plc_紅綠燈課程設計報告

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論..........................................................................................1</p><p>　　第一部分: 交通燈的設計準備</p><p>　　一．設計的目的.....

2、...................................................................................2</p><p>　　二．交通燈的現(xiàn)場圖.................................................................................3</p><p>　

3、　三．交通燈系統(tǒng)設計要求..........................................................................3</p><p>　　第二部分：用PLC編程控制程序</p><p>　　一．編程前的準備................................................................

4、...................4</p><p>　　硬件選型...........................................................................................5</p><p>　　三．建立符號表...................................................

5、.....................................6</p><p>　　四．建立變量表.......................................................................................7</p><p>　　五．交通燈控制梯形圖...............................

6、..............................................8</p><p>　　第三部分：東向的電氣連接圖與PLC SM模塊圖</p><p>　　交通燈東向電氣連接圖....................................................................12</p><p>　　電

7、氣連接圖分析..............................................................................12</p><p>　　畫圖時所遇到的問題.......................................................................12</p><p>　　第四部分：設

8、計心得</p><p>　　設計心得...................................................................................12</p><p>　　單交叉口紅綠燈控制系統(tǒng)</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　隨著社

9、會的不斷進步，社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，交通也變得日漸復雜。城市交通問題成越來越引起人們的關(guān)注，人、車、路三者的協(xié)調(diào)，已成為社會關(guān)注的焦點，于是交通燈成為了疏導交通最常見和最有效的手段，也成為了城市經(jīng)濟活動及生活活動的重要命脈。在技術(shù)快速發(fā)展的當今，交通的自動化不斷更新，交通技術(shù)迅速的發(fā)展，其交通的一些指揮系統(tǒng)光靠人來完成是遠遠不夠的，這就需要設計各種交通指揮自動化系統(tǒng)來完成這些復雜的工作。從而使交通指揮系統(tǒng)更加有秩序，更加安

10、全。</p><p>　　交通燈通常由紅、黃、綠三者顏色的燈組成，用于指揮交通的通行與停止。</p><p>　　當綠燈亮時，允許車輛通行；當黃燈亮時，已超過停止線的車輛可以繼續(xù)通行，沒超過停止線的車輛停止通行；當紅燈亮時，禁止車輛通行。</p><p>　　在實際應用中，采用PLC來控制的仍然在有一定的比例。因為采用PLC控制，能夠根據(jù)不同的路況要求，隨時修改控制

11、程序，以改變各信號燈的工作時間和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和抗干擾能力，其還具有硬件故障的自我檢查能力，同時還具有維護方便、改造容易、功能完善，實用性強等特點。因此具有很大的經(jīng)濟實用性。</p><p>　　第一部分：交通燈的設計準備</p><p><b>　　設計的目的</b></p><p

12、>　　課程設計是完成教學計劃達到本科生培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)，是教學計劃中進行綜合訓練的重要實踐環(huán)節(jié)，是有助于培養(yǎng)應用性人才的一種教學形式，它將使得我們同學在綜合運用所學知識，解決本專業(yè)方向的實際問題方面得到系統(tǒng)性的訓練。</p><p>　　該課程設計的主要目的是：通過對交叉路口交通燈的控制，首先讓我們了解交通燈的具體工作和實現(xiàn)原理，然后通過所給的要求對紅綠燈進行PLC編程控制。同時讓我們更進一步的去熟悉St

13、ep7軟件的編程環(huán)境、功能及相關(guān)的應用再通過畫電氣連接圖，使我們對電氣控制的知識又得以復習和鞏固，同時讓我們深刻的體會到課程之間的聯(lián)系強度，為今后從事自動化控制領(lǐng)域的工作打下一定的基礎。</p><p><b>　　二．交通燈的現(xiàn)場圖</b></p><p>　　三．交通燈系統(tǒng)設計要求</p><p>　　1.當把可編程控制器撥向RUN后，程序

