目录
1. 项目要求 1
1.1十字路口红绿灯PLC控制系统的构成 1
1.2控需I］功能分析 1
2总体方案设计 2
3・硬件电路图 3
4. PLC的I/O控制点分配 4
5・软件编制 5
5.1 PLC控制程序流程图如下： 5
5.2 PLC软件编制 5
5.3组态王界面设计 6
7软件调试 7
7.1 PLC及组态王的调试 7
7.2组态实时监控 7
7.3测试结果分析 9
8・心得体会 9
附录PLC控制程序 10
十字路口红绿灯PLC控制
1 •项目要求
1.1十字路口红绿灯PLC控制系统的构成
十字路□交通信号灯通常设置红、绿和黄三种颜色，但是有的路口仅设置
红、绿两种，如果采用PLC控制则可少用两个控制点。现有一个十字路口，东西和
南北方向每个路口都设有红色和绿色指挥信号灯，其示意图如下：
®东
前/
$ |
®⑻咎
南
图十字路口交通信号灯示意图
1 -2控制功能分析
1.2.1工作过程
(1) 接通启动开尖后，信号灯系统开始工作，且以南北方向红灯先亮、东西方
向绿灯才亮作为初始状态。当断开启动开尖时，全部信号灯熄灭。
(2) 南北绿灯东西绿灯不能同时亮，否则系统自动熄灭信号灯并报警。
(3) 南北红灯持续25s,与此同时东西绿灯亮维持20s,然后闪烁3s后熄 灭。
接着东西黄灯売2s 5然后南北绿灯売°
(4) 东西红灯持续亮30s，同时南北绿灯亮25s，然后闪亮3s后熄灭。接 着 南北黄灯又亮2s -然后东西绿灯亮。南北和东西的信号灯，就这样按控制要求周而复 始的进行工作。
1.2.2 控制要求
要求采用PLC作为控制中心，采用触摸屏或上位机(组态软件编程)监控。
(1) •控制系统应有电路联锁和保护功能。
(2 ) •操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。
(3 ) •检测、控制信号要准确，安全、可靠。
123 硬件设计
根据控制要求，主控设备选用PLC信号灯采用红、黄、绿灯泡(各4个)，启 动采用单刀开尖实现。
要求：1、画出其电气控制图。
2、画出其梯形图。
124软件设计
①PLC程序编写
根据控制要求和梯形图，编写PLC控制程序。
②组态王设计
根据要求画出组态王画面，并与 PLC建立通信。
2 •总体方案设计
上位机
控制
K
开头杲
.. 恋诵
1
S7-200
灯
图
1上位机监控使用组态王软件实现，控制器用数字输入输出点数为 24的S7-200
型 PLC.
2上位机与下位机通信使用MODBU®、议。
3 •硬件电路图
FU1
S
1 S
B2
24V
N IM 10.0 10.0
S7-200PLC
IL Q0 D 1. QO. 2 QU. 3
LJL EWE
KA1
KA2 KA3 KA4 KA5
HL7
乐四黄灯
南北黄灯
东西绿灯
东四红灯
南池绿灯
苗北红灯
报警灯
4. PLC的I/O控制点分配
表1 PLC的I/O控制点分配
输入
按钮
输出
按钮
I0.0
开始
Q0.0
南北红灯
10.1
结束
Q0.1
南北绿灯
Q0.2
东西红灯
Q0.3
东西绿灯
Q0.4
南北黄灯
Q0.5
东也黄灯
表2定时器的选择
定时器
控制范围
T37
南北红灯亮25S
T39
东西绿灯売20S
T35
东西绿灯闪烁3S
T38
余西红灯兄30S
T40
南北绿幻売25S
T36
南北绿灯闪烁3S
T34
东西黄灯売2S
T33
南北黄灯売2S
T41
闪亮脉冲
T42
闪亮脉冲
5 •软件编制
5.1 PLC控制程序流程图如下:
图5-1程序流程
5.2 PLC软件编制
系统是以时间为顺序进行工作的，T33- T42为系统工作顺序定时器，其中
T41、T42构成0.5秒亮0.5秒灭的闪亮脉冲。Q0.0、Q0.1、Q0.4分别为南北方向上
的红、绿和黄灯的输出控制线圈； Q0.2、Q0.3、Q0.5分别为东西方向的红、
绿和黄灯的输出控制线圈；所有定时器期和输出线圈都是受内部继电器控制的，M1.0 得电时系统才可工作，M1.0断电十所有线圈断电。
当按下启动按钮SB1时I0.0接通，M1.0得电吸合并自锁，系统开始工作。
T37的常闭触头使Q0.0线圈得电，南北红灯亮，与此同时， Q0.0的常开触头闭
