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1、 北 向 南 向 东 向 西 向 红 红 红 红黄 黄黄 黄绿 绿 绿 绿 启 动 停 止 东 西 向 南 北 向 黄 红 绿 Q4.0 Q4.1 Q4.2 Q4.3 Q4.4 Q4.5 交 通 信 号 灯 控 制 盘 I0.0 I0.1 交通信号灯 PLC 课程设计院系 班级 姓名 学号 1目录第一章 摘要 .- 2 -第二章 简述 PLC .- 3 -2.1 PLC 简介 .- 3 -2.2 PLC 工作原理 .- 4 -2.3 PLC 主要功能 .- 5 -第三章 PLC 的交通信号灯系统设计 .- 7 -3.2 流程图如下： .- 8 -3.3 程序梯形图设计： .- 9 -第四章 总
2、结 .- 12 -4.1 程序调试 .- 12 -4.2 收获和体会 .- 12 -2第一章 摘要随着交通的不断发展和汽车化进程的加快，交通拥挤加剧，交通事故频发，交通环境恶化，已经成为引人注目的城市问题之一。交通问题不仅在发展中国家，就在发达国家也是一个令人困扰的严重问题。众所周知，缓解交通拥挤的最直接和最有效办法是提高路网的通信能力。但无论哪个国家的大城市，不可能无限制地修建道路，不论是资金因素还是土地因素，都限制了道路的无节制增长。因此，无限制地修建道路难满足日益增长的交通需求。与此同时，通过限制车辆增加削减交通需求也受到客观因素的制约而无法取得满意的结果。事实上，由于交通系统是一个相当
3、复杂的大系统，无论单独从车辆方面考虑还是从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。早在 19 世纪，人们就开始研究交通信号，用信号指挥车通行，控制车辆进出交叉口的次序。据文献记述，早在 1868 年，英国伦敦的威斯特明斯特(Westminster)街就安装了红、绿色两色的交通信号灯。到 1917 年，美国的盐湖城开始使用由人工控制的红、黄、绿 3 色的信号灯。1925 年，这种由人工控制的 3 色信号灯也首次出现在英国伦敦的皮克路口。次年，英国人研制出了自己的自动控制信号机。道路交通系统是一个地区、一个城市的主要组成部份，这个系统的运行状况如何，直接反映了一个地区、一个城市的现代化管理水平。在这
4、一系统中，道路不仅仅是易变化的部分，而其它组成部分则存在着较大的可变性和随机性。只有对这一系统的组成及其运行机理进行科学客观的分析研究，对能制定出科学有效的管理和控制对策，从而保障系统的有效运行。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市出现了交通超负荷运行的情况，因此，自 80 年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路藕合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法
5、，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道车流量繁忙的交通3拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门待解决的主要问题第二章 简述 PLC2.1 PLC 简介可编程序控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列的优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的青睐。因此在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制的三大支柱之一。可编程序控制器是一种存储器控制器，支持控制系统工作的程序存放在存储器中利用程序来实现逻辑控制，完成控
6、制任务。在可编程控制器构成的控制系统中，要实现一个控制任务，首先要针对具体的被控对象，分析它对控制系统的要求，然后编制出相应的控制程序，利用编程器将控制程序写入可编程控制器的程序存储器中。系统运行时，可编程控制器依次读取程序存储器中的程序语句，对它们的内容加以解释并执行。根据输入设备的状态和其他条件，可编程控制器将其程序执行结果输出给相应的输出设备，控制被控对象工作。可编程控制器是利用软件来实现控制逻辑的，能够适应不同的控制任务的需要，通用、灵活、可靠性高。它是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它的内部存储器可以执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并
7、能通过数字式或模拟式的输入或输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是在继电器控制逻辑基础上，与 3C 技(Computer Control Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大 . 可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称 PC 或 PLC，是 60 年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司(DEC )为美国通用公司(GM)研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。随着计算
