plc-紅綠燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄 緒論.1第一部分: 交通燈的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 一.2 二.3 三交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.3第二部分：用PLC編程控制程序一編程前的準(zhǔn)備.42 硬件選型.5三建立符號表.6四建立變量表.7五交通燈控制梯形圖.8第三部分：東向的電氣連接圖與PLC SM模塊圖1 交通燈東向電氣連接圖.122 電氣連接圖分析.123 畫圖時所遇到的問題.12第四部分：設(shè)計(jì)心得 設(shè)計(jì)心得.12專心-專注-專業(yè)單交叉口紅綠燈控制系統(tǒng) 緒論 隨著社會的不斷進(jìn)步，社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，交通也變得日漸復(fù)雜。城市交通問題成越來越引起人們的關(guān)注，人、車、路三者的協(xié)調(diào)，已成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)，于是交通

2、燈成為了疏導(dǎo)交通最常見和最有效的手段，也成為了城市經(jīng)濟(jì)活動及生活活動的重要命脈。在技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今，交通的自動化不斷更新，交通技術(shù)迅速的發(fā)展，其交通的一些指揮系統(tǒng)光靠人來完成是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就需要設(shè)計(jì)各種交通指揮自動化系統(tǒng)來完成這些復(fù)雜的工作。從而使交通指揮系統(tǒng)更加有秩序，更加安全。 交通燈通常由紅、黃、綠三者顏色的燈組成，用于指揮交通的通行與停止。當(dāng)綠燈亮?xí)r，允許車輛通行；當(dāng)黃燈亮?xí)r，已超過停止線的車輛可以繼續(xù)通行，沒超過停止線的車輛停止通行；當(dāng)紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行。在實(shí)際應(yīng)用中，采用PLC來控制的仍然在有一定的比例。因?yàn)椴捎肞LC控制，能夠根據(jù)不同的路況要求，隨時修改控制程序，以改變各

3、信號燈的工作時間和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和抗干擾能力，其還具有硬件故障的自我檢查能力，同時還具有維護(hù)方便、改造容易、功能完善，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。因此具有很大的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。第一部分：交通燈的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備1、 設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到本科生培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中進(jìn)行綜合訓(xùn)練的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是有助于培養(yǎng)應(yīng)用性人才的一種教學(xué)形式，它將使得我們同學(xué)在綜合運(yùn)用所學(xué)知識，解決本專業(yè)方向的實(shí)際問題方面得到系統(tǒng)性的訓(xùn)練。該課程設(shè)計(jì)的主要目的是：通過對交叉路口交通燈的控制，首先讓我們了解交通燈的具體工作和實(shí)現(xiàn)原理，然后通過所給的要求對紅綠燈

4、進(jìn)行PLC編程控制。同時讓我們更進(jìn)一步的去熟悉Step7軟件的編程環(huán)境、功能及相關(guān)的應(yīng)用再通過畫電氣連接圖，使我們對電氣控制的知識又得以復(fù)習(xí)和鞏固，同時讓我們深刻的體會到課程之間的聯(lián)系強(qiáng)度，為今后從事自動化控制領(lǐng)域的工作打下一定的基礎(chǔ)。二交通燈的現(xiàn)場圖 三交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1.當(dāng)把可編程控制器撥向RUN后，程序自行啟動運(yùn)行；2.東西向的控制權(quán)優(yōu)先于南北向的控制權(quán)，并且實(shí)現(xiàn)南北同時控制，東西輪流控制，其中東西向分別實(shí)現(xiàn)先直行右轉(zhuǎn)再左轉(zhuǎn)的控制。具體的控制為： 首先東向直行右轉(zhuǎn)為綠燈時，東向左、西向直右、西向左、南北向都為紅燈。5秒后，東向左為綠燈，東向直右仍為綠燈，西向直右、西向左、南北向?yàn)榧t燈。

5、再5秒后，東直右、東左黃燈同時閃爍3秒。然后，西直右變?yōu)榫G燈，東向、西左和南北向都為紅燈。同樣5秒后，西左變綠燈，西直右仍為綠燈，東向和南北向都為紅燈。5秒后，西直右和西左同時閃爍黃燈3秒。之后，南北變綠燈，東西向都為紅燈，同時開始檢查東向的車輛數(shù)，如果東向的車輛超于6輛，則南北向馬上讓出控制權(quán)，即馬上由綠燈變?yōu)辄S燈，并閃爍3秒，之后變?yōu)榧t燈，同時東直右為綠燈。這樣接著循環(huán)運(yùn)行。第二部分：用PLC編程控制程序 一.編程前的準(zhǔn)備1） 根據(jù)要求列出如下的表： 其中黃燈閃爍3秒并閃爍3次，每一方格中的綠燈為5秒。2） 表格分析： 根據(jù)要求： a 當(dāng)“東直右為綠燈”時，東左、西直右、西左和南北向都為“