14、自行啟動運行；</p><p>　　2.東西向的控制權(quán)優(yōu)先于南北向的控制權(quán)，并且實現(xiàn)南北同時控制，東西輪流控制，其中東西向分別實現(xiàn)先直行右轉(zhuǎn)再左轉(zhuǎn)的控制。具體的控制為：</p><p>　　首先東向直行右轉(zhuǎn)為綠燈時，東向左、西向直右、西向左、南北向都為紅燈。5秒后，東向左為綠燈，東向直右仍為綠燈，西向直右、西向左、南北向為紅燈。再5秒后，東直右、東左黃燈同時閃爍3秒。</p>

15、<p>　　然后，西直右變?yōu)榫G燈，東向、西左和南北向都為紅燈。同樣5秒后，西左變綠燈，西直右仍為綠燈，東向和南北向都為紅燈。5秒后，西直右和西左同時閃爍黃燈3秒。</p><p>　　之后，南北變綠燈，東西向都為紅燈，同時開始檢查東向的車輛數(shù)，如果東向的車輛超于6輛，則南北向馬上讓出控制權(quán)，即馬上由綠燈變?yōu)辄S燈，并閃爍3秒，之后變?yōu)榧t燈，同時東直右為綠燈。這樣接著循環(huán)運行。</p>&l

16、t;p>　　第二部分：用PLC編程控制程序</p><p><b>　　一.編程前的準備</b></p><p>　　1） 根據(jù)要求列出如下的表：</p><p>　　其中黃燈閃爍3秒并閃爍3次，每一方格中的綠燈為5秒。</p><p><b>　　表格分析：</b></p>&

17、lt;p><b>　　根據(jù)要求：</b></p><p>　　a 當“東直右為綠燈”時，東左、西直右、西左和南北向都為“紅燈”；</p><p>　　b 當東左由“紅燈變?yōu)榫G燈”時，東直右仍然亮“綠燈”，而西向及南北向都為“紅燈”；</p><p>　　c 之后東直右和東左一同“閃爍黃燈3s”然后共同變?yōu)椤凹t燈”，在東向由黃燈閃爍變?yōu)榧t燈

18、的同時，西直右也由“紅燈”轉(zhuǎn)為“綠燈”，而西左和南北向仍然亮“紅燈” ； </p><p>　　d 接著西左由“紅燈轉(zhuǎn)為綠燈”，而西直右仍然保持亮綠燈，東向及南北向仍保存紅燈；</p><p>　　e 之后西直右和西左一起進入黃燈閃爍3s，然后共同變?yōu)榧t燈，而在西向變?yōu)榧t燈的同時，南北向由紅燈轉(zhuǎn)為綠燈，此時東向仍然保持亮紅燈。</p><p>　　f 在接著南

19、北向由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈閃爍，同樣閃爍3s后變?yōu)榧t燈，這時東直右由紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈，之后的亮燈情況同開始一樣，進入了不斷的循環(huán)過程。</p><p>　　在“e”步，即南北向由紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈時，同時進行車輛檢測，當東直右的等待車輛超過6輛時，南北向讓出控制權(quán)，即南北向馬上由綠燈進入黃燈閃爍，之后變?yōu)榧t燈，而在其變?yōu)榧t燈的同時，東直右由之前的紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈。</p><p><b>　　硬

20、件選型</b></p><p>　　硬件組態(tài)的任務就是在STEP 7中生成一個與實際的硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng)。由于交通燈屬于小規(guī)模的控制系統(tǒng)，故選擇 CPU 312C的緊湊型的CPU，比較實用與具有較高要求的小型應用，且價格也相對便宜，若選用CPU 313C、CPU 314C等的型號，其價格較昂貴，用來實現(xiàn)紅綠燈控制不劃算。由于紅綠燈的輸出地址分別分配與Q4、Q5、Q6上，故給4、5、6槽中分配如圖所

21、示的地址。</p><p><b>　　三．建立符號表</b></p><p>　　建立的符號表下圖所示：</p><p>　　其中T56、T57、T58、T59、T510、T511、和T63、T64、T65分別同T4##對應，控制西向和南北向的黃燈閃爍。</p><p><b>　　四．建立變量表</b

