PLC交通燈控制設(shè)計(jì)

1、 PLC交通燈控制設(shè)計(jì) 學(xué) 院：職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)：礦山機(jī)電 年 級(jí)：2011級(jí) 學(xué)生姓名：李 航 組 員：嚴(yán) 躍 楊忠豫 王 磊 李 航 指導(dǎo)教師：穆靜強(qiáng)/羅雍惠 2013 年 06月 01 日摘 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)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價(jià)格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用更加突出。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)。本文用三菱FX2N的可編程控制器控制十字路口信號(hào)燈來說明可編程控制器硬件、軟件的設(shè)計(jì)。解決好公路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

2、環(huán)節(jié)。但現(xiàn)在有的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)都是單一的固定時(shí)序控制，不能夠根據(jù)實(shí)際交通狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。三菱系列的可編程序控制器和傳感技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈的智能信號(hào)控制?？捎萌缦路桨竵砜刂平煌窙r:制作傳感器探測(cè)車輛數(shù)量來控制交通燈的時(shí)長。具體如下:在入路口的各個(gè)方向附近的地下按要求埋設(shè)感應(yīng)線圈，當(dāng)汽車經(jīng)過時(shí)就會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，環(huán)狀絕緣電線的電感開始減少，即可檢測(cè)出汽車的通過，并將這一信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)作為可編程控制器的控制輸入，并用PLC計(jì)數(shù)，按一定控制規(guī)律自動(dòng)調(diào)節(jié)紅綠燈的時(shí)長。關(guān)鍵詞： PLC（可編程序控制器）; 三菱FX2N;傳感器探測(cè);交通燈。目 錄摘 要1第1章 緒論31.1交通燈設(shè)計(jì)的意義3

3、1.2交通燈的發(fā)展情況31.3交通燈的發(fā)展前景4第2章 PLC簡(jiǎn)介52.1 PLC的發(fā)展52.2 PLC的構(gòu)成與特點(diǎn)82.3 PLC的應(yīng)用11第3章 交通燈程序的設(shè)計(jì)123.1程序的設(shè)計(jì)任務(wù)123.2 PLC的選型123.3 I/O地址分配133.4 PLC I/O接線圖143.5 PLC交通燈功能圖153.6 正常時(shí)序情況163.7 PLC交通燈控制梯形圖173.8 PLC交通燈控制指令表22第4章 心得體會(huì)24總 結(jié)26致 謝27參考文獻(xiàn)28第 1 章 緒論1.1 交通燈設(shè)計(jì)的意義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

4、自動(dòng)化的重要標(biāo)志之一。可編程序控制器(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。1.2 交通燈的發(fā)展情況隨著交通的不斷發(fā)展和汽車化進(jìn)程的加快，交通擁擠加劇，交通事故頻發(fā)，交通環(huán)境惡化，已經(jīng)成為引人注目的城市問題之一。交通問題不僅的發(fā)展中國家，就在發(fā)達(dá)國家也是一個(gè)令人困擾的嚴(yán)重問題。眾所周知，緩解交通擁擠的最直接和最有效辦法是提高路網(wǎng)的通信能力。但無論哪個(gè)國家的大城市，不可能無限制地修建道路，不論是資金因素還是

5、土地因素，都限制了道路的無節(jié)制增長。因此，不可能通過無限制地修建道路難滿足日益增長的交通需求。與此同時(shí)，通過限制車輛增加削減交通需求也因受到客觀因素的制約而無法取得滿意的結(jié)果。事實(shí)上，由于交通系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的大系統(tǒng)，無論單獨(dú)從車輛方面考慮還是從道路方面考慮，都很難從根本上解決問題。早在19世紀(jì)，人們就開始研究交通信號(hào)，用信號(hào)指揮車通行，控制車輛進(jìn)出交叉口的次序。據(jù)文獻(xiàn)記述，早在1868年，英國倫敦的威斯特明斯特(Westminster)街就安裝了紅、綠色兩色的交通信號(hào)燈。到1917年，美國的鹽湖城開始使用由人工控制的紅、黃、綠3色的信號(hào)燈。1925年，這種由人工控制的3色信號(hào)燈也首次出現(xiàn)在