6、紅燈”； b 當(dāng)東左由“紅燈變?yōu)榫G燈”時，東直右仍然亮“綠燈”，而西向及南北向都為“紅燈”； c 之后東直右和東左一同“閃爍黃燈3s”然后共同變?yōu)椤凹t燈”，在東向由黃燈閃爍變?yōu)榧t燈的同時，西直右也由“紅燈”轉(zhuǎn)為“綠燈”，而西左和南北向仍然亮“紅燈” ； d 接著西左由“紅燈轉(zhuǎn)為綠燈”，而西直右仍然保持亮綠燈，東向及南北向仍保存紅燈； e 之后西直右和西左一起進(jìn)入黃燈閃爍3s，然后共同變?yōu)榧t燈，而在西向變?yōu)榧t燈的同時，南北向由紅燈轉(zhuǎn)為綠燈，此時東向仍然保持亮紅燈。 f 在接著南北向由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈閃爍，同樣閃爍3s后變?yōu)榧t燈，這時東直右由紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈，之后的亮燈情況同開始一樣，進(jìn)入了不斷的循環(huán)過

7、程。3) 在“e”步，即南北向由紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈時，同時進(jìn)行車輛檢測，當(dāng)東直右的等待車輛超過6輛時，南北向讓出控制權(quán)，即南北向馬上由綠燈進(jìn)入黃燈閃爍，之后變?yōu)榧t燈，而在其變?yōu)榧t燈的同時，東直右由之前的紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈。2 硬件選型硬件組態(tài)的任務(wù)就是在STEP 7中生成一個與實(shí)際的硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng)。由于交通燈屬于小規(guī)模的控制系統(tǒng)，故選擇 CPU 312C的緊湊型的CPU，比較實(shí)用與具有較高要求的小型應(yīng)用，且價(jià)格也相對便宜，若選用CPU 313C、CPU 314C等的型號，其價(jià)格較昂貴，用來實(shí)現(xiàn)紅綠燈控制不劃算。由于紅綠燈的輸出地址分別分配與Q4、Q5、Q6上，故給4、5、6槽中分配如圖所示的地

8、址。三建立符號表 建立的符號表下圖所示： 其中T56、T57、T58、T59、T510、T511、和T63、T64、T65分別同T4#對應(yīng)，控制西向和南北向的黃燈閃爍。四建立變量表 建立的變量表如下圖： 五交通燈控制梯形： 1) 完整的梯形圖為附錄所示： 2) 核心梯形圖為： 其控制過程分析：1) 當(dāng)將STOP轉(zhuǎn)向RUN-P（仿真中）時，寄存器線圈得電，于是其常開的觸點(diǎn)得電。這時T42、T43、T50、T53、T60同時得電(即Q4.2、Q4.3、Q5.0、Q5.3、Q6.0線圈得電，即“東直右紅燈”，其它向都為紅燈)，并且分別得電10s、5s、13s、18s、26s。2) 當(dāng)5s后，T43輸

9、出為0（即Q4.3為0，即“東左紅燈”熄滅），同時T45線圈得電（則Q4.5也立即得電，即“東左綠燈”亮），這時實(shí)現(xiàn)“東左方向綠燈變紅燈”，“東直右”及“西向”和“南北向”都是“紅燈”。3）當(dāng)再過5秒，即10s后，T42減為0，輸出端Q4.2線圈斷電（即“東直右綠燈熄滅），接著常閉的Q4.2線圈閉合，T41脈沖定時器得電（開始計(jì)時3s），同時T410脈沖定時器也得電（將得電0.5s），則Q4.1（“東直右黃燈亮”）。0.5s后，T410輸出為0（即Q4.1失電，“東直右黃燈滅”），同時T49接通延時定時器得電并開始計(jì)時，0.25s后T49輸出為1，即T411脈沖定時器得電開始計(jì)時，此時T411

10、常閉觸點(diǎn)斷開，T410斷電，當(dāng)T411計(jì)時0.25s后，T411又得電，即T410又得電開始計(jì)時,同時Q4.1黃燈又再次亮。這樣再循環(huán)一次，則黃燈完成在3s的時間內(nèi)閃爍3次。（10s后，“東左向”也由“綠燈”進(jìn)入“黃燈”閃爍階段，其運(yùn)行過程同“東直右方向”的類似。）此時實(shí)現(xiàn)“東直右”和“東左”黃燈同時閃爍，西向和南北向仍為紅燈。4）東向黃燈閃爍完后（即過13s后），“西直右”由紅燈變綠燈，其他向?yàn)榧t燈。之后的運(yùn)行過程同東向類似。5) 程序段7與程序段8為檢測東向等待車輛個數(shù)的程序。其實(shí)現(xiàn)的過程為：當(dāng)南北向綠燈亮?xí)r，同時在輸入塊點(diǎn)擊“I1.0”（相當(dāng)于檢測等待的車輛個數(shù)），點(diǎn)擊兩下（相當(dāng)于給加計(jì)