22、></p><p>　　建立的變量表如下圖：</p><p>　　五．交通燈控制梯形：</p><p>　　1) 完整的梯形圖為附錄所示：</p><p>　　2) 核心梯形圖為： </p><p><b>　　其控制過程分析：</b></p><p>　　

23、1) 當將STOP轉(zhuǎn)向RUN-P（仿真中）時，寄存器線圈得電，于是其常開的觸點得電。這時T42、T43、T50、T53、T60同時得電(即Q4.2、Q4.3、Q5.0、Q5.3、Q6.0線圈得電，即“東直右紅燈”，其它向都為紅燈)，并且分別得電10s、5s、13s、18s、26s。</p><p>　　2) 當5s后，T43輸出為0（即Q4.3為0，即“東左紅燈”熄滅），同時T45線圈得電（則Q4.5也立即得電，

24、即“東左綠燈”亮），這時實現(xiàn)“東左方向綠燈變紅燈”，“東直右”及“西向”和“南北向”都是“紅燈”。</p><p>　　3）當再過5秒，即10s后，T42減為0，輸出端Q4.2線圈斷電（即“東直右綠燈"熄滅），接著常閉的Q4.2線圈閉合，T41脈沖定時器得電（開始計時3s），同時T410脈沖定時器也得電（將得電0.5s），則Q4.1（“東直右黃燈亮”）。0.5s后，T410輸出為0（即Q4.1失電，“東

25、直右黃燈滅”），同時T49接通延時定時器得電并開始計時，0.25s后T49輸出為1，即T411脈沖定時器得電開始計時，此時T411常閉觸點斷開，T410斷電，當T411計時0.25s后，T411又得電，即T410又得電開始計時,同時Q4.1黃燈又再次亮。這樣再循環(huán)一次，則黃燈完成在3s的時間內(nèi)閃爍3次。（10s后，“東左向”也由“綠燈”進入“黃燈”閃爍階段，其運行過程同“東直右方向”的類似。）此時實現(xiàn)“東直右”和“東左”黃燈同時閃爍，西

26、向和南北向仍為紅燈。</p><p>　　4）東向黃燈閃爍完后（即過13s后），“西直右”由紅燈變綠燈，其他向為紅燈。之后的運行過程同東向類似。</p><p>　　5) 程序段7與程序段8為檢測東向等待車輛個數(shù)的程序。其實現(xiàn)的過程為：當南北向綠燈亮時，同時在輸入塊點擊“I1.0”（相當于檢測等待的車輛個數(shù)），點擊兩下（相當于給加計數(shù)器一個信號），則MW2加1。同時Q6.4得電，比較器開始

27、將MW1的值與6比較（為了方便調(diào)試編程，在編程過程中設定比較器的比較值為2）。當給加計數(shù)器7個信號時，MW1的值為7，通過比較器比較，MW1的值大于6，于是比較器有輸出，即Q6.5得電。這時Q6.5線圈的常閉觸點（在Q6.2“南北綠燈”前）斷開，即“南北綠燈”熄滅，進入黃燈閃爍，閃爍完后又回到“東直右”方向繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行。其具體的燈顯示過程于上面的表格分析中。</p><p>　　第三部分：東向的電氣連接圖與PLC

28、 SM模塊圖</p><p>　　交通燈東向電氣連接圖：見附錄</p><p>　　二. 電氣連接圖分析：</p><p>　　給電氣圖接上三相交流電，由于控制電路的所用到的電器所能承受的電壓都相對較小，故需要一個降壓的過程，將交流的高電壓降為控制電器能夠承受的電壓。同樣，交通燈也不能夠直接承受220V的電壓，需要降壓或者給交通燈串聯(lián)一個適宜的電阻，從而使交通燈可以

29、在允許的電壓內(nèi)正常工作。電路中串有熔斷器，是用來保護電路的，防止電路發(fā)生短路時造成的一系列損失。</p><p>　　三. 畫圖時所遇到的問題</p><p>　　在畫圖的過程中發(fā)現(xiàn)圖像無法垂直的旋轉(zhuǎn)過90度，于是上網(wǎng)搜到了其應用方法，再一個就是右下角的標題快，其內(nèi)容不太符合本次設計所需要的要求，但是想把它修改，卻改不了，想刪掉了再重畫發(fā)現(xiàn)也刪不掉，于是又去求助了網(wǎng)絡，最后得到了幫助，把默