6、英國倫敦的皮克的時(shí)路口。次年，英國人研制出了自己的自動(dòng)控制信號(hào)機(jī)。道路交通系統(tǒng)是一個(gè)地區(qū)、一個(gè)城市的主要組成部份，這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況如何，直接反映了一個(gè)地區(qū)、一個(gè)城市的現(xiàn)代化管理水平。在這一系統(tǒng)中，道路不僅僅是易變化的部分，而其它組成部分則存在著較大的可變性和隨機(jī)性。只有對(duì)這一系統(tǒng)的組成及其運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行科學(xué)客觀的分析研究，對(duì)能制定出科學(xué)有效的管理和控制對(duì)策，從而保障系統(tǒng)的有效運(yùn)行。1.3 交通燈的發(fā)展前景隨著城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，許多大城市出現(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道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的

7、快速增長和缺乏對(duì)高澎路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路藕合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道車流量繁忙的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門待解決的主要問題。第 2 章 PLC簡(jiǎn)介 PLC的發(fā)展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亦再不斷發(fā)展變化中，PLC正朝著新的技術(shù)發(fā)展。

8、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。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。隨著中國加入WTO，我們不但要在經(jīng)濟(jì)、文化、科技等各方面與國際接軌，在交通控制方面也應(yīng)與國際接軌。PLC在世界各地得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，P

9、LC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。 作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20%30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。 PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首

10、先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1， 程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏

11、輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。 相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個(gè)PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 近10年來，隨著PL

12、C價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制，PLC在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國仍將保持高速增長勢(shì)頭。 通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但PLC相對(duì)一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，可編程控制器(PLC)作為自動(dòng)控制的三大技術(shù)支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一，成為大多數(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)。由于綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)，使

13、它發(fā)展日新月異，大大超過其出現(xiàn)時(shí)的技術(shù)水平。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。特別是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，擴(kuò)展了PLC的功能，使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。1. 向高性能、高速度、大容量發(fā)展大型PLC大多采用CPU結(jié)構(gòu)，不斷向高性能、高速度、大容量發(fā)展。ANA系列PLC使用了世界上第一個(gè)在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)PLC全部功能的32位微處理器、即順序控制芯片，其掃描時(shí)間為每條基本指令0.15us。2. 增強(qiáng)小型PLC的功

14、能小型PLC一般指I/O點(diǎn)數(shù)小于256的PLC，大多數(shù)采用整體結(jié)構(gòu)，小型PLC價(jià)格便宜，性價(jià)比不斷提高，很使用單機(jī)自動(dòng)化，或組成分布式系統(tǒng)。近年來，PLC廠商不斷推出功能更強(qiáng)的小型PLC，更新?lián)Q代的周期越來越短。除了開關(guān)量邏輯控制功能以外，現(xiàn)代小型PLC還具有中斷功能、脈沖捕獲功能、內(nèi)置的實(shí)時(shí)鐘、用EEPROM代替RAM和鋰電池，使PLC成為完成完全免維護(hù)的設(shè)備，將過去許多需要特殊功能模塊完成的功能軟件化，如用PID指令實(shí)現(xiàn)PID控制，用定位控制實(shí)現(xiàn)位置控制。各PLC廠家近年來推出一些價(jià)格便宜的專用人機(jī)接口裝置，用來監(jiān)視PLC的內(nèi)部變量和修改參數(shù)。與西門子S7-200配套的TD200文本顯器可

15、顯示兩行中文，每行10或20個(gè)字符，可用S7-200編程軟件設(shè)置TD200的顯示內(nèi)容。3. 不斷提高編程軟件的功能（1）編程軟件日益普及（2）編程軟件功能不斷完善（3）編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化（4） 編程軟件配備仿真功能，如西門子S7-200與STEP7編程軟件配套使用的S7-PLCSIM仿真軟件。（5） 通訊功能的增強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)化（6）PLC的軟件化與PC2.2 PLC的構(gòu)成與特點(diǎn)2.21 PLC的構(gòu)成如圖所示，PLC與通用計(jì)算機(jī)沒有什么區(qū)別，只是一臺(tái)增強(qiáng)了I/O功能的可與控制對(duì)象方便連接的計(jì)算機(jī)。其完成控制的實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行IO變換，并將這個(gè)變換物理實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。1. 輸入寄存器輸入寄存器

