畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I基于PLC的交通燈控制設(shè)計(jì)摘要可編程序控制器在工業(yè)自動(dòng)化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。PLC可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。解決好十字路口交通燈控制問題將是保障交通有序、安全、快捷運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。城市交通燈控制采用的可編程制器具有可靠性高、維護(hù)方便，用法簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)用三菱FX2N的可編程序控制器控制十字路口信號(hào)燈來說明可編程序控制器硬件、軟件的設(shè)計(jì)，說明了一個(gè)四車道并人行道的十字路口（凱旋路與解放路交叉口）的控制情況，分析了該控制系統(tǒng)的工作原理，描述了系統(tǒng)的硬件組成，介紹了南北、東西直行車道，南北、東西左轉(zhuǎn)車道，南北、東西人行車道的工作過程，對(duì)PLC的選型、I/O點(diǎn)的確定及交通燈的變化過程等方面進(jìn)行了詳細(xì)分析，利用PLC控制紅黃綠燈變化來控制交通，且在各個(gè)方向安裝PLC顯示器。在此基礎(chǔ)上，給出了控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的端子接線圖、流程圖、功能圖、梯形圖及指令表。關(guān)鍵詞：交通燈，可編程序控制器，軟件設(shè)計(jì)，梯形圖洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIDesignoftheTrafficLightsControlBasedonthePLCABSTRACTProgrammableLogicControllerspositioninindustrialautomationisveryimportant,widelyusedinvariousindustries.PLCprogrammablelogiccontrollerbasedonmicroprocessor-based,integratedcomputertechnology,automaticcontroltechnologyandcommunicationtechnologyfromanewtypeofindustrialcontroldevices.Solvetheproblemofsignal-controlledintersectionwillbetheprotectionoftrafficorderly,safe,efficientoperationoftheimportantpart.Urbantrafficcontrolsystemusingprogrammabledeviceswithhighreliability,easymaintenance,areeasytouse,versatileandsoon.MitsubishiFX2Nwiththedesignofprogrammablelogiccontrollertocontroltheintersectionsignallightthatprogrammablelogiccontrollerhardwareandsoftwaredesign,showsafour-laneandsidewalkintersections(KaixuanwithPonceauRoadintersection)control,analyzestheworkingprincipleofthecontrolsystem,describesthesystemhardwarecomponents,introducestheNorthandsouth,EastandWeststraightlane,north-southeast-westleftturnlanes,northandsouth,thingswereworkingprocessofthecarriagewayonthePLCsselecvtion,I/Opointsandtrafficlightstodeterminechangesinotheraspectsoftheprocessofadetailedanalysis,theuseofPLCcontrolchangestocontrolred,yellow,greentransportation,andinstallationofPLCdisplayinalldirections.Onthisbasis,giventheflowchartcontrolsystemsoftwaredesign,functionaldiagram,terminalwiringdiagram,ladderandinstructionlist.KEYWORDS:Trafficlights,Programmablelogiccontroller,Softwaredesign,Ladder洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III目錄前言.1第1章概論.21.1引言.21.1.1PLC的發(fā)展背景.21.1.2交通燈的發(fā)展及現(xiàn)狀.41.1.3本課題主要研究?jī)?nèi)容.6第2章交通燈方案的設(shè)計(jì).72.1交通燈的設(shè)計(jì)方案.72.1.1交通燈控制系統(tǒng)的要求.72.1.2交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案.72.2交通燈的布置.72.2.1南北方向交通燈的布置.72.2.2東西方向交通燈的布置.82.3交通燈系統(tǒng)的控制要求.92.3.1交通燈的控制實(shí)際情況.92.3.2南北方向交通燈的控制要求.102.3.3東西方向交通燈的控制要求.112.4交通燈控制時(shí)序圖.12第3章交通燈的硬件設(shè)計(jì).133.1控制要求.133.2硬件及外圍元器件.133.2.1按鈕選擇.133.2.2交通燈的選擇.133.2.3數(shù)碼管的選擇.14第4章交通燈的軟件設(shè)計(jì).154.1PLC的選擇.154.1.1I/O接口的確定.154.1.2PLC的選擇.16洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV4.1.3端子接線圖.174.2交通燈的流程圖.184.2.1直行車道流程圖.184.2.2左轉(zhuǎn)車道流程圖.194.2.3人行道流程圖.204.3交通燈的程序設(shè)計(jì).214.3.1交通燈的流程圖.214.3.2交通燈的梯形圖.234.3.2指令表.27結(jié)論.29謝辭.30參考文獻(xiàn).31洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1前言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，許多大城市如北京，上海，南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速公路，然而，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。