十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)名稱： 電氣控制與PLC應(yīng)用 </p><p>　　題 目： 十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng) </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>

2、　　專 業(yè)： 機(jī)電一體化 </p><p>　　班 級(jí)： 2008級(jí) 2 班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>

3、　　日 期： 2010 年 6 月 21 日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)</p><p><b>　　二、主要內(nèi)容</b>&

4、lt;/p><p>　　1、動(dòng)作要求如時(shí)序圖所示。</p><p><b>　　2、信號(hào)分配</b></p><p><b>　　三、具體要求</b></p><p>　　根據(jù)控制要求編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：</p><p>　　1．設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。</p>

5、<p>　　2．PLC硬件配置電路。</p><p>　　3．PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。</p><p>　　4．PLC控制程序(梯形圖和指令表)，用仿真軟件和編程軟件將程序錄入計(jì)算機(jī)并進(jìn)行模擬調(diào)試。</p><p>　　5．其他說明（如設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的心得等）。</p><p><b>　　6．參考資

6、料。</b></p><p><b>　　四、進(jìn)度安排</b></p><p><b>　　五、成績(jī)?cè)u(píng)定</b></p><p>　　指導(dǎo)教師 簽名 日期 2010 年 6 月 日</p><p>　　系主任 審核 日期 2010 年 6 月

7、 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)分析 …………… 6</p><p>　　二、十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) …………… 6</p><p>　　2．1十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 ………………………………

8、6</p><p>　　2．2十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書 ………………………… 6</p><p>　　三、十字路口交通燈雙向自動(dòng)控制系統(tǒng)具體設(shè)計(jì) ……………………… 6</p><p>　　3．1十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移分析設(shè)計(jì)………………………………… 7</p><p>　　3．2十字路口雙向

9、交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件配置設(shè)計(jì)……………………………………… 8</p><p>　　3.3十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖…………………………………………… 9</p><p>　　3.4字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)指令表………………………………………………12</p><p>　　3.5字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)序圖………………………………………………1

10、3</p><p>　　3.6十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)序圖………………………………………………14</p><p>　　四 、十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)心得體會(huì)</p><p>　　……………………………………………………………………………………… 15</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)分析</b>&

11、lt;/p><p>　　本課題主要的目的是為了培養(yǎng)大學(xué)生的獨(dú)立思考能力，增強(qiáng)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性，讓學(xué)生更好的掌握程序指令的應(yīng)用，梯形圖的理解，熟練地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)電路，編制程序，更好的運(yùn)用到實(shí)際生活中，也更好的對(duì)這學(xué)期所學(xué)的知識(shí)綜合復(fù)習(xí)，加以強(qiáng)化。</p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生鞏固和加深對(duì)單片機(jī)基本知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)查詢資料、方案設(shè)計(jì)、方案比較以及三菱PLC編程仿真軟件等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提

12、高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，提高分析解決實(shí)際問題的能力。鍛煉分析、解決控制電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，通過此綜合訓(xùn)練，為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。</p><p>　　本課題的目的是為了通過自身的實(shí)踐，深入的了解PLC程序設(shè)計(jì)的方法，提高同學(xué)的思維和創(chuàng)新能力，讓同學(xué)在做的過程中進(jìn)一步掌握理論知識(shí)。在實(shí)踐中運(yùn)用理論知識(shí)，同時(shí)提高我們的動(dòng)手能力。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，進(jìn)行

13、十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，了解各種指令的靈活運(yùn)用，畫出程序流程圖，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，提高理論知識(shí)應(yīng)用能力、軟件調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。</p><p>　　二、十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2、1十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p><b>　　1．時(shí)序控制的分析</b>&l

14、t;/p><p>　　2． PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　3．PLC硬件配置電路圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　4．繪出梯形圖和寫出指令表</p><p>　　2、2總體設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　1、設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明</p><p>　　(1)依圖中所示元件及方式會(huì)出各個(gè)時(shí)間點(diǎn)形

15、成所需支路。這些支路是按時(shí)間點(diǎn)的先后順序繪出的，而且是采用一點(diǎn)連一點(diǎn)的方式。</p><p>　　(2)以時(shí)間點(diǎn)為工作條件繪出各燈的輸出梯形圖。</p><p>　　(3)為實(shí)現(xiàn)交通燈的啟?？刂?，在梯形圖上增加主控環(huán)節(jié)。作為一個(gè)循環(huán)的結(jié)束，第二個(gè)循環(huán)開始控制的T7常閉觸點(diǎn)也作為條件串入主控指令中。</p><p>　　三、十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)<

16、;/p><p>　　設(shè)計(jì)十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)包括:十字路口交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，十字路口交通燈硬件配置電路，十字路口交通燈梯形圖及指令表。</p><p>　　3、1十字路口交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移分析設(shè)計(jì)</p><p>　　接通起動(dòng)按鈕，信號(hào)燈開始工作，南北向紅燈，東西向綠燈同時(shí)亮。</p><p>　　（1） 東西向綠燈亮20秒后