16、可按位進(jìn)行尋址，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)開關(guān)量，其值反映了開關(guān)量的狀態(tài)，其值的改變由輸入開關(guān)量驅(qū)動(dòng)，并保持一個(gè)掃描周期。CPU可以讀其值，但不可以寫或進(jìn)行修改。圖2-1 PLC的組成2. 輸出寄存器輸出寄存器的每一位都表明了PLC在下一個(gè)時(shí)間段的輸出值,而程序循環(huán)執(zhí)行開始時(shí)的輸出寄存器的值,表明的是上一時(shí)間段的真實(shí)輸出值。在程序執(zhí)行過程中,CPU可以讀其值,并作為條件參加控制,還可以修改其值,而中間的變換僅僅影響寄存器的值。只有程序執(zhí)行到一個(gè)循環(huán)的尾部時(shí)的值才影響下一時(shí)間段的輸出，即只有最后的修改才對(duì)輸出接點(diǎn)的真實(shí)值產(chǎn)生影響。3. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的是系統(tǒng)程序，它是

17、由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能更改，PLC要在系統(tǒng)程序的管理下運(yùn)行。用戶存儲(chǔ)器中存放的是用戶程序和運(yùn)行所需要的資源，I/O寄存器的值作為條件決定著存儲(chǔ)器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復(fù)雜的控制功能。4. CPU單元CPU單元控制著IO寄存器的讀、寫時(shí)序，以及對(duì)存儲(chǔ)器單元中程序的解釋執(zhí)行工作，是PLC的大腦。5. 其它接口單元其它接口單元用于提供PLC與其它設(shè)備和模塊進(jìn)行連接通信的物理?xiàng)l件。2.22 PLC的特點(diǎn)1.可靠性可編程控制器采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如：冗余設(shè)計(jì)、掉電保護(hù)設(shè)計(jì)、故障診斷、和信息保護(hù)和恢復(fù)等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性得到提高?？删幊绦蚩刂破魇菫?/p>

18、了工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)更簡(jiǎn)單的編程語言和更可靠的硬件。采用了簡(jiǎn)化的編程語言，變成出錯(cuò)率大大降低。在可編程控制器的軟件方面，也采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用軟件過濾；軟件自診斷；簡(jiǎn)化編程語言；信息保護(hù)和恢復(fù)。報(bào)警和運(yùn)行信息的顯示等。2 .易操作性著體現(xiàn)在它的操作方便、編程方便、維護(hù)方便。3.靈活性編程的靈活性。編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖、和語句表。這種編程的靈活性是繼電器順序控制所不能比擬的，正是由于編程的柔性特點(diǎn)，再柔性制造單元FMC、柔性制造系統(tǒng)FMS、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS和計(jì)算機(jī)集成流程工業(yè)系統(tǒng)CIPS，

19、可編程控制系統(tǒng)成為主要的控制設(shè)備。擴(kuò)展的靈活性。它不僅可通過增加輸入輸出卡件增加點(diǎn)數(shù)，通過擴(kuò)展單元來擴(kuò)大容量和功能，甚至可通過與集散控制系統(tǒng)DCS擴(kuò)展功能，并與外部設(shè)備進(jìn)行交換等。2.3 PLC的應(yīng)用近年來PLC 的應(yīng)用越來越廣泛，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機(jī)械制造、造紙、紡織、等行業(yè)。PLC的應(yīng)用通?？煞譃槲宸N類型。 順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。PLC可應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等。如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線及電梯控制等。 運(yùn)動(dòng)控制 PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電

20、動(dòng)機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。在多數(shù)情況下，PLC把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模版塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。 閉環(huán)過程控制 PLC能控制大量的物理參數(shù)，如溫度、速度和流量等。一個(gè)具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當(dāng)過程控制中某一個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)，PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定值上。 數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的PLC和計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已將CNC控制功能作為PLC的一部分。為了實(shí)現(xiàn)PLC和CNC設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞，該公司采用了窗口軟件。通過窗口軟件