30、認的標題塊去掉，自己畫了一個適合要求的標題快。</p><p><b>　　第四部分:設計心得</b></p><p>　　本次課程設計設計的是紅綠燈，是我們實驗做過的升級版。由于實驗有了一定的基礎，于是對本次紅綠燈的設計也有了清晰的思路。在課程設計布置下來幾天后我就開始動手研究了，一開始就列了一張東直右、東左、西直右、西左和南北向的紅綠燈亮滅的情況。然后開始對各個燈

31、分配時間，然后開始了編寫梯形圖，本來是想用之前做實驗時寫好的那個程序來進行修改的，但是后來發(fā)現(xiàn)被改得面目全非，而且還把自己完全給弄混了，于是決定拋開之前的那個基礎程序，根據(jù)現(xiàn)在的思路自己重新編程，這樣反反復復的寫了好多張草稿紙，最后當我把程序都寫出來并已進入調(diào)試的時候，得到了一個不好的消息，說是老師更改了高級的要求，我當時有點崩潰了，差不多調(diào)出來的程序又得重新修改了。可是我還是很快擺正心態(tài)，又重新列了上面的那張各方向的紅綠燈亮滅情況表，

32、開始對程序進行修改，在修改的過程中我同時也對紙上的程序進行修改，以防再遇到同在實驗室時丟程序的情況，那次丟程序把我郁悶得不行，給了我一個非常深刻的教訓。再通過不斷的修改調(diào)試后，終于運行正確了，但我對車輛檢測的程序并沒有很好的思路，于是第二天同同學一起研究了車輛檢測的程序，最后終于完整的整個設計。</p><p>　　設計時遇到的最難的地方就是對紅燈的控制，即當其他方向綠燈或黃燈閃爍時都要必須亮紅燈，最后用并聯(lián)的思

33、路完成了亮燈控制。由于程序中用到的定時器T比較多，為了不發(fā)生混亂，我把定時器T的標號設置成同其所控制的輸出線圈類似，這樣給設計及修改帶來了極大的方便性和清晰性。</p><p>　　程序完成后，開始進入了電氣連接圖的研究中。根據(jù)自己的思路。用一晚上的時間終于在草稿紙上把完整的電氣連接圖給畫了出來。在畫控制電路的過程中，最糾結(jié)的就是定時器了，當畫到東左黃燈閃爍的時候，才很清晰的弄明白梯形圖中的脈沖定時器在電氣電路中

34、既要畫上一個通電延時斷開的觸點，同時還要接上一個定時線圈。但是當要用軟件CAD去畫時，才發(fā)現(xiàn)CAD怎么都畫得不利落啊，而且在軟件上面找遍了都沒有找到那些基本的電子器件，后來問了學姐們，才知道原來器件都是要自己畫上去的，在再三的畫圖失敗后，決定還是先用ALTIUM軟件畫圖，在之后的空余中再去學習CAD軟件。在同學的指導下，終于完成了電氣連接圖及PLC SM模塊圖，但去驗程序的時候老師又說我們畫的復雜了，沒有必要那樣畫，通過老師的糾正后，又

35、開始研究電氣圖的畫法。最后得出了附錄所示的連接圖。</p><p>　　雖然在繪圖的過程中遇到了很多困難，但我覺得比別人拿去讓學過軟件的人幫忙畫強得多，雖然有時候心里面會有些不太舒服，但畢竟最終需要學東西的是自己，自己不學，老讓別人幫著畫，最后自己還是什么也不會，即使得了很高分那又怎樣呢，還不是啥也沒學到，最后吃虧的只能是你自己。不管結(jié)果如何，自己動手畫了、動腦學了，會覺得問心無愧，有這個畫圖的過程就已經(jīng)覺得很珍