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1、 PLCPLC 技术及应用课程设计技术及应用课程设计电气工程系电气工程系 毕业设计论文毕业设计论文专业名称电气自动化电气自动化学生姓名王亚飞王亚飞指导教师宣峰宣峰毕业时间PLC 技术及应用课程设计书II目录目录第第 1 章章课题概述课题概述.- 1 -1.1 课题背景.- 1 -1.2 课题要求.- 1 -第第 2 章章总体设计思路与方案总体设计思路与方案.- 3 -2.1 整体方案.- 3 -2.2 顺序功能图.- 5 -第第 3 章章硬件设计硬件设计.- 6 -3.1 PLC 选型.- 6 -3.2 I/O 分配.- 6 -3.3 PLC 外部硬件接线.- 7 -第第 4 章章软件设计软件
2、设计.- 8 -4.1 指令表.- 8 -4.2 程序梯形图.- 10 -第第 5 章章设计总结设计总结.- 16 -第第 6 章章附录附录.- 18 -致谢.- 18 -参考文献.- 18 -PLC 技术及应用课程设计书- 1 -第第 1 章章课题概述课题概述1.1 课题背景课题背景可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、网络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。交通十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊
3、。靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。那么控制系统是如何实现红、绿、黄三种颜色信号灯有条不紊工作的呢?交通信号灯控制方式很多，可以用电子电路来实现，也可以用单片机编程控制来实现。本文主要介绍如何利用PLC来实现十字路口交通灯的控制。1.2 课题课题要求要求如图 1-1 系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作。控制对象有八个：东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。高峰时段如图 1-3 时序图二运行， 正常
4、时段按时序图三运行如图 1-4，晚上时段按提示警告方式运行规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 S，暗 0.6 S 的规律反复循环。高峰时段、 正常时段及晚上时段的时序分配如图 1-2 时序图一运行。图 1-1 交通示意图PLC 技术及应用课程设计书- 2 -时序图一时序图二时序图三图 1-2图 1-3图 1-4PLC 技术及应用课程设计书- 3 -第第 2 章章总体设计思路与方案总体设计思路与方案2.1 整体方案整体方案1.1.晚间时段如图晚间时段如图 2-12-1： M2 或 M5 置位，则 S30 置位，东西黄灯 Y6、南北黄灯 Y2 亮，同时计
5、数器 T10 开始计时，0.4S 后 T10 的常开触头闭合，S31 置位，东西黄灯 Y6、南北黄灯 Y2 熄灭，同时 T11 开始计时，0.6S 后 T11 常开触头闭合，S30 置位，至此晚间时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。2.2.正常时段如图正常时段如图 2-22-2：M8、M11、M14 其中一个置位，则 S40 置位，东西红灯 Y3、南北红灯 Y7、南北左转绿灯 Y0 亮，同时计数器 T15 开始计时，5S 后S41 置位，南北左转绿灯 Y0 闪烁，T16 开始计时，5S 后 S42 置位，南北红灯Y7、南北左转绿灯 Y0 熄灭，南北绿灯 Y1 亮，T17 开始计时，25S 后
