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1、 南京工程学院 自动化学院自考助学 本科毕业设计（论文）题目： 基于PLC交通信号灯控制系统 应用程序设计 专 业： 数控技术 班 级： T数控081 学 号： 学生姓名： 指导教师： 起迄日期： 2012.32012.5 摘 要我国是一个人口大国，许多城市都存在交通拥堵现象。特别是近十几年，随着我国经济的发展，城市人口与机动车辆的增多，城市交通问题越来越受到人们的关注。特别是那些大城市，情况尤为严重，如上海、北京、南京、武汉等出现了交通超负荷运行的情况。因此，如何改善与人们密切相关的交通问题也成为政府交通部门工作中的一个重要部分。交通拥堵问题的原因在道路的交叉口，堵车先堵交叉口，如何能够控制
2、好十字路口车辆的通行，可以有效地解决交通拥堵问题。所以交通灯设计的合理与否，就显得尤为重要，对解决交通拥堵问题具有重要意义。 在实际应用中，采用PLC控制城市交通信号灯，能根据不同的路况要求，随时修改控制程序，以改变各信号灯的工作时间和工作状况。与继电器或逻辑电路控制系统相比，PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。本论文就是运用PLC原理来实现对十字路口的交通灯的控制，介绍了基于PLC在交通系统的运用，系统介绍了PLC的基本原理。关键词：可编程控制；交通灯；梯形图目 录 第一章 绪论1 1.1可编程控制器PLC的概况1 1.1.1 PLC的产生及其定义1 1.1.2 PLC的发展
3、趋势1 1.1.3 PLC的应用.2 1.2 PLC的特点及其分类3 1.2.1 PLC的特点3 1.2.2 PLC的分类4第二章 PLC的硬件介绍及选取62.1PLC硬件的组成.62.1.1PLC的组成.62.1.2PLC的硬件选取.7第三章 PLC的软件介绍及组成.10 3.1PLC的软件介绍.10 3.2PLC软件的组成.11第四章 PLC交通信号灯的控制12 4.1交通灯控制系统的设计要求和工作过程13 4.1.1PLC交通灯控制要求.13第五章 PLC交通灯的设计与控制.145.1PLC交通灯的设计图.14 5.1.1初始顺序图.14 5.1.2I/O分配及其接口电路.15 5.1.
4、3时序.17 5.1.3梯形图.19 5.1.4编制程序.20第六章 结论21 1论文总结21 2感想.21致谢22参考文献23附录A：英文资料附录B：英文资料翻译附录C：硬件设计原理图与PCB图附录D：其它资料（根据各课题具体）附件： 毕业论文光盘资料 第一章 绪 论1.1 可编程控制器PLC的概况1.1.1PLC的产生及其定义早期的可编程控制器是为了取代继电器控制线路，采用存储指令完成顺序控制而设计的。它仅有逻辑运算、定时、计数等功能，采用开关量控制，实现只能进行逻辑运算，所以称为可编程控制器，简称PLC（Programmable Logic Controller）。进入20世纪80年代后
5、，采用了16位和少数的32位微处理器构成PLC，使得可编程逻辑控制在概念、设计、性能上都有了新的突破。采用微处理器之后，这种控制功能不在局限于当初的逻辑运算，增加了数值运算、模拟量处理、通信功能，90年代以来，由于大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，同时为了适应计算机集成制造系统（CIMS）和现代网络技术，PLC由单CPU转向多CPU，16位和32位微处理器被大量应用与PLC中，时期运算速度、通行联网、图像显示和数据处理功能都大大增强.可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和
6、算数运算等操作指令，并且通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外部设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则而设计。，成为真正意义上可编程控制器（Programmable Controller），简称为PC。 1.1.2PLC的发展趋势美国数字设备公司（DEC）根据GM公司招标的技术要求，于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器，并在GM公司汽车自动装配线上试用，获得成功。其后，日本，德国等相继引入这项新技术，可编程序控制器由此而迅速发展起来。PLC总的发展趋势:(1) 向高速、大容量方向发展为了提高PLC处理性能，要求P
7、LC有更好的响应速度和更大的存储容量。(2) 向超大型和超小型发展，为了适应不同的控制需要。(3) 开发新的智能模块。(4) 加强联网和通信能力。(5) 增加外部故障的检测与处理能力。(6) 编程语音多样化和标准化。 1.1.3PLC的应用PLC的应用范围大致归结为：（1） 开关量逻辑控制：PLC具有强大的逻辑运算能力，可以实现简单和复杂的逻辑逻辑控制。（2） 模拟量控制：PLC配有A/D和D/A转化模块（3） 过程控制：现代大型的PLC一般配备了PID控制模块，可以进行闭环过程控制。（4） 定时和计数控制：PLC具有很强的定时和计数功能，它可以为用户提供十几种甚至上百种，上千种定时器和计数器
8、。（5） 顺序控制：在工业控制中，可采用PLC步进指令编程或移位寄存器编程来实现顺序控制。（6） 运动控制：PLC可用于圆周控制和直线控制。从控制配置上来说，早期直接用开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在可以用专门的运动模块。广泛应用与机床，机械，机器人，电器等。（7） 过程控制:这是对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC能编制各种控制算法程序，完成闭环控制。PID控制时一般控制系统中常用的控制方法。PID处理一般是用运动专门的PID子程序。过程控制冶金、化工、热处理、锅炉等控制场合非常有广泛的应用。（8） 数据处理：现代PLC不仅能进行算术运算，数据传送，排序，查表等，而且还
9、能进行数据比较，数据转换，数据通信，数据显示和打印等，它具有很强的数据处理能力。（9） 通信和联网：现代PLC一般都有通信功能，它可以对远程的I/O借口进行控制，而且还可以实现PLC和PLC，PLC和计算机的数据通信，这样PLC可以方便进行分布式控制。1.2PLC的特点及其分类 1.2.1PLC的特点1) 可靠性高，抗干扰能力强（硬件、软件）工业生产对控制设备的可靠性要求：1平均故障间隔时间长 2故障修复时间（平均修复时间）长短，任何电子设备产生的故障，通常为两种：（1） 偶发性故障。由于外界恶劣环境如电磁干扰、超高温、超低温、过电压、振动等引起的故障。这类故障，只要不引起系统部件的损坏，一旦
10、环境条件恢复正常，系统也随之恢复正常。但对PLC而言，受外界影响后，内部存储的信息可能被破坏。（2） 永久性故障。由于元器件不可恢复的破坏而引起的故障。如果能在限制偶发性故障的发生条件，如果能使PLC在恶劣环境中不受影响或能把影响的后果限制在最小范围，使PLC在恶劣条件消失后自动恢复正常，这样能提高平均故障间隔时间;如果能在PLC上增加一些诊断措施和社党的保护手段，在永久性故障出现时，能很快查处故障发生点，并将故障限制在局部，就能降低PLC的平均修复时间。为此，各PLC的生产厂商在硬件和软件方面采取了多种措施，使PLC除了本身具有较强的自诊断能力，能及时给处处错信息，停止运行等待修复外，还使PLC具有很强的抗干扰能力。2) 编程简单，易于掌握目前，大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。既继承了传统控制线路的清晰直观，又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程原件符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读PLC的用户手册或短期培训，电气技术人员和技术很快就能学会梯形图编制控制