21、，用戶可以獨(dú)自編程，由PLC送至CNC設(shè)備使用。 通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國外近幾年來興起的工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）及集散控制系統(tǒng)（DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展PLC之間，PLC和上級(jí)計(jì)算機(jī)之間的通信功能。作為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，不僅PLC數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電故障時(shí)的對(duì)策。第 3 章 交通燈程序的設(shè)計(jì)3.1 交通燈程序的設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)討論了用PLC實(shí)現(xiàn)正常時(shí)序控制方式，通過傳感器與PLC完成對(duì)交通異常狀況（滯留或堵車）的判別及處理。 正常時(shí)序控制對(duì)路面進(jìn)行控制.南北方向紅燈時(shí),東西方向綠燈.綠燈閃3秒緊接著黃燈閃2秒,變紅燈.南北方向紅燈直接變綠燈.東西方向紅燈

22、時(shí)同理. 3.2 PLC的選型本文選用三菱系列的FX2N-64，其輸入端接收來自各個(gè)路口的車輛探測(cè)器測(cè)得的輸出標(biāo)準(zhǔn)電脈沖，輸出接十字路口的紅綠信號(hào)交通燈。信號(hào)燈的選擇:選用紅、黃、綠發(fā)光二極管作為信號(hào)燈(箭頭方向型)。FX2N系列擁有無以匹及的速度、高級(jí)的功能、邏輯選件以及定位控制等特點(diǎn)，F(xiàn)X2N是從16到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案。價(jià)格便宜，功能齊全，比起其他PLC有著速度、邏輯、定位等優(yōu)越之處。安裝簡(jiǎn)單，維修方便。FX2N-64的I/O總數(shù)32，輸入/輸出各32個(gè)，輸入類型為漏型，輸出類型為繼電器或晶體管。FX2N通過儲(chǔ)存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)。正常時(shí)序、交通燈的時(shí)長控制可由可編程控制

23、器(PLC)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，也可選用其他種類的計(jì)算機(jī)作為控制器。我選用PLC作為控制器件是因?yàn)榭删幊炭刂破骱诵氖且慌_(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有高可靠性豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力;它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程;它采用模塊化結(jié)構(gòu)，編程簡(jiǎn)單，維修方便。燈時(shí)長的依據(jù)(下面的例子就是按此種方式)。3.3 I/O地址分配地址分配如下:輸入設(shè)備 輸入編號(hào)點(diǎn) 輸出設(shè)備 輸入編號(hào)點(diǎn) 間隔 起動(dòng) K0 南北綠燈 Y0 0.0 南北黃燈

24、Y1 0.6 停止 K0 南北紅燈 Y2 0.2 東西綠燈 Y4 0.3 啟動(dòng) X0 東西黃燈 Y5 0.4 東西紅燈 Y6 0.53.4 PLC 交通燈I/O接線圖 Y0 X0 Y1 Y2 Y4 Y5COM Y6 南綠 北綠啟動(dòng) K0 南黃北黃南紅 北紅 I東綠 西綠東黃 西黃 com 東紅 - 西紅 電源 I/O接線圖3.5 PLC交通燈功能圖啟動(dòng)電源，信號(hào)輸入先傳送到急車強(qiáng)通控制，無線接收數(shù)據(jù)相同執(zhí)行急車強(qiáng)通的子程序，不同就傳送到滯留情況，電感式傳感器有高頻電流通過電感時(shí)，車流量大，當(dāng)車輛進(jìn)入路口經(jīng)過第一個(gè)傳感器時(shí)，使統(tǒng)計(jì)數(shù)加1，經(jīng)過第二個(gè)傳感器2出路口時(shí)，使統(tǒng)計(jì)數(shù)減1，其差值為該股車道