6、 S43 置位，T18 开始计时，Y1 闪烁，5S 后 S44 置位，南北绿灯 Y1 熄灭，南北黄灯 Y2 亮，同时 T19 开始计时，5S 后 S45 置位，南北红灯 Y7、东西左转绿灯 Y4 亮，T20开始计时，5S 后 S46 置位，东西左转绿灯 Y4 闪烁，同时 T21 开始计时，5S 后S47 置位，东西红灯 Y3、南北左转绿灯 Y4 熄灭，东西绿灯 Y5 亮，同时 T22 开始计时，25S 后 S48 置位，东西绿灯 Y5 闪烁，同时 T23 开始计时，5S 后 S49 置位，东西绿灯 Y5 熄灭，东西黄灯 Y6 亮，同时 T24 开始计时，5S 后 S40 置位，至此正常时间段一
7、个周期工作完毕，如此循环工作。图 2-1 .晚间时段PLC 技术及应用课程设计书- 4 -3.3.高峰时段如图高峰时段如图 2-32-3：M17 或 M20 置位后，则 S20 置位，南北左转绿灯Y0、东西红灯 Y3、南北红灯 Y7 亮, 同时 T0 开始计时,5S 后 S21 置位,南北左转绿灯 Y0 闪烁，T1 开始计时，5S 后 S22 置位，南北左转绿灯 Y0、南北红灯 Y7熄灭，南北红灯 Y1 亮，同时 T2 开始计时，25S 后 S23 置位，南北绿灯 Y1 闪烁，同 T3 开始计时，5S 后 S24 置位，南北绿灯 Y1 熄灭，南北黄灯 Y2 亮，同时 T4开始计时，5S 后 S
8、25 置位，南北黄灯 Y2 熄灭，南北红灯 Y7 亮，同时 T5 开始计时，5S 后 S26 置位，东西左转绿灯 Y4 闪烁，同时 T6 开始计时，5S 后 S27 置位，东西红灯 Y3、东西左转绿灯 Y4 熄灭，东西绿灯 Y5 亮，同时 T7 开始计时，25S 后，S28 置位，东西绿灯 Y5 闪烁，同时 T8 开始计时，5S 后 S29 置位，东西绿灯 Y5 熄灭，东西黄灯 Y6 亮，同时 T9 开始计时，5S 后 S20 置位，至此高峰时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。图 2-2 正常时 段图 2-3 高峰时 段PLC 技术及应用课程设计书- 5 -图 2-5图 2-62.2 顺序功
9、能图顺序功能图晚间时段顺序功能图晚间时段顺序功能图高峰时段顺序功能图 正常时段顺序功能图图 2-4PLC 技术及应用课程设计书- 6 -表 3-1：I/O 分配表第第 3 章章硬件设计硬件设计3.1 PLC 选型选型1)型号选择：输入控制 X0、X1，输出端有东西、南北方向红绿黄灯和东西、南北方向左转弯红绿灯共十个输入输出点，选用 PLC 型号： FX2N-16MR2)本设计采用 PLC 来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是选用FX2N-16MR4 型号 PLC 对东西南北的红、黄、绿、左绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。控制过程中采用顺序控制设计法用多个定时器和计
10、数器分时段分频率自动实现对八个控制对象的控制，根据交通信号灯的亮灭规律，可用 PLC 编程对其实行自动控制。晚上时段黄灯按一定规律亮灭循环，可先用定时器控制其亮灭，再用计数器控制其循环。高峰时段与正常时段可先选时序图中的 90S 为一个周期，用定时器与计数器先实现一个周期的循环。3.2 I/O 分配分配输 入输入继电器输入元件作用X0SB1启动按钮X1SB2停止按钮输 出Y0KM1控制南北左转绿灯Y1KM2控制南北绿灯Y2KM3控制南北黄灯Y3KM4控制东西红灯Y4KM5控制东西左转绿灯Y5KM6控制东西绿灯Y6KM7控制东西黄灯PLC 技术及应用课程设计书- 7 -Y7KM8控制南北红灯3.
11、3 PLC 外部硬件接线外部硬件接线如图 3-1：起动按钮 SB1 控制系统工作；按钮 SB2 控制系统停止工作；控制对象： 东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯个。图 3-1 硬件接线PLC 技术及应用课程设计书- 8 -第第 4 章章软件设计软件设计4.1 指令表指令表交通灯的控制指令表如下：X0 闭合控制系统工作，X1 闭合控制系统停止。PLC 技术及应用课程设计书- 9 -PLC 技术及应用课程设计书- 10 -4.2 程序程序梯形图梯形图多功能交通灯控制的程序梯形图如下：运用了区间比较指令来比较，
