低压可编程课程设计解读.doc

第1章 绪论 1.1设计背景 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人，车，路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。 1.2设计目的 学生在完成《低压电器与可编程控制器》课程学习之后，在已掌握低压电器与可编程控制器技术基本理论的基础上，用两周时间完成其课程设计。通过对交通灯控制系统设计，使学生将课本中所学的专业知识应用于设计实践，以巩固课堂学的专业知识，为今后的毕业设计打下良好的基础。 1、了解控制系统中PLC结构、功能及使用。 2、正确掌握交通灯控制系统工作原理。 3、运用已掌握专业知识设计低压电器电路系统和调试过程。 1.3 设计任务 运用所学内容进行交通灯控制系统设计，任务如下： 1.通过设计交通灯控制系统，熟悉低压电器与PLC应用系统中信息逻辑顺序、变换、控制及传输的运用方法。 2.通过交通灯控制系统进一步对PLC可编程技术的理解； 3.运用PLC系统结构实现对交通灯红绿黄信号有效控制并阐述其原理； 4.根据控制要求，画出时序图；选择合适的PLC控制器；完成PLC控制器的输入量及输出量的定义和地址分配，并画出PLC接线图；编写梯形图程序； 5.运用交通信号处理系统完成程序的仿真和调试； 6.完成系统设计给出结论，并总结该课程设计心得体会。1.4 设计内容 1、 2、根据控制要求，画出时序图；选择合适的PLC控制器；完成PLC控制器的输入量及输出量的定义和地址分配，并画出PLC接线图；编写梯形图程序。。是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程配套齐全，功能完善，适用性强深受工程技术人员欢迎系统的设计、建造工作量小，容易改造体积小，重量轻，能耗低 图2-1 PLC的基本结构框图 PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，执行的结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。 输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式输出，驱动相应输出设备工作。城市交通控制系统用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。调整交通灯的时间控制和变换频率以及工作时间的控制,从而使交通更为畅通和安全,提高了交通灯的自身作用和价值。 顺序系统循环：当按下启动按钮ON时，交通灯即开始工作，先亮南北方向绿灯和东西方向红灯，南北方向主干道左转绿灯亮10S，然后黄灯亮2S后红灯亮；左转绿灯灭的同时直行绿灯亮，持续30S后绿灯闪亮3S,然后黄灯亮2S后，红灯亮。当南北主干道红灯全亮时，东西主干道按照南北主干道相同的规律依次点亮左转和直行方向灯。南北方向和东西方向人行道上的红、黄和绿灯与同方向主干道上的直行灯运行方式相同，即可用同一个继电器控制，每个周期时长为90s，若按下停止按钮OFF，交通灯即停止工作。 急车强制部分：急车的强通受强通开关控制，无急车时，按正常循环运行，急车来时，打开急车强通开关，不管原来信号灯的状态，一律让急车来车方向的绿灯亮，直到急车通过，断开急车强通开关，信号灯的状态立即转为急车放行方向的绿灯闪亮3S,随后按正常时序控制。 交通信号灯平面图如图3-1所示： 图3-1 交通信号灯平面图 3.3 设计方案的原理 本所要实现的是，PLC对十字路口交通灯进行控制：总共有2个输入点和16个输出点，两个输入是系统的开和关，把灯分为东西两组，南北两组，各有红、黄、绿三种，分别用来指示左转弯和直行，另外，还有四组人行道上的红绿灯。首先，按照控制要求利用计算机编程软件编写好科学合理的程序并输