合与T38的常闭触头串联使使Q0.3线圈得电，东西绿灯亮。20秒后，T38的常闭 触头延时断开、常开触头延时闭合，在闪光定时器 T40的控制下，Q0.3间歇
通电，东西绿灯闪亮。东西绿灯闪亮3秒后T39常闭触头延时断开，Q0.3线圈失 电，东西绿灯熄灭。同时T37延时25秒时间到，其常闭触头断开，Q0.0线圈失电， 南北红灯熄灭；T37常开触头闭合使Q0.2线圈得电，东西红灯亮。Q0.2的常开触头 闭合，Q0.1线圈得电，南北绿灯亮。南北绿灯工作25秒后系统的工作情况和上述情 况类似，依次重复进行。当按下停止按钮 SB2时，10.1断开，
继电器线圈M0.0失电解除自锁，所有线圈断电，系统停止工作。
5.3组态王界面设计
图5-2组态界面设计
该系统界面由“启动'‘和“停止”按钮控制整个信号灯的总电源，当按钮按下 时，整个信号灯系统将开始处于工作状态。整个路口东南西北四方向设红灯、黄灯和 绿灯各一盏。其中东西两方向的红绿灯状态应该相同，南北两方向的红绿灯状态也应 该相同。但相邻两个方向的红绿灯状态不能相同。若状态未满足上述内容，报警灯将 立即开始闪烁。
7软件调试
7.1 PLC及组态王的调试
首先，编译PLC程序，如有错误可根据提示修改，并为程序分配可存储 区，然后读取PLC并建立PPI通信连接，可通过双击刷新CPU卖取，然后点击下 载，将编制好的软件下载到PLC中，根据控制功能，运行调试，直到满足控制要 求。
组态画面和程序软件调试完成后进入硬件连接调试。尖闭所有电源，连接好 PLC和电脑COM 口的电缆线，进入无组态画面调试程序，选择PLC类型，本系统 设计中采用CPU 224CN REL 02.01,读取PLC，若出现通信超时则检查是否有是电缆 线为插好或是PLC处于尖闭状态，检查调试，运行程序无错后下载程序到PLC，对 程序进行监控，进入运行（Run）状态，观察程序运行是否满足时序要求，再进行调 试。
7.2组态实时监控
调试组态画面对系统运行进行实时监控，PLC程序，加入MODBUS信设置部 分程序然后运行程序，此时容易出现莫名的错误，该错误通常是数量巨大，而只 需要在程序块里进行“建议地址的设置”即可解决该问题。程序调试完成，开启 MODBU进行访问名和地址的选择设置，检查In touch标记名配置及访问名配置，配 置无误，开始系统运行并且通过组态画面进行实时监控。该过程常出现监控画面和 系统实际运行不一致，此时需要检查访问，标记名及 MODBUS置，并
进行相应修改。该过程也是系统设计中最容易出现问题的一个环节，应该引起足
够多的重视。调试过程中组态监控画面如图 7・1、图7・2、图7-2所示
停II：
图7・2
北
a
0
■
Z:
“1
0
0
0
小
000
A也
南
蔓珍
图7・3
7.3测试结果分析
当按下启动按钮时，程序开始运行。首先是南北红灯先亮 25秒，东西绿
灯亮20秒。20秒之后，东西绿灯闪烁3秒后，东西黄灯亮2秒。紧接着东西红灯 亮，南北绿灯亮。东西红灯持续亮30s，同时南北绿灯亮25s，然后闪亮3s后熄灭， 然后南北黄灯亮2秒。接着南北红灯又亮，东西绿灯也亮。南北和东西的信号灯，就 这样按控制要求周而复始的进行工作。但是南北绿灯不能同时亮，否则系统就会报 警。之后，按下停止按钮，实验结束。测试结果符合项目要求。
8 •心得体会
通过近一个月的ASEA培训，我收获颇多。让我更加专业的了解到了这门专 业的实用性和有效性，使原来很抽象的知识变在现实生活当中得到了应用使其具体 化。通过本次培训，我们的理论知识再次结合实际工程走进我们每一个 ASEA
学员的心中。从这里我们更多的了解到了实际的工程设计和平时学校里的理论课程的 学习还存在的很大差距，我们的理论只有真正融入到实际工程实际中才能发挥效力， 也才真正能体现我们自动化的专业价值所在。像这样的培训认证从很大 程度上规范 和将强了自动化专业人员的素质。这次培训使我本专业有了全新的认识，这将给我 以后的工作和学习指明了方向，有了更大的动力和目标，我将更加努力地学习，在 实际工作中充分应用自动化技术以提高生产力和生产效益。
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