基于三菱PLC的交通灯设计一、设计目的（1）通过十字路口带带倒计时显示的交通灯控制装置的设计实践, 理解一般电气控制系统的设计过程,设计规定,应完毕的工作内容和具体设计措施2）通过设计进一步巩固以往所学的知识,达到灵活应用的目的在此过程中培养从事设计工作的整体观念，提高编写和调试语言程序水平3）加强自己的科学研究措施训练和实践锻炼，增强分析问题和解决问题的能力，理解电气控制与可编程控制技术及应用的发展二、设计任务2.1技术规定如左下图所示，采用PLC构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气控制系统上电后，交通指挥信号控制系统由四个按钮开关控制按钮SB1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图1所示工作时序周而复始，循环往复工作假设东西方向的车流量较小、南北方向的车流量较大，因此在这里设立正常的南北方向的绿灯时间是30s，东西方向的绿灯时间为20s，此外设立，当在东西（或南北）方向绿灯灭时，该方向的黄灯与南北（或东西）方向的红灯一起以5HZ的频率闪烁5s，之后，立即开始另一种方向的的放行 由于南北方向的车流量有的时候会很大或很小，因此设立了两个按钮开关来控制南北方向放行的时间，SB2按下时，南北方向绿灯放行时间减少一秒，SB3按下时，南北方向绿灯的通行时间增长一秒，期间东西方向的通行时间仍然为20s。
此外，按钮SB4控制系统的停止运营，当其按下时，交通灯系统停止工作正常运营时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同步显示相应的批示灯剩余时间值2.2设计思想如图1交通信号灯工作时序图，当启动按钮SB1按下后，南北主干道处在绿灯通行状态，东西道路处在红灯状态期间，T0，T1，T2，T3同步开始定期，开始南绿灯持续30S，我们使用定期器T0来实现；定期器T0，T1和辅助继电器M8013来控制南北黄灯和东西红灯同步闪烁5S；定期器T1和T2来完毕东西绿灯和南北红灯持续亮20S；定期器T2，T3和辅助继电器M8013控制东西黄灯闪烁5S，定期器T0，T1和辅助继电器M8013来完毕南北红灯闪烁5S这样，整个控制系统一种周期60S南北亮绿灯的同步，东西亮红灯，持续30S，随后，东西红灯和南北黄灯同步闪烁5S闪烁完毕后，东西绿灯和南北红灯同步亮20秒，随后东西黄灯和南北红灯同步闪烁5S当按钮SB2按下后，南北方向的绿灯时间减一秒，每按一下，南北绿灯时间减一秒；当按下SB3按钮后，南北方向的流程等时间加一秒，每按一下，南北绿灯时间加一秒因此该系统可以调节南北方向的放行时间，东西方向的放行时间不变。
当按下SB4按钮后，交通灯停止运营，数码管置零至此，控制系统的定期已经完毕在设计过程中，通过度析，十字路口交通灯在工作过程的一种周期过程中，将会浮现如下4种状态：1. 南北绿灯亮，东西红灯持续亮；2. 南北黄灯闪烁，东西红灯闪烁；3. 东西绿灯亮，南北黄灯持续亮；4. 东西黄灯闪烁，南北红灯闪烁；图1 交通信号灯工作时序图三、系统总体方案设计3.1程序设计的基本思路交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯构成红灯表达严禁通行，绿灯表达准许通行，黄灯表达警示南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯交通灯控制外部接线示意图如图2所示正常启动控制时：如图2所示，它是按信号灯置1与置0两种状态绘制的，置1表达信号灯点亮SB1接通，南北方向绿灯亮30s，东西红灯亮，30s后南北绿灯熄灭，南北向黄灯和东西红灯闪烁5s，然后熄灭然后东西绿灯和南北红灯亮20s，20s后东西绿灯熄灭，东西黄灯和南北红灯同步闪烁5s,闪烁5s后开始第二个循环，后来周而复始地循环动作同步南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示相应批示灯的剩余时间值时间可调控制时：SB2接通时，交通指挥系统南北向绿灯放行时间和东西红灯亮的时间增长1s，并重新开始第一种周期，且数码管显示相应的时间倒计时。