17、，東西向綠燈閃爍3次（2秒/次），接著東西向黃燈亮。4秒后，東西向紅燈亮。40秒后，東西向綠燈又亮……。如此循環(huán)，直到停止工作。</p><p>　?。?） 南北向紅燈亮40秒后，南北向綠燈亮。20秒后，南北向綠燈閃爍3次（2秒/次），接著南北向黃燈亮。4秒后，南北向紅燈又亮……。如此循環(huán)，直到停止工作。如圖所示</p><p>　　3、2十字路口交通燈硬件配置電路設(shè)計(jì)</p>

18、<p>　　3、3 十字路口交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)的梯形圖</p><p>　　3、4十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)指令表：</p><p>　　LD M8002</p><p><b>　　SET S0</b></p><p>　　3 STL S0 </p><p>

19、;　　4 LD X000</p><p>　　5 SET S21</p><p>　　7 SET S31</p><p>　　9 STL S21</p><p>　　10 OUT Y000</p><p>　　11 OUT T0 K10</p>

20、<p>　　14 LD T1</p><p>　　15 SET S23</p><p>　　17 STL S23</p><p>　　18 OUT T1</p><p>　　21 LD T1</p><p>　　22 SET S23</p>

21、<p>　　24 STL S23</p><p>　　25 OUT Y000</p><p>　　26 OUT C0 K3</p><p>　　29 OUT T2 K10</p><p>　　32 LD C0</p><p>　　37 AND T2 <

22、/p><p>　　38 SET S24</p><p>　　40 STL S24</p><p>　　41 OUT Y001</p><p>　　42 OUT T3</p><p>　　45 RST C0</p><p>　　47 LD T3 &l

23、t;/p><p>　　48 SET S25</p><p>　　50 STL S25</p><p>　　51 OUT Y002</p><p>　　52 OUT T4 K200</p><p>　　55 STL S31</p><p>　　56

24、 OUT Y005</p><p>　　57 OUT T9 K200</p><p>　　60 LD T9</p><p>　　61 AND T3</p><p>　　62 SET S32</p><p>　　64 STL S32</p><

25、;p>　　65 OUT Y003</p><p>　　66 OUT T5 K100</p><p>　　69 LD T5 </p><p>　　70 SET S33</p><p>　　72 STL S33</p><p>　　73 OUT T6

26、 K10 </p><p>　　76 LD T6 </p><p>　　77 SET S34</p><p>　　79 STL S34</p><p>　　80 OUT Y0003</p><p>　　81 OUT C1 K10</p><

27、;p>　　84 OUT T7 K10</p><p>　　87 LD T7</p><p>　　88 AND C1</p><p>　　89 SET S35</p><p>　　91 LD T7 </p><p>　　92 ANI C1</

28、p><p>　　93 SET S33</p><p>　　95 STL S35</p><p>　　96 OUT Y004</p><p>　　97 OUT T8 K40 </p><p>　　100 RET C1</p><p>　　1

29、02 STL S3</p><p>　　103 STL S25</p><p>　　104 LD T8</p><p>　　105 OUT S0</p><p>　　107 RET </p><p>　　108 END </p><p>　　

30、3、5十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)序圖</p><p>　　交通燈示意圖如圖1所示，在東西南北兩個(gè)方向均安裝信號(hào)燈，兩個(gè)方向各6個(gè)燈，分為紅、黃、綠三種顏色。工作時(shí)序如圖2所示，假設(shè)東西向較忙，綠燈時(shí)間是南北向的2倍(40s)。按下起動(dòng)按鈕后，南北向綠燈亮維持20s，20s后，南北黃燈閃爍3次，計(jì)6S，期間，東西向紅燈也亮，并維持26s；26s后，東西方向綠燈亮40s，后東西向黃燈閃爍3次，計(jì)6s，期間，南北

31、向紅燈也亮，并維持46so接下去周而復(fù)始，直到停止按鈕被按下為止。</p><p>　　3、6十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真圖（演示圖）</p><p>　　四、十字路口雙向交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)</p><p>　　通過PLC課程設(shè)計(jì)，我們知道：機(jī)械手能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁

32、重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方

33、式，稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度。</p><p>　　和學(xué)別的學(xué)科一樣，在學(xué)完P(guān)LC理論課程后我們做了課程設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)以分組的方式進(jìn)行，每組有一個(gè)題目。我們做的是機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)。由于平時(shí)大家都是學(xué)理論，沒有過實(shí)際開發(fā)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，拿

34、到的時(shí)候都不知道怎么做。但通過各方面的查資料并學(xué)習(xí)。我們基本學(xué)會(huì)了PLC設(shè)計(jì)的步聚和基本方法。分組工作的方式給了我與同學(xué)合作的機(jī)會(huì)，提高了與人合作的意識(shí)與能力。</p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與

35、到PLC中的時(shí)候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。</p><p>　　通過合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒有過深入的交流，在設(shè)計(jì)的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問題，在交流中大家積

36、極發(fā)言，和提出意見，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)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。</p><p>　　通過此次課設(shè)，讓我了解了plc梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。 </p><p>　　雖然本次課程設(shè)計(jì)是要

37、求自己獨(dú)立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量，遇到問題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論。我們?cè)谧稣n程設(shè)計(jì)的過程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會(huì)使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計(jì)的方法，在設(shè)計(jì)的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問