11所示：</p><p><b>

55、　　圖4-11</b></p><p>　　9. 當(dāng)T5時間到，南北左轉(zhuǎn)彎的黃燈閃1秒，東西仍全是紅燈。其梯形圖如圖4-12所示：</p><p><b>　　圖4-12</b></p><p>　　10. 當(dāng)T6時間到，東西直行的綠燈亮，又回到了S1狀態(tài)，以后依次執(zhí)行。</p><p>　　5 交通燈的仿

56、真與調(diào)試</p><p>　　5.1 系統(tǒng)的調(diào)試過程</p><p>　　（1）將PLC與對應(yīng)輸入輸出的設(shè)備連接起來。</p><p>　?。?）用FXgpwin軟件編制圖的梯形圖程序，將編制無誤的程序分別下載到PLC中，并將模式選擇開關(guān)撥至RUN狀態(tài)。</p><p><b>　　（3）調(diào)試運行。</b></p&

57、gt;<p>　　按下啟動開關(guān)，東西方向綠燈亮9ｓ，同時南北方向的紅燈亮16ｓ，換行前東西方向的黃燈閃爍1ｓ，然后東西左轉(zhuǎn)彎方向的綠燈亮5ｓ；接著東西左轉(zhuǎn)彎方向的黃燈亮1ｓ，同時東西方向的紅燈亮6ｓ，然后南北方向的綠燈亮9ｓ，最后南北方向黃燈亮1ｓ，然后南北左轉(zhuǎn)彎方向綠燈亮5秒，東西方向紅燈亮，之后南北左轉(zhuǎn)彎黃燈亮1秒。之后自動開始第二周期的循環(huán)顯示。</p><p><b>　?。?）監(jiān)

58、控運行。</b></p><p>　　當(dāng)PLC運行時，可以使用FXgpwin軟件中的監(jiān)視功能監(jiān)控整個程序的運行過程，以方便調(diào)試程序。在FXgpwin軟件上，單擊 “PLC寫入”—“監(jiān)視”－“監(jiān)視開始”，可以全畫面監(jiān)控PLC的運行，這時可以觀察到定時器的定時值會隨著程序的運行而動態(tài)變化，通電閉合的觸點和線圈會變藍(lán)。借助于FXgpwin軟件的監(jiān)控功能可以檢查哪些線圈和觸點該通電時沒通電，從而為進(jìn)一步修改程

59、序提供幫助。</p><p><b>　　6 總 結(jié)</b></p><p>　　在近兩星期的日子里，經(jīng)過這次設(shè)計我學(xué)到很多很多的的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)

60、習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。而且通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的學(xué)到知識，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力?？傊?，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較

61、多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。</p><p>　　總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些

62、東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張力勝，PLC控制十字交通燈的設(shè)計，礦業(yè)科學(xué)技術(shù)，2005.</p><p>　　[2] 陳傳明等，智能交通信號燈配時及優(yōu)化設(shè)計 ，微機發(fā)展，2005.</p>

63、<p>　　[3] 陳宗梅，交通燈控制系統(tǒng)電路設(shè)計，重慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005.</p><p>　　[4] 周名偵等，基于PLC控制的交通燈設(shè)計 ，廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005.</p><p>　　[5] 求是科技，PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐. 北京：人民郵電出版社，2005.</p><p>　　[6] 高欽和，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計

64、實例.北京：人民郵電出版社，2004. </p><p>　　[7] 張偉華等，公交優(yōu)先的信號交叉口配時優(yōu)化方法，中國公路學(xué)報，2004.</p><p>　　[8] 浦琪，交叉口信號配時模型研究，上海鐵道大學(xué)學(xué)報，1999.</p><p>　　[9] 陳寬民等，道路通行能力分析，北京:人民交通出版社，2003.</p><p>　　[10

65、] 文國瑋，城市交通與道路系統(tǒng)規(guī)劃，北京:清華大學(xué)出版社，2001.</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　1. 梯形圖：</b></p><p><b>　　2. 指令表：</b></p><p><b>　　致 謝</b

66、></p><p>　　在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中