8、机技术的飞速发展，PLC 软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。现代 PLC 已经成为真正的工业控制设备。最初，PLC 主要是用在生产线控制和大型机械的控制上。但不久，西德的西门子(SIEMENS)公司、BBC 公司就开始研制PLC，当时主要是用于轧钢机、升降设备等大型设备上。70 年代初，日本的 OMRON 也推出了他们的 PLC。三菱、日立、富土、东芝、横河、日电等公司也先后加入了 PLC 制造者的行列。70 年代中期，美国和西德首先出现了微电脑化的小型 PLC。由于 PLC 是为工业控制所生产的通用性很强，适合于大批量
9、生产的装置，所以成本迅速下降;加上其是专为工业控制所设计，所以具有极好的抗干扰性能;并且他的使用和维护都极为方便，实现了低水平的操作、高性能的控制，所以在机械制造业深受欢迎。小型 PLC 开始步入诸如塑料注塑机、包装机械、橡胶机械、纺织机械等轻工机械的控制领域，其成本的低廉和性能的优良对直接使用微机作为控制单元的做法构成了强有力的挑战，更有全面取代传统继电器控制屏的趋势。据国外资料介绍:1982 年美国 PLC 用户中，有 48%来自自动程序操作部门(如汽车、拖拉机工业、机械工业等)、 13%来自石油化工业、9%来自食品饮料业、7%来自冶金工业、其余部分来自造纸、采矿、污水处理等部门“。近年来
10、，随着我国对外开放，日、美、西德等国生产的 PLC 己通过多种途径进入了我国，引起了各方面的重视并得到应用。如宝4钢工程应用了数百台 PLC，首钢、武钢、开滦煤矿也分别应用了美国和德国的 PLC。可编程序控制器的分类：PLC 的种类很多，其实现的功能、内存容量、控制规模、外型等方面均存在较大的差异。因此，PLC 的分类没有一个严格的统一标准，而是按照结构形式、控制规模、实现的功能进行大致的分类。（1）按结构形式分类PLC 按照硬件的结构形式可以分为整体式和组合式。整体式 PLC 外观上是一个长方形箱体，又称为箱式 PLC。组合式 PLC 在硬件构成上具有一定的灵活性，其规模可以像拼积木一样的进
11、行组合，构成具有不同控制规模和功能的 PLC，因此这种 PLC 又称为积木式 PLC。 整体式 PLC：整体式 PLC 的 CPU、存储器、输入输出安装在同一机体内，这种结构的特点是：结构简单，体积小，价格低；输入输出路数固定，实现的功能和控制规模固定，灵活性较低。 组合式 PLC：组合式 PLC 为总线结构。其总线做成总线板，上面有若干个总线槽，每个总线槽可安装一个 PLC 模块，不同的模块实现不同的功能。PLC 的 CPU、存储器和电源等做成一个模块，该模块在总线版上的安装位置一般来说是固定的，而且该模块也是构成组合式 PLC 所必需的。其他的模块根据 PLC 的控制规模、实现的功能选取，
12、安装在总线版的其他任一总线槽上。组合式 PLC 安装完成后，需进行登记，使 PLC 对安装在个总线上的模块进行确认。组合式 PLC 的总线板又称为基版。组合式 PLC 的特点是系统构成灵活性高，可构成具有不同控制规模和功能的 PLC；价格较高。（2）按控制规模分类输入输出的总线数，又称 I/O 点数，是表征 PLC 控制规模的重要参数。因此，按控制规模对 PLC 分类时，可根据 I/O 点数的不同大致分为小型、中型和大型 PLC。小型 PLC：I/O 点数较少，在 256 点以下的 PLC。中型 PLC：I/O 点数较多，在 256 点以上、2048 以下的 PLC。大型 PLC：I/O 点数
13、较多，在 2048 点以下的 PLC。（3）按实现的功能分类按照 PLC 所能实现的功能的不同，可以把 PLC 大致的分为低档、中档、和高档机三类。低档机：具有逻辑运算、计时、计数、移位自诊断监控等功能，还具有一定的算术、数据传送和比较、通讯、远程和模拟量处理功能。中档机：除具有低档机的功能外，还具有较强的算术运算、数据传送和比较、数据转换、远程、通讯、子程序、中断处理和回路控制功能。高档机：除具有中档机的功能外，还具有带符号数的算术运算、矩阵运算。函数、表格、CRT 显示、打印机打印等功能。一般地，低档机多为小型 PLC，采用整体式机构；中档机可为大、中、小型 PLC，其中小型PLC 多采用整体式结构，中型和大型 PLC 多采用组合式结构；高档机多为大型 PLC，采用组合式结构。目前，在国内工业控制中应用最广泛的是中、低档机。2.2 PLC 工作原理CPU 连续执行用户程序、任务的循环序列称为扫描。CPU 的扫描周期包括读输入、执行程序、处理通信请求、执行 CPU 自诊断测试及写输出等内容。PLC 可被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备。它一直周而复始地循环扫描并执行5由系统软件规定好的任务。用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用户程序不运行时，PLC 也在扫描，只不过在一个周期中去除了用户程序和读输入、写输
