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1、 学生课程设计（论文）题 目： 交通指挥信号灯控制系统设计 学生姓名： 学 号： 所在院(系)： 机电工程学院 专 业： 07级机械设计及其自动化 班 级： 3班 指导教师： 职称： 高级工程师 2010年12月26日教务本科学生课程设计任务书题目交通指挥信号灯控制系统设计1、课程设计的目的专业课程综合训练目的是本使学生通过对所学主要专业课的综合应用，基本掌握一般机电控制系统的设计方法及步骤。综合运用所学的基础知识技能，进一步提高学生的设计能力，培养学生创新能力，提高控制系统分析设计的总体意识和工程实践能力。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）试设计一个十字路口交通指
2、挥信号灯PLC控制系统，灯的供电电压为220V。设计结束后提交：1.4000字左右的课程设计论文；2、电气元件列表；3、绘制工作状态图、控制原理图（若为PLC控制，绘制PLC的接线图与梯形图及程序。）；4、有机械设计的完成设计分析计算及CAD制图。3、主要参考文献1 张建民等，机电一体化系统设计，北京：高等教育出版社.2002年2 赵先仲， 机电系统设计，北京：机械工业出版社.2004年3 吴圣庄，金属切削机床概论，北京.机械工业出版社.1993年4 周万珍，PLC分析与设计应用，北京，电子工业出版社，2004年5 黄明琪，可编程序控制器，重庆，重庆大学出版社，2003年6 杨帮文，新型继电器
3、实用手册，人民邮电出版社，2004年4、课程设计工作进度计划内容学时明确对控制系统的要求，进行工作过程分析 8初步确定控制系统的形式，进行控制系统输入、输出参数的确定与应采用的安全保护措施时48确定控制系统方案,拟定电气控制图16分析计算电气参数并选择适合的电气元件8系统性能验算4绘制所需的种类图及编制技术文件20合计3周指导教师（签字）日期2010 年 12 月 3 日教研室意见：年 月 日学生（签字）： 接受任务时间： 年 月 日课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称交通指挥信号灯控制系统设计评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学
4、工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算
5、与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名： 年月日机电一体化课程设计 摘要摘 要 PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术
6、和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短
7、车辆通行等候时间,实现科学化管理.关键词：交通灯 PLC 程序 设计2机电一体化课程设计 目录目 录摘 要I目 录1前 言31 交通信号控制系统任务分析41.1 设计任务和内容42.1 方案设计42 设计背景52.1 背景概述52.2 可编程逻辑控制器简介53 PLC的特点及应用63.1 概述63.2 PLC的特点63.3 PLC的应用63.3.1开关量的逻辑控制73.3.2 模拟量控制73.3.3 运动控制73.3.4 过程控制73.3.5 数据处理73.3.6 通信及联网84 PLC的结构及原理94.1 PLC的分类94.2 PLC的结构94.3 PLC的工作原理104.4 PLC汇编语言
8、104.4.1 梯形图104.4.2 语句表114.5 PLC的基本指令114.5.1 输入输出指令（LD/LDI/OUT）114.5.2 触点串连指令（AND/ANDI）、并联指令（OR/ORI）124.5.3 电路块的并联和串联指令（ORB、ANB）134.5.4 程序结束指令（END）145 丁字路口交通信号灯PLC控制系统简介155.1 控制对象及要求155.1.1 控制对象155.1.2 控制要求165.2 系统简介175.3 硬件选型186 系统I/O分配206.1 系统I/O分配表206.2 PLC端子接线图217 软件设计227.1 实验步骤237.2 由顺序功能图绘出的PLC
9、梯形图297.3 根据梯形图写出的指令338 总结348.1程序调试348.2难点分析348.3 收获和体会35参考文献36机电一体化课程设计 交通信号控制系统任务分析前 言当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，
10、煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事
11、故有明显效果。 1 交通信号控制系统任务分析1.1 设计任务和内容任务：试设计一个十字路口交通指挥信号灯PLC控制系统，灯的供电电压220V。内容：因为本课程设计是交通灯的plc控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。然后南北红灯，东西绿灯通车。过一段时间东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北仍然红灯。再转南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间，南北绿灯灭，闪几次黄灯，东西仍然红灯。最后循环。2.1 方案设计在日常生活中我们可以看见十字路口有很多种形式，而最常见的有两种：十字形和丁字路形。我们以这两种方案来设计交通指挥信号灯控制系统。方案一： 红 黄 红 黄 绿 绿
12、 北 西 东 红 黄 绿 南 红 黄 绿十字路口示意图方案二:丁字路口示意图机电一体化课程设计 设计背景2 设计背景2.1 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出现故障，若没有交警的及时疏导，该路口就会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点,越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。另外，根据人车流量的多少，可能随时增加路口的交通信号，比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控制的交通信号灯控制系统。本文对十字路口交通信号灯控制系统，运用可编程逻辑器件PLC做了软件与硬件的设计，能基本达到控制要求。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
