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1、焦作大学 PLC 的交通灯控制系统1 1PLC 课 程 设 计系 别 ： 机 电 工 程 学 院班 级 ： 应 用 电 子 三 班学 号 ：姓 名 ： 辅 导 教 师 ：2011 年 5 月 15 日焦作大学 PLC 的交通灯控制系统II目 录摘要. .3第 一 章 绪 论 .4第 二 章 PLC 的 基 础 知 识 .52.1 PLC 概 述 .52.2 PLC 的 产 生 .62.3 PLC 的 定 义 .62.4 PLC 的 工 作 原 .72.5 PLC 的 结 构 .82.6 PLC 的 基 本 性 能 指 标 .12第 三 章 PLC 网 络 与 可 编 程 控 制 器 .143.
2、1 可 编 程 控 制 器 通 信 与 网 络 概 述 .143.2 可 编 程 控 制 器 控 制 网 络 与 可 编 程 控 制 器 通 信 网 络 的 .15第 四 章 可 编 程 控 制 器 程 序 设 计 .164.1 交 通 灯 控 制 系 统 硬 件 设 计 .174.2 交 通 灯 控 制 系 统 软 件 设 计 .18第 五 章 总 结 .196.1 程 序 调 试 .196.2 难 点 分 析 .206.3 收 获 与 体 会 .20焦作大学 PLC 的交通灯控制系统III焦作大学 PLC 的交通灯控制系统4摘 要近 年 来 随 着 科 技 的 飞 速 发 展 ， PLC
3、的 应 用 正 在 不 断 地 走 向 深 入 ，同 时 带 动 传 统 控 制 检 测 日 新 月 益 更 新 。 它 是 以 微 处 理 器 为 核 心 ， 综 合了 计 算 机 技 术 、 自 动 控 制 技 术 和 通 信 技 术 而 发 展 起 来 的 一 种 通 用 工 业自 动 控 制 装 置 。 它 具 有 结 构 简 单 、 体 积 小 、 功 能 强 、 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
4、 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
5、 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 。 在 实 时 检 测 和 自 动 控 制 的 PLC 应 用 系 统 中 ， PLC 往 往是 作 为 一 个 核 心 部 件 来 使 用 ， 仅 PLC 方 面 知 识 是 不 够 的 ， 还 应 根据 具 体 硬 件 结 构 ， 以 及 针 对 具 体 应 用 对 象 特 点 的 软 件 结 合 ， 加 以 完 善 。十
6、分 形 象 地 显 示 出 了 PLC 在 交 通 灯 系 统 中 的 实 际 应 用 。关 键 字 ： PLC 交 通 灯 程 序 报 告 设 计焦作大学 PLC 的交通灯控制系统5第 一 章 绪 论当 今 ， 红 绿 灯 安 装 在 各 个 道 口 上 ， 已 经 成 为 疏 导 交 通 车 辆 最 常 见和 最 有 效 的 手 段 。 但 这 一 技 术 在 19 世 纪 就 已 出 现 了 。1858 年 ， 在 英 国 伦 敦 主 要 街 头 安 装 了 以 燃 煤 气 为 光 源 的 红 ， 蓝 两色 的 机 械 扳 手 式 信 号 灯 ， 用 以 指 挥 马 车 通 行 。 这
7、是 世 界 上 最 早 的 交 通信 号 灯 。 1868 年 ， 英 国 机 械 工 程 师 纳 伊 特 在 伦 敦 威 斯 敏 斯 特 区 的 议会 大 厦 前 的 广 场 上 ， 安 装 了 世 界 上 最 早 的 煤 气 红 绿 灯 。 它 由 红 绿 两 以旋 转 式 方 形 玻 璃 提 灯 组 成 ， 红 色 表 示 “停 止 ”， 绿 色 表 示 “注 意 ”。1918 年 ， 又 出 现 了 带 控 制 的 红 绿 灯 和 红 外 线 红 绿 灯 。 带 控 制 的 红绿 灯 ， 一 种 是 把 压 力 探 测 器 安 在 地 下 ， 车 辆 一 接 近 红 灯 便 变 为 绿
