課程設(shè)計---交通信號燈plc控制系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　信息與電氣工程學院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　?。?010/2011學年第一學期）</p><p>　　課程名稱 ： 可編程控制器應用 </p><p>　　題 目 ：交通信號燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)

2、計</p><p>　　專業(yè)班級 ：電氣工程及其自動化0706班 </p><p>　　學生姓名 ： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師 ： </p&g

3、t;<p>　　設(shè)計周數(shù) ： 兩 周 </p><p>　　設(shè)計成績 ： </p><p>　　2011 年 1月 14日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計的要求 ………………

4、…………………………………………2</p><p>　　1、1課程設(shè)計目的及意義 ……………………………………………… 2</p><p>　　1、2課程設(shè)計的主要任務…………………………………………………2</p><p>　　1、3課程設(shè)計的技術(shù)要求…………………………………………………3</p><p>　　1、4課程設(shè)計的控制規(guī)律

5、…………………………………………… 3</p><p>　　二、課程設(shè)計的內(nèi)容 ……………………………………………………… 4</p><p>　　2、1 控制對象 ………………………………………………………………4</p><p>　　2、2硬件選擇 ……………………………………………………………… 5</p><p>　　2、3編制

6、I/O地址分配表 ……………………………………………… 6</p><p>　　2、4控制系統(tǒng)的電路接圖………………………………………………… 6</p><p>　　三、交通信號燈程序流程圖 ………………………………………………7</p><p>　　四、交通信號燈時序圖 ………………………………………………………8</p><p>　　

7、五、程序梯形圖 …………………………………………………………………8</p><p>　　六、參考文獻 …………………………………………………………………12</p><p>　　七、心得體會 …………………………………………………………………12</p><p>　　八、成績評語 …………………………………………………………………13</p>

8、<p><b>　　課程設(shè)計的要求</b></p><p>　　1、1 課程設(shè)計目的及意義</p><p>　　可編程序控制器，英文全稱Programmable Controller,簡稱PLC。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)裝置，轉(zhuǎn)為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設(shè)計，采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操

9、作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入/輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC式微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差等缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，有照顧到了現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學，調(diào)試和簡易

10、的用戶程序編制工作，就靈活方便地將PLC應用于生產(chǎn)實踐之中。</p><p>　　1、2課程設(shè)計的主要任務</p><p>　　（1）了解某交通信號燈控制的步驟和要求。</p><p>　　（2）繪制交通信號燈控制系統(tǒng)的電路原理圖，編制I/O地址分配表。</p><p>　　（3）編制PLC的程序，并利用實驗室設(shè)備進行調(diào)試，要求能在現(xiàn)有設(shè)備上

11、演示控制過程。</p><p>　?。?）撰寫課程設(shè)計說明書。說明書要闡明各路輸入輸出信號的名稱、作用、信號處理電路或驅(qū)動電路的設(shè)計，寫明設(shè)計過程的分析、計算、比較和選擇，畫出程序流程圖，并附上源程序。</p><p>　　1、3課程設(shè)計的技術(shù)要求</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、綠交通信號燈和左轉(zhuǎn)彎控制紅、綠交通

12、信號燈,另外還有倒計時顯示器。顯示器用于顯示相應方向直行控制當前點亮的信號燈還要持續(xù)的時間(剩余時間),由另外的單片機系統(tǒng)構(gòu)成。PLC通過串口以自由口方式輸出八位二進制數(shù)據(jù),最高位為0表示東西方向數(shù)據(jù),1表示南北方向數(shù)據(jù),單位為秒。系統(tǒng)中有兩個控制開關(guān)：東西方向控制開關(guān)SEW和南北方向控制開關(guān)SSN。SEW接通SSN關(guān)斷則東西方向綠燈全亮南北紅燈全亮,其他燈全。接通則南北方向綠燈全亮,東西方向紅燈全亮,其他燈全滅。SEW和SSN都關(guān)斷停

13、止工作。SEW和SSN都接通則進入正?？刂茽顟B(tài),（其規(guī)律控制參考人民路與中華大街交叉路口信號燈)</p><p>　　1、4課程設(shè)計的控制規(guī)律</p><p>　?。?）、系統(tǒng)啟動后，南北紅燈全亮35S；與此同時東西直行綠燈亮20S；東西左轉(zhuǎn)彎紅燈亮；</p><p>　?。?）、東西直行綠燈亮20S后開始閃爍，周期為1S（滅0.5S，亮0.5S），閃亮3S；<

14、;/p><p>　　（3）、東西直行綠燈閃亮3S后變?yōu)辄S燈亮，維持2S；</p><p>　　（4）、東西直行黃燈亮2S后變?yōu)榧t燈亮；同時東西左轉(zhuǎn)彎綠燈亮，維持10S；</p><p>　?。?）、東西左轉(zhuǎn)彎綠燈亮10S后變?yōu)榧t燈亮（至此東西方向全是紅燈亮，維持40S）；同時南北方向直行控制紅燈滅，綠燈亮，維持25S；南北左轉(zhuǎn)彎繼續(xù)紅燈亮；</p><

