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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑可编程控制器大作业 网络教导学院 可编程操纵器大作业 题 目： 十字路口交通灯设计 学习中心：江苏扬州江都学院奥鹏学习中心17VIP 层 次： 高中起点专科 专 业： 电力系统自动化技术 年 级： 2022年 03 春/秋 季 学 号： 131137128507 学生姓名： 蔡健效 1 设计背景 1.1 背景概述 随着汽车进入家庭步伐的加快和城市汽车数量的增多，城市道路交通问题显得越来越重要。马路上经常会看到这种现象:一旦整个路口的交通信号灯展现故障，若没有交警的实时疏导，该路口就会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号操纵大都采用继电器或单片机实
2、现，存在着功能少、稳当性差、维护量大等缺点,越来越不能适应城市道路交通高速进展的要求。另外，根据人车流量的多少，可能随时增加路口的交通信号，譬如增加转弯或人行道交通信号，原有系统的制约性就更加明显了。为了弥补原交通信号灯系统存在的以上缺点，我们引入了基于PLC操纵的交通信号灯操纵系统。 本文对十字路口交通信号灯操纵系统，运用可编程规律器件PLC做了软件与硬件的设计，能根本达成操纵要求。系统仅实现了小型PLC系统的一个雏形，在完善各项功能方面都还需要进一步的分析、研究和调试工作。假设进一步结合工业操纵的要求，形成一个较为成型的产品，那么需要作更多、更深入的研究。 1.2 可编程规律操纵器简介 可
3、编程规律操纵器(Programmable Logic Controller,简称 PLC) 根据国际电工委员会(IEC)在1987年的可编程操纵器国际标准第三稿中，对其作了如下定义：“可编程操纵器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行规律运算，依次操纵，定时，计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，操纵各种类型的机械或生产过程。可编程操纵器及其有关外部设备，都应按易于使工业操纵系统形成一个整体，易于扩展其功能的原那么设计。”可编程操纵器作为目前工业自动化的重要根基设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，
4、在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。 2 十字路口交通信号灯PLC操纵系统简介 2.1 操纵对象及要求 2.1.1 操纵对象 本系统的操纵对象有八个，分别是： 东西方向红灯（REW）两个； 南北方向红灯 (RSN) 两个； 东西方向黄灯（YEW）两个； 南北方向黄灯 (YSN) 两个； 东西方向绿灯（GEW）两个； 南北方向绿灯 (GSN) 两个； 东西方向左转弯绿灯(LEW)两个； 南北方向左转弯绿灯(LSN)两个。 2.1.2 操纵要求 1、系统工作受开关操纵，起动开关 ON 那么系统工作；起动开关 OFF 那么系统中断工作； 2、交通信号灯按颠峰时段、 正常时段及晚上时段举行操纵，这三
5、个时段的的时序调配如图1所示； 3、在颠峰时段，交通信号灯按图2所示时序操纵； 4、在正常时段，交通信号灯按图3 所示时序操纵； 5、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 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。 2.2 系统简介 本系统是一个十字路口交通灯的PLC操纵系统，利用西门子公司的S7-200可编程规律操纵器对十字路口的交通灯举行操纵。本系统具有确定的智能性，即它可以对交通灯按颠峰期、正常期及晚间几个时段举行分段操纵。颠峰期的操纵方案为： （1） 南北方向左转弯灯和南北南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮； （2
6、） 南北方向绿灯亮35秒，东西方向红灯持续亮； （3） 南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯持续亮； （4） 东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯持续亮； （5） 东西方向绿灯亮25秒，南北方向红灯持续亮； （6） 东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯持续亮，然后跳至第（1）步依次循环。 正常期的操纵方案为： （1） 南北方向左转弯灯和南北南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮； （2） 南北方向绿灯亮30秒，东西方向红灯持续亮； （3） 南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯持续亮； （4） 东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯持续亮； （5） 东西
7、方向绿灯亮30秒，南北方向红灯持续亮； （6） 东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯持续亮，然后跳至第（1）步依次循环。 晚间的操纵方案为： 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 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。 2.3 硬件选型 城市道路交通信号操纵是典型的开关量依次操纵，采用PLC能充分利用它的优点。在这里我们采用德国西门子公司的S7-200可编程操纵器，它是积木式布局，安装对比便当，中央处理单元和信号模板有多种类型，另外还具有如位控单元、PD调理等特殊功能模块。根据本系统输入点数及操纵要求，中央处理单元可选用CPU224，该CPU板上本身具有10个数字量输
8、入点，6个非隔离数字量输出点，最多能够带8个数字量信号模板。 电源模块将交流电源转换成供CPU，存储器等全体扩展模块使用的直流电源，是整个PLC系统的能源供应中心，它的好坏直接影响到PLC的稳定性和稳当。S7-200属于小型PLC，电源模块与CPU模块封装在一起，通过连接总线为本机和扩展模块供给+5V（DC）电源。同时，还可通过端子向外输出一个+24V（DC）电源，供本机输入点和扩展模块继电器线圈使用。需留神的是，从资料中我们了解到，外部电源不成与S7-200的传感器电源并联使用。否那么，交会导致两个电源的竟争而影响它们各自的输出，缩短其使用寿命，使得一个或两个电源同时失效，使PLC系统产生不
9、正确的操作。正确的使用方法是S7-200的传感器电源和外部电源理应在不同的点上供给电源，而两者之间只能有一个会共连接点。 由于根据操纵要求所确定的输入输出点分别人二个和九个，由于我们是以一个路口信号单独操纵为例，考虑到够用为准。所以我们选择了CPU224这一具有较强操纵功能的操纵器。 另外，在硬件选型时，不要忘却完成现场测试及软件编程时所需的一些设备。 综上，得到系统硬件配置如表1所示： 表1 硬件配置表 名 称 数 量 DC24V电源 1 CPU224 1 PC/PPI编程电缆 1 STEP7编程软件 1 PC机 1 3 系统I/O调配 分析PLC的输入和输出信号,在得志操纵要求的前提下,要
10、尽量裁减占用PLC的I/O点。由系统操纵要求可见，由操纵开关输入的启、停信号是输入信号。由PLC的输出信号操纵各指示灯的亮、灭。在交通灯布置图中，南北方向的三色灯共六盏，同颜色的灯在同一时间亮、灭；所以，可将同色灯两两并联，用一个输出信号操纵。同理，东西方向的三色灯也依次设计。再加上东西方向左转的三色灯共九盏，所以其占9个输出点。由此可得系统I/O调配如表2所示： 表2 系统I/O调配表 输入/输出 输入 设备/器件名称 I/O地址 符号名 数据类型 校正值前时钟 I0.0 SB0 BOOL 程序启停按钮 I0.1 SB1 BOOL Q0.0 Q1 DINT 输出 东西方向绿灯 东西方向黄灯 东西方向红灯 南北方向绿灯 南北方向黄灯 南北方向红灯 Q0.1 Q2 DINT Q0.2 Q3 DINT Q0.3 Q4 INT Q0.4 Q5 INT Q0.5 Q6 INT Q0.6 Q7 INT Q0.7 Q8 INT 东西方向左转弯灯 南北方向左转弯灯 4 PLC端子接线图 7