8、 灯 ；另 一 种 是 用 扩 音 器 来 启 动 红 绿 灯 ， 司 机 遇 红 灯 时 按 一 下 嗽 叭 ， 就 使 红灯 变 为 绿 灯 。 红 外 线 红 绿 灯 当 行 人 踏 上 对 压 力 敏 感 的 路 面 时 ， 它 就 能察 觉 到 有 人 要 过 马 路 。 红 外 光 束 能 把 信 号 灯 的 红 灯 延 长 一 段 时 间 ， 推迟 汽 车 放 行 ， 以 免 发 生 交 通 事 故 。随 着 社 会 的 发 展 ， 人 们 的 消 费 水 平 不 断 的 提 高 ， 私 人 车 辆 不 断 的增 加 。 所 以 采 用 有 效 的 方 法 控 制 交 通 灯 是
9、 势 在 必 行 的 。 PLC 的智 能 控 制 原 则 是 控 制 系 统 的 核 心 ， 采 用 PLC 把 东 西 方 向 或 南 北 方向 的 车 辆 按 数 量 规 模 进 行 分 档 ， 相 应 给 定 的 东 西 方 向 与 南 北 方 向 的 绿灯 时 长 也 按 一 定 的 规 律 分 档 . 这 样 就 可 以 实 现 按 车 流 量 规 模 给 定 绿灯 时 长 ， 达 到 最 大 限 度 的 有 车 放 行 ， 减 少 十 字 路 口 的 车 辆 滞 流 ， 缓 解交 通 拥 挤 、 实 现 最 优 控 制 ， 从 而 提 高 了 交 通 控 制 系 统 的 效 率
10、.交 通 信 号 灯 的 出 现 ， 使 交 通 得 以 有 效 管 制 ， 对 于 疏 导 交 通 流 量 、提 高 道 路 通 行 能 力 ， 减 少 交 通 事 故 有 明 显 效 果 。 为 了 实 现 交 通 道 路 的管 理 ， 力 求 交 通 管 理 先 进 性 、 科 学 化 。 用 可 编 程 控 制 器 实 现 交 通 灯 管制 的 控 制 系 统 ， 以 及 该 系 统 软 、 硬 件 设 计 方 法 ， 实 验 证 明 该 系 统 实 现简 单 、 经 济 ， 能 够 有 效 地 疏 导 交 通 ， 提 高 交 通 路 口 的 通 行 能 力 。焦作大学 PLC 的交通
11、灯控制系统6第 二 章 PLC 的 基 础 知 识2.1 PLC 的 概 述可 编 程 控 制 器 （ PLC） 是 以 微 处 理 器 为 核 心 ， 将 计 算 机 技术 、 自 动 控 制 技 术 、 通 讯 技 术 融 为 一 体 的 一 种 专 门 为 适 应 恶 劣 的 工 业环 境 下 而 设 计 的 工 业 控 制 装 置 ， 涉 及 到 很 多 自 动 控 制 、 电 器 方 面 的 知识 。 经 过 30 多 年 的 发 展 ， 在 工 业 生 产 中 获 得 极 其 广 泛 的 应 用 。 目 前 ，可 编 程 控 制 器 成 为 工 业 自 动 化 领 域 中 最 重
12、要 、 应 用 最 多 的 控 制 装 置 ，居 工 业 生 产 自 动 化 三 大 支 柱 （ 可 编 程 控 制 器 、 机 器 人 、 计 算 机 辅 助 设计 与 制 造 ） 的 首 位 。 其 应 用 的 深 度 和 广 度 成 为 衡 量 一 个 国 家 工 业 自 动化 程 度 高 低 的 标 志 。2.2 PLC 的 产 生早 期 工 业 生 产 中 广 泛 使 用 的 电 器 自 动 控 制 系 统 是 继 电 器-接 触 器 控 制 系 统 ， 简 称 继 电 器 控 制 系 统 ， 随 着 20 世 纪 工 业 生 产的 迅 速 发 展 ， 市 场 竞 争 越 来 越 激
13、 烈 ， 工 业 产 品 更 新 换 代 的 周 期 日 趋 缩短 ， 新 产 品 不 断 涌 现 ， 传 统 的 继 电 器 控 制 系 统 难 以 满 足 现 代 社 会 小 批量 、 多 品 种 、 低 成 本 、 高 质 量 生 产 方 式 的 生 产 控 制 要 求 ， 为 了改 变 这 一 现 状 ， 美 国 通 用 汽 车 公 司 在 1969 年 公 开 招 标 ， 要 求 用 新的 控 制 装 置 取 代 继 电 器 控 制 装 置 ， 并 提 出 了 十 项 招 标 指 标 ， 即 ： 1、 编 程 方 便 ， 现 场 可 修 改 程 序 ；2、 维 修 方 便 ， 采 用 模 块