25、上車輛的滯留量(動(dòng)態(tài)值)，可以與其他道的值進(jìn)行比較，據(jù)此作為調(diào)整紅綠燈時(shí)長的依據(jù)。這時(shí)執(zhí)行滯留情況子程序。如果不是進(jìn)入正常時(shí)序狀態(tài)。3.6 正常時(shí)序情況PLC投入運(yùn)行后，由方波發(fā)生器的輔助繼電器M100產(chǎn)生周期為1s（接通0.5s、斷開0.5s）的方波脈沖，供信號(hào)閃光燈控制用。啟 動(dòng)?xùn)|西綠燈亮20S南北紅燈亮25S東西綠燈閃亮3S東西黃燈亮2S東西紅燈亮30S南北綠燈亮25S南北綠燈閃亮3S南北黃燈亮2S圖3-4 正常時(shí)序流程圖圖3-5 十字路口交通燈正常時(shí)序控制時(shí)序圖3.7 PLC交通燈控制梯形圖交通燈正常時(shí)序控制梯形圖十字路口PLC自動(dòng)調(diào)整紅綠燈時(shí)給信號(hào)燈電源，信號(hào)系統(tǒng)工作；南北紅燈亮，東

26、西綠燈亮；南北紅燈亮維持25s，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈亮，并維持20s；到20s 時(shí)，東西綠燈閃亮，綠燈閃亮周期為1s（亮0.5s，0.5s）；綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮，并維持2s；到2s時(shí)，東西黃燈熄，東西燈亮，同時(shí)南北紅燈熄滅，南北綠燈亮；西燈亮維持30s，南北綠燈亮維持25s到25s時(shí)，南北綠燈閃亮3s后熄滅，南北黃燈亮，并維持2s；到2s時(shí)南北黃燈熄，南北紅燈亮，同時(shí)東西紅燈熄,東西綠燈亮，開始第二周期的動(dòng)作。程序運(yùn)行過程如下：當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)合上是，X400接通，使Y432、Y434接通，南北紅燈亮、東西綠燈亮；T450開始計(jì)時(shí)。T450 20s計(jì)時(shí)到，T450常閉觸點(diǎn)斷開，T4

27、50常逼觸點(diǎn)閉合，通過M100常開觸點(diǎn)、T451常閉觸點(diǎn)使Y434按照M100的通斷周期通斷，東西綠燈閃光；T451開始計(jì)時(shí)。當(dāng)東西綠燈閃3次（時(shí)間為3s）時(shí)，T451計(jì)時(shí)到，T451常閉觸點(diǎn)斷開，使Y434斷開，東西綠燈閃光熄；T451常開觸點(diǎn)閉合，使Y435接通，東西黃燈亮；T452開始計(jì)時(shí)。T452 2s計(jì)時(shí)到，T452常閉觸點(diǎn)斷開，使Y432、Y435斷開，南北紅燈熄、東西黃燈熄；T452常開觸點(diǎn)閉合，使Y452常閉觸點(diǎn)閉合，使Y436、Y430接通，東西紅燈亮、南北綠燈亮；T453開始計(jì)時(shí)。T453 25s計(jì)時(shí)到，T453常閉觸點(diǎn)斷開，T453常開觸點(diǎn)閉合，通過M100的通斷周期通斷

28、，南北綠燈閃光；T454開始計(jì)時(shí)。T454 3s計(jì)時(shí)到，T454常閉觸點(diǎn)斷開，使Y430斷開，南北綠燈閃光熄；T454常開觸點(diǎn)閉合，使Y431接通，南北黃燈亮；T455開始計(jì)時(shí)。T455 2s計(jì)時(shí)到，T455常閉觸點(diǎn)斷開，使Y436、Y431斷開，東西紅燈熄、南北黃燈熄；同時(shí)使T450、T451、T451、T453、T454、T455全部計(jì)時(shí)器復(fù)位（斷開），于是T450常閉觸點(diǎn)、T452常閉觸點(diǎn)閉合，分別使南北紅燈亮和東西綠燈亮，開始第二周期的動(dòng)作，以后周而復(fù)始的進(jìn)行。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，X400斷開電器斷開，全部信號(hào)燈熄滅。3.8 PLC交通燈控制指令表1 ZRST S0 S25 22 MPP