15、;p>　?。?）、南北直行綠燈亮25S后開始閃爍，周期為1S（滅0.5S，亮0.5S），閃亮3S；</p><p>　?。?）、南北直行綠燈閃亮3S后變?yōu)辄S燈亮，維持2S；</p><p>　?。?）、南北直行黃燈亮2S后變?yōu)榧t燈亮；同時南北左轉(zhuǎn)彎綠燈亮，維持10S；</p><p>　　（9）、南北左轉(zhuǎn)彎綠燈亮10S后變?yōu)榧t燈亮（此時南北方向全是紅燈亮）；同

16、時東西方向直行控制紅燈滅，綠燈亮；東西左轉(zhuǎn)彎繼續(xù)紅燈亮。</p><p>　?。?0）、循環(huán)執(zhí)行上述第（1）到（9）步，實現(xiàn)對交通信號燈的控制。</p><p>　　二、課程設(shè)計的內(nèi)容 </p><p><b>　　2、1 控制對象</b></p><p>　　本系統(tǒng)的控制對象有十個，分別是：</p>&l

17、t;p>　　東西方向紅燈（R—EW）兩個；</p><p>　　南北方向紅燈 (R—SN) 兩個；</p><p>　　東西方向黃燈（Y—EW）兩個；</p><p>　　南北方向黃燈 (Y—SN) 兩個；</p><p>　　東西方向綠燈（G—EW）兩個；</p><p>　　南北方向綠燈 (G—SN) 兩個；

18、</p><p>　　東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈(G—LEW)兩個；</p><p>　　東西方向左轉(zhuǎn)彎紅燈(R—LEW)兩個；</p><p>　　南北方向左轉(zhuǎn)彎紅燈(R—LSN)兩個；</p><p>　　南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈(G—LSN)兩個。</p><p><b>　　2、2硬件選擇</b><

19、;/p><p>　　城市道路交通信號控制是典型的開關(guān)量順序控制，采用PLC能充分利用它的優(yōu)點。在這里我們采用德國西門子公司的S7-200可編程控制器，它是積木式結(jié)構(gòu)，安裝比較方便，中央處理單元和信號模板有多種類型，另外還具有如位控單元、PD調(diào)節(jié)等特殊功能模塊。根據(jù)本系統(tǒng)輸入點數(shù)及控制要求，中央處理單元可選用CPU226，該CPU板上本身具有24個數(shù)字量輸入點，16個非隔離數(shù)字量輸出點。 </p><

20、;p>　　電源模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供CPU，存儲器等所有擴展模塊使用的直流電源，是整個PLC系統(tǒng)的能源供給中心，它的好壞直接影響到PLC的穩(wěn)定性和可靠。S7-200屬于小型PLC，電源模塊與CPU模塊封裝在一起，通過連接總線為本機和擴展模塊提供+5V（DC）電源。同時，還可通過端子向外輸出一個+24V（DC）電源，供本機輸入點和擴展模塊繼電器線圈使用。需注意的是，從資料中我們了解到，外部電源不可與S7-200的傳感器電源并聯(lián)使用。

21、否則，交會導致兩個電源的竟爭而影響它們各自的輸出，縮短其使用壽命，使得一個或兩個電源同時失效，使PLC系統(tǒng)產(chǎn)生不正確的操作。正確的使用方法是S7-200的傳感器電源和外部電源應該在不同的點上提供電源，而兩者之間只能有一個會共連接點。</p><p>　　由于根據(jù)控制要求所確定的輸入輸出點分別人2個和10個，由于我們是以一個路口信號單獨控制為例，考慮到備用問題。所以我們選擇了CPU226這一具有較強控制功能的控制器

22、。</p><p>　　另外，在硬件選型時，不要忘記完成現(xiàn)場測試及軟件編程時所需的一些設(shè)備。</p><p>　　2、3編制I/O地址分配表</p><p>　　2、4控制系統(tǒng)的電路接線圖</p><p>　　三、交通信號燈程序流程圖</p><p><b>　　交通信號燈時序圖</b></

23、p><p><b>　　程序梯形圖</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、《電器與可編程控制器應用技術(shù)》 鄧則名等</p><p>　　2、《可編程控制器教程》 王兆義主編</p><p>　　3、《可編程控制器教程原理、應用、網(wǎng)絡》 徐世

24、許主編</p><p>　　4、《電氣控制與可編程控制器技術(shù)》 史國生主編 化學工業(yè)出版社 </p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　通過這次設(shè)計實踐。我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒

25、有做實踐設(shè)計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。通過合作，我們的合作意識得到加強。合作能力得到提高。上大學后，很多同學都沒有過深入的交流，在設(shè)計的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個人互責一定的部分，同時在一定的階段共同討論

26、，以解決分工中個人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時我們還向別的同學請教。在此過程中，每個人都想自己的方案得到實現(xiàn)，積極向同學說明自己的想法。能過比較選出最好的方案。在這過程也提高了我們的表過能力。在設(shè)計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學習的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思而不學者殆。做事要學思結(jié)合。</p><p><