单时段十字路口交通信号灯PLC控制系统设计说明书河南工业大学.docVIP

机电工程学院 课程设计说明书 设计题目：单时段十字路口交通信号灯PLC控制系统设计 学生姓名： xxx 学 号： xxx 专业班级： 机制F09xx 指导教师： xxx 2012年 12 月 12日  内容摘要 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。解决好十字路口交通信号灯控制问题是保障交通有序、安全、快速运行的重要环节。但现有的十字路口交通信号灯大都采用单片机或继电器实现，在发生故障是不能发出警报，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点。为了弥补原交通信号灯系统存在的种种缺点，本文设计了基于PLC控制的单时段十字路口交通信号灯控制系统，使其在故障时系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示报警方式。城市道路交通信号控制是典型的开关量顺序控制，采用PLC能充分利用它的优点。德国西门子公司的S7-200可编程控制器是积木式结构，安装比较方便，中央处理单元和信号模板有多种类型。该系统选用的可编程逻辑控制器是德国西门子公司的S7-200，具有一定的智能性。它结构紧凑，扩展性良好，指令功能强大，价格低廉，成为当代各种小型控制工程的理想控制器。 关键词：十字路口；交通信号灯；可编程控制器；提示警告目录 1 第1章 引言 1 第2章 PLC控制系统设计 3 2.1 系统简介与分析 3 2.2 硬件选型 3 2.3 I/O点的分配与编号 5 2.4 统接线图 6 2.5 控制流程图 7 2.6 梯形图 8 结 论 12 设计总结 13 致 谢 14 附录 语句表 15 参考文献 19 第1章 引言 本课题的设计内容是用PLC控制十字路口交通信号灯。其要求如下： 1.控制要求：系统工作受开关控制，启动开关“ON”则系统开始工作，启动开关“OFF”则系统停止工作，所有灯关闭。若因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式。 2.控制对象：东西方向红灯（R—EW）两个；南北方向红灯 (R—SN) 两个；东西方向黄灯（Y—EW）两个；南北方向黄灯 (Y—SN) 两个；东西方向绿灯（G—EW）两个；南北方向绿灯 (G—SN) 两个；东西方向左转弯绿灯(L—EW)两个；南北方向左转弯绿灯(L—SN)两个，报警灯一个。 3.控制规律： （1）系统24小时循环运行，工作规律按时序图运行（见附图），绿灯闪烁时按0.5秒间隔运行。 （2）提示警告方式运行时，控制规律为：东、南、西、北四个方向黄灯全部闪亮，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。 本文对十字路口交通信号灯控制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都还需要进一步的分析、研究和调试工作。如果进一步结合工业控制的要求，形成一个较为成型的产品，则需要作更多、更深入的研究。 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称 PLC) 根据国际电工委员会(IEC)在1987年的可编程控制器国际标准第三稿中，对其作了如下定义：“可编程控制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逻辑运算，顺序控制，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，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程控制器作为目前工业自动化的重要基础设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。 由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。 PLC作为一种专用于工业环境的、具有特殊结构的计算机，有其显著的特点。 (1) 可靠性高，抗干扰能力强 。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间