29、2 SET S0 23 ANI X0003 STL S0 24 SET S04 LD X000 25 STL S225 SET S20 26 OUT Y0026 STL S20 27 OUT Y0057 OUT Y002 28 OUT T2 K208 OUT Y004 29 MPS9 OUT T2 K200 30 AND T210 MPS 31 SET S2311 AND T0 32 MPP12 SET S21 33 ANI X00013 MPP 34 SET S014 ANI X000 35 STL S2315 SET S0 36 OUT Y00616 STL S21 37 OUT Y000

30、17 OUT Y002 38 OUT T3 K25018 OUT T1 K30 39 MPS19 MPS 40 AND T320 AND M8013 41 SET S2421 OUT Y004 42 MPP43 ANI X000 65 ANI X00044 SET S0 66 SET S045 STL S24 67 RET46 OUT Y006 68 END47 OUT T4 K3048 MPS49 AND M801350 OUT Y00051 MRD52 AND T453 SET S2554 MPP55 ANI X00056 SET S057 STL S2558 OUT Y00659 OUT

31、 Y00160 OUT T5 K2061 MPS62 AND T563 SET S2064 MPP第四章 心得體會(huì)本組設(shè)計(jì)的是十字路口交通燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試，由于這個(gè)課題和我們的生活聯(lián)系很緊密，所以這讓我們做起來相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)。俗話說萬事開頭難，一開始我們沒有頭緒，但是在老師的指導(dǎo)下，我們慢慢的就理解了，然后就開始了設(shè)計(jì)。我們?cè)O(shè)計(jì)的十字路口交通燈的功能是，不同時(shí)段的交通狀況不同，所以本次設(shè)計(jì)就分為正常時(shí)段和高峰時(shí)段。首先我們自己研究普通的十字交通燈，在了解透徹的情況下，老師又跟我們具體講解這次設(shè)計(jì)的思想。把具體的要求給我們，然后又給我們提出了可能會(huì)遇到的問題讓我們加以注意。分析這些問題之

32、后，我們就開始做準(zhǔn)備工作。首先我們做硬件設(shè)計(jì)，先畫原理圖和硬件接線圖，在老師的指導(dǎo)下，我們順利的完成了。然后就是確定元器件的型號(hào)，列元器件清單去購買。之后就是設(shè)計(jì)元器件的位置，使電路看起來整齊美觀。接下來就是吧元器件按照原理圖連接起來，這一步一定要小心，因?yàn)樵骷苋菀讚p壞，而且一定要細(xì)心，因?yàn)殡娐泛苋菀走B錯(cuò)，而且錯(cuò)誤不容易檢查出來。老師幫我們檢查之后就調(diào)試了，結(jié)果我們成功了，硬件的接線是正確的。下面就是軟件的設(shè)計(jì)了，在編寫程序之前，我們先對(duì)基本的電路進(jìn)行了分析，在理解之后，我們就考慮怎樣進(jìn)行正常時(shí)段和高峰時(shí)段的跳轉(zhuǎn)，老師也帶領(lǐng)我們一起分析，起初我們的程序出現(xiàn)了錯(cuò)誤，該亮的燈沒亮，該滅的等沒滅，而且不能進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，在老師一次又一次的分析下，我們對(duì)程序進(jìn)行修改、試驗(yàn)，最后終于成功了。在這幾周的忙碌中，我學(xué)到了許多，雖然以前學(xué)過PLC,由于時(shí)間關(guān)系有些遺忘，這次設(shè)計(jì)正好加以溫習(xí)，并且對(duì)于PLC有了進(jìn)一步的了解。在老師、同學(xué)的幫助下，我們很快完成了,計(jì)，我認(rèn)為本次設(shè)計(jì)不僅僅學(xué)到了許多知識(shí)，也很好的鍛煉了我們的合作意識(shí)。 總結(jié)三菱系列FX2N PLC具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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。今天的PLC已經(jīng)開始用于閉環(huán)控制，不僅如此，隨著其擴(kuò)展能力和通信能力的發(fā)展，不僅在交通燈中控制自如，它也越來越多地應(yīng)用到了復(fù)雜的分布式