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1、省级中职骨干专业教师培训项目设计题目题目 P PL LC C 控控制制交交通通信信号号灯灯作者姓名： 马月颖 指导教师： 李淑娥 所在学院 ： 职技学院 专业（系）： 电子技术应用 完成日期：2007 年 8 月 25 日目录I目 录摘要 Abstract第 1 章 引言.1 第 2 章 PLC 系统简介.2 2.1 概述.2 2.2 PLC 的主要性能和特点 .3 2.3 PLC 的组成部分.4 2.4 PLC 的等效电器控制原 理.4 2.5 编程器5 2.6 I/O 扩展接口6 2.7 其它外部设备.6 第 3 章 PLC 技术在交通控制系统中的具体应用7 3.1 选题背景7 3.2 方
2、案论证7 3.3 交通信号灯控制示意图 .7 3.4 控制开关7 3.5 控制要求.7 3.5.1 正常时序控制7 3.5.2 夜间模式时序制控.8 3.5.3 急车强通控制9 3.6 I/O 地址分配103.7 硬件接线及顺序功能图.10 3.8 软件系统设计.11 3.8.1 正常时序控制程序 .11 3.8.2 夜间模式控制程序12 3.8.3 急车强通控制程序13 结结束束语语*15 谢辞谢辞*.16 参参考考文文献献*.17 附录附录*18正常时序控制梯形图18 紧急强通控制梯形图19 夜间模式控制梯形图21Abstract1摘 要可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应
3、用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。城市交通灯控制采用可编程控制器 (PLC)具有可靠性高、维护方便、使用简单、通用性强等特点，本文用 日本三菱公司生产的 F2 系列型可编程控制器控制十字路口交通灯的例子来说明可编程控制器硬件和软件的设计和手持编程器的使用方法。根据十字路口交通灯的控制要求， 介绍了应用 PLC 实现对交通灯控制系统的设计。实践结果表明， 该系统设计方案合理，可靠性高， 达到预期目标， 运行效果好。关键词：关键词： PLC 交通灯 自动控制 梯形图AbstractPLC（Programmable C
4、ontroller）is one of the most important components of the industry automation. PLC provide automation solution across a broad range of many industries. With the development of science and technology, the function of PLC is more and more perfect, and its get smaller, smarter, more interoperable, more
5、reliable.The Application of PLC in city traffic lamp control have high reliability, facility maintenance, simple use and strong commonality. The paper illustrate the design of PLC hardware and software and the use method of hand-held programmer with F2 PLC in crossroad traffic lamp control.Based on
6、the controlling requirement of cross traffic light, this paper describes the design of traffic light control system with PLC. The experiment result shows that the system is rational, reliable and adequate for demonstrating requirement.Keywords：PLC Traffic Lamp automatic control ladder diagram第 2 章 P
7、LC 系统简介1 3第 1 章引言在大、中城市，十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。早在 1850 年，城市交叉口处不断增长的交通就引发了人们对安全和拥堵的关注。第一次对交叉路口交通的控制尝试起源于 1868 年英国伦敦，当时由警察手工轮流变换指挥用的旗帜，当时的控制指令可以称之为旗语。这种控制方式在 1908 年传到美国纽约，并且很快在全国传播开来。城市电气化的发展导致了 1914 年在俄亥俄州的克利夫兰市出现了第一台电力驱动的交通信号灯。1919 年，纽约市开始把手动指挥的旗子换成了电机控制的信号灯。在 19
8、23 年，Garrett Morgan 申请专利 Morgan 交通信号灯，后来卖给了通用电气公司。到 1932 年，在布鲁克林市 Parkside 大街上的最后一个手动控制的旗子也被电机控制信号灯取代。从 1920 年到 1970 年近 50 年的时间里，电机驱动的信号灯占据了交通信号控制系统的主要市场。在 20世纪 60 年代早期，计算机被引进到交通信号控制系统中。在 1963 年，第一个计算机控制的交通信号控制系统在加拿大的多伦多市安装，到 20 世纪 70 年代，微处理器被普遍使用，相应的硬件和软件也开始起步。现在，交通控制更是趋向智能化方向发展，相信我们将来的交通一定是畅通而便捷的。
9、我在此提出用 PLC 控制的简易交通红绿灯系统，借以解决十字路口的常规交通问题。第 2 章 PLC 系统简介2.1 PLC 的主要性能和特点PLC是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都按照易于与工业控制系统形成一个统一的整体、易于扩充其功能的原则设计。PLC具有可靠性高，抗干扰能力强等特点， PLC的平均无故障运行时间(又称平均故障间隔时间MTBF)已经高达几十万小时。其次，PLC具有通用性强，使
10、用方便的特点。由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件方面的设计工作只是确定PLC的硬件配置和IO的外部接线。一个控制对象的硬件配置确定以后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。PLC还具有功能强，适应面广的特点，现代PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，而且还具有AD、DA转换，数值运算和数据处理等功能。因此，它既可对开关量进第 2 章 PLC 系统简介4 42行控制，也可对模拟量进行控制，既可控制一台生产机械、一条生产线，也可控制一个生产过程。P
11、LC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。用户只需根据控制的规模和要求，适当选择PLC的型号和硬件配置，就可以组成所需的控制系统。此外，PLC还具有编程方法简单、容易掌握的特点。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图进行。在最初的梯形图中，主要由人们熟悉的常开触点、常闭触点和线圈、计时、计数等符号组成，对于使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员甚至技术工人所理解和掌握。在用户的维修方面，由于 PLC 的故障率很低，并且有完善的诊断和显示功能，可用更换模块的方法，迅速排除 PLC 的故障，因此维修极为方便。 2.2 PLC 的组成部分可编
12、程控制器根据它的工作原理有三部分组成，：如图 2-3 所示输入部分：来自被控制对象的各种开关信息或操作台上的操作命令（控制按钮、操作开关、行程开关、传感器信号等） ，用以控制系统送入控制信号。图 23PLC 组成控制部分：按照被控制对象和生产工艺流程要求动作的各种继电接触器控制电路，其逻辑编程已固定在接线之中。输出部分：如电磁阀、接触器等执行元件。用于控制生产机械生产过程的各种被控制对象（信号指示灯、电动机、电炉、电磁阀门等） 。控制部分的工作是处理有输入部分所取得的信息，并判断那些功能需要输出。控制程序是通过一个编程器把程序语句一条条的写到 PLC 的程序存储器中。每个程序语句确定了系统工作的一个顺序，运行是依次读取存储器中的程序语句，对他们的内容解释并加以执行。执行结果用以接输出设备，控制被控制对象工作。由于支配控制系统工作的程序是存放在存储器中，控制程序的修改不需要改变控制器的内部接线，而只需通过编程器改变存储器中某些语句的内容。通常我们把写入程序存储器的程序称为“软程序”。 2.3 PLC 的等效电器控制原理由于 P