SB3按下时，交通指挥系统南北向绿灯放行时间和东西红灯亮的时间减少1s，并重新开始第一种周期，且数码管显示相应的时间倒计时关闭控制时：SB4按下时，交通指挥系统停止工作，所有灯不亮，且数码管所有置零图2 PLC外部交通灯基本接线图此外，由输出口Y10—Y16连接数码管的七个端口，分别相应连接a,b,c,d,e,f,g七个端口，该数码管显示倒计时的个位数；由输出口Y20—Y26连接另一种数码管的七个端口，分别相应连接a,b,c,d,e,f,g七个端口，该数码管显示倒计时的十位数四、 程序设计分析 程序梯形图的设计如下：4.1交通灯系统启动停止程序其中辅助继电器M为启动信号，运用自锁使得M0始终得电，输入继电器（即SB4）控制系统的停止工作4.2对各寄存器进行相应赋值程序 如上程序所示，一旦获得启动信号，对寄存器D0，D1,D2,D3赋初值；一旦获得减1或加1信号，对4个寄存器重新赋值4.3对定期器器赋值 如上程序所示，获得启动信号，便对定期器T0,T1,T2,T3进行赋值并开始计时，多的减1获加1信号便对定期器重新赋值并重新计时4.4 红绿灯控制程序 对图1交通信号灯工作时序图进行分析，得出个信号灯相应的逻辑体现式： 有上述逻辑体现式得出如下程序图，程序中的1s时钟脉冲继电器可以使得相应的灯以5HZ的频率闪烁。
4.5 南北通行倒计时数码管显示程序 如上程序所示，一旦南北绿灯由灭到亮的信号到来时，便把南北绿灯持续亮和南北黄灯闪烁的时间之和赋给寄存器D5，并对D5寄存器以1HZ的频率进行减1倒计时，将D5中的数据除以10所得的商赋给D10，所得余数赋给D11，D10便是倒及时时间的十位数，D11便是倒计时时间的个位数，然后用七段译码指令将十位数和个位数显示在两个数码管上当得到减一或加1信号时，便重新开始计时4.6 东西通行倒计时数码管显示程序 该段程序设计思路措施同4.5 因此得出如下程序 4.7 东西通行倒计时数码管显示程序 按下按钮SB4，X3常开触点闭合，将两位数数码管显示零五、PLC控制系统设计5.1 输入输出地址分派表输入输出端在PLC中的I/O编址如表5.1所示表5.1 X/O地址分派表输入信号输出信号文字符号阐明文字符号阐明X0SB1接通Y0南北向绿灯X1SB2接通Y1南北向黄灯X2SB3接通Y2南北向红灯X3SB4接通Y3东西向绿灯Y4东西向黄灯Y5南北向红灯Y10数码管显示个位计数Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y20数码管显示十位计数Y21Y22Y23Y24Y25Y265.2 PLC外部接线图基本PLC外部解析那图如上文中的图1因此，在此图的基本上，加上两个数码管，两个数码管的七段分别连接PLC中的Y10—Y16和Y20—Y26。
六、控制系统仿真 （1）交通灯Y0—Y5的仿真时序图如下图图3 所示：图3 Y0—Y5 仿真时序图（2）数码管显示倒计时仿真图如下图图四所示： 此图显示的刚好是南北绿灯倒计时到22s的数码管显示仿真七、心得体会 通过这次实验，理解了PLC在自动控制中的运用，可编程序控制器（简称PLC）是以微解决器为基本，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新型工业自动化控制装置，它专门为工业控制而设计，具有功能强，编程简朴，使用以便等长处，在现代工业自动控制中使用越来越广泛 此实验后，基本掌握了三菱公司FX2N型PLC的使用措施，并用其来设计简朴的自动控制过程，受益匪浅通过这次设计实践我学会了PLC的基本编程措施，对PLC的工作原理和使用措施也有了更深刻的理解在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计此前，我们对懂得的撑握都是思想上的，对某些细节不加注重，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题浮现了，不是不能运营，就是运营的成果和规定的成果不相符合可以解决一种个在调试中浮现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距 在设计的过程中我们还得到了教师的协助与意见。
在学习的过程中，不是每一种问题都能自己解决，向教师请教或向同窗讨论是一种较好的措施参照文献[1] 蔡杏山.PLC、变频器入门.北京：电子工业出版社[2] 杨后川，张春平，张学民，陶 征.三菱PLC应用100例.北京：电子工业出版社。