所以，人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。十字路口的紅綠燈指揮著行人和車輛的安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)紅綠燈的自動(dòng)指揮能使交通管理工作得到改善,也是城市交通管理工作自動(dòng)化的重要標(biāo)志之一?？删幊绦蚩刂破?PLC)是一種新型的通用的自動(dòng)控制裝置,它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體,是專能加強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此,本文介紹了三菱公司的PLC產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)交通燈的自動(dòng)控制?；赑LC的交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化，用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，根據(jù)交通等工藝控制要求和特點(diǎn)，我們采用了日本三菱公司FX2N-64MR。采用PLC進(jìn)行控制主要是考慮PLC具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源非常豐富，可對(duì)交通燈進(jìn)行精確控制。由于PLC內(nèi)部均配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，因此通過PLC控制可對(duì)交通燈實(shí)施全天侯無人管理。另外因?yàn)镻LC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，所以可以將同一條道路上的交通燈組成局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試管理，這樣可以縮短車輛等侯時(shí)間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2第1章概論1.1引言1.1.1PLC的發(fā)展背景可編程序控制器（ProgrammableController）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程序控制器稱作可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController），簡(jiǎn)稱PC或PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程序控制器，簡(jiǎn)稱PC，但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC。是60年代末發(fā)明的工業(yè)控制器件，是美國(guó)數(shù)字公司(DEC)為美國(guó)通用公司(GM)研制開發(fā)并成功應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線上，可編程序控制器自此誕生。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質(zhì)與量的變化，其控制技術(shù)也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時(shí)推動(dòng)了先進(jìn)制造技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展。現(xiàn)代PLC已經(jīng)成為真正的工業(yè)控制設(shè)備。最初，PLC主要是用在生產(chǎn)線控制和大型機(jī)械的控制上。但不久，西德的西門子(SIEMENS)公司、BBC公司就開始研制PLC，當(dāng)時(shí)主要是用于軋鋼機(jī)、升降設(shè)備等大型設(shè)備上。70年代初，日本的OMRON也推出了他們的PLC。三菱、日立、富土、東芝、橫河、日電等公司也先后加入了PLC制造者的行列。70年代中期，美國(guó)和西德首先出現(xiàn)了微電腦化的小型PLC。20世紀(jì)80年代至90年代中期是PLC發(fā)展最快的時(shí)期。PLC發(fā)展至今，已有30多年的歷史。伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域已有了翻天覆地的變化，PLC亦在不斷發(fā)展變化中，PLC正朝著新的技術(shù)發(fā)展。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的PLC應(yīng)用系統(tǒng)中，PLC往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅PLC方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3可編程序控制器（PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。PLC是一種數(shù)字式運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，PLC的平均無故障運(yùn)行時(shí)間（又稱平均故障間隔時(shí)間MTBF）已經(jīng)高達(dá)幾十萬小時(shí)。其次，PLC具有通用性強(qiáng)，使用方便的特點(diǎn)。由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，PLC配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成能滿足各種控制要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件方面的設(shè)計(jì)工作只是確定PLC的硬件配置和I/O的外部接線。一個(gè)控制對(duì)象的硬件配置確定以后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。PLC還具有功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣的特點(diǎn)，現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順控等功能，數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理等功能。因此，它既可對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制，也可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制，既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，也可控制一個(gè)生產(chǎn)過程。PLC還具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，可與上位計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。用戶只需根據(jù)控制的規(guī)模和要求，適當(dāng)選擇PLC的型號(hào)和硬件配置，就可以組