11、數(shù)器一個信號），則MW2加1。同時Q6.4得電，比較器開始將MW1的值與6比較（為了方便調(diào)試編程，在編程過程中設(shè)定比較器的比較值為2）。當(dāng)給加計(jì)數(shù)器7個信號時，MW1的值為7，通過比較器比較，MW1的值大于6，于是比較器有輸出，即Q6.5得電。這時Q6.5線圈的常閉觸點(diǎn)（在Q6.2“南北綠燈”前）斷開，即“南北綠燈”熄滅，進(jìn)入黃燈閃爍，閃爍完后又回到“東直右”方向繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行。其具體的燈顯示過程于上面的表格分析中。第三部分：東向的電氣連接圖與PLC SM模塊圖1. 交通燈東向電氣連接圖：見附錄 二. 電氣連接圖分析： 給電氣圖接上三相交流電，由于控制電路的所用到的電器所能承受的電壓都相對較小，

12、故需要一個降壓的過程，將交流的高電壓降為控制電器能夠承受的電壓。同樣，交通燈也不能夠直接承受220V的電壓，需要降壓或者給交通燈串聯(lián)一個適宜的電阻，從而使交通燈可以在允許的電壓內(nèi)正常工作。電路中串有熔斷器，是用來保護(hù)電路的，防止電路發(fā)生短路時造成的一系列損失。三. 畫圖時所遇到的問題 在畫圖的過程中發(fā)現(xiàn)圖像無法垂直的旋轉(zhuǎn)過90度，于是上網(wǎng)搜到了其應(yīng)用方法，再一個就是右下角的標(biāo)題快，其內(nèi)容不太符合本次設(shè)計(jì)所需要的要求，但是想把它修改，卻改不了，想刪掉了再重畫發(fā)現(xiàn)也刪不掉，于是又去求助了網(wǎng)絡(luò)，最后得到了幫助，把默認(rèn)的標(biāo)題塊去掉，自己畫了一個適合要求的標(biāo)題快。第四部分:設(shè)計(jì)心得本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是紅

13、綠燈，是我們實(shí)驗(yàn)做過的升級版。由于實(shí)驗(yàn)有了一定的基礎(chǔ)，于是對本次紅綠燈的設(shè)計(jì)也有了清晰的思路。在課程設(shè)計(jì)布置下來幾天后我就開始動手研究了，一開始就列了一張東直右、東左、西直右、西左和南北向的紅綠燈亮滅的情況。然后開始對各個燈分配時間，然后開始了編寫梯形圖，本來是想用之前做實(shí)驗(yàn)時寫好的那個程序來進(jìn)行修改的，但是后來發(fā)現(xiàn)被改得面目全非，而且還把自己完全給弄混了，于是決定拋開之前的那個基礎(chǔ)程序，根據(jù)現(xiàn)在的思路自己重新編程，這樣反反復(fù)復(fù)的寫了好多張草稿紙，最后當(dāng)我把程序都寫出來并已進(jìn)入調(diào)試的時候，得到了一個不好的消息，說是老師更改了高級的要求，我當(dāng)時有點(diǎn)崩潰了，差不多調(diào)出來的程序又得重新修改了。可是我

14、還是很快擺正心態(tài)，又重新列了上面的那張各方向的紅綠燈亮滅情況表，開始對程序進(jìn)行修改，在修改的過程中我同時也對紙上的程序進(jìn)行修改，以防再遇到同在實(shí)驗(yàn)室時丟程序的情況，那次丟程序把我郁悶得不行，給了我一個非常深刻的教訓(xùn)。再通過不斷的修改調(diào)試后，終于運(yùn)行正確了，但我對車輛檢測的程序并沒有很好的思路，于是第二天同同學(xué)一起研究了車輛檢測的程序，最后終于完整的整個設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時遇到的最難的地方就是對紅燈的控制，即當(dāng)其他方向綠燈或黃燈閃爍時都要必須亮紅燈，最后用并聯(lián)的思路完成了亮燈控制。由于程序中用到的定時器T比較多，為了不發(fā)生混亂，我把定時器T的標(biāo)號設(shè)置成同其所控制的輸出線圈類似，這樣給設(shè)計(jì)及修改帶來了極大

15、的方便性和清晰性。程序完成后，開始進(jìn)入了電氣連接圖的研究中。根據(jù)自己的思路。用一晚上的時間終于在草稿紙上把完整的電氣連接圖給畫了出來。在畫控制電路的過程中，最糾結(jié)的就是定時器了，當(dāng)畫到東左黃燈閃爍的時候，才很清晰的弄明白梯形圖中的脈沖定時器在電氣電路中既要畫上一個通電延時斷開的觸點(diǎn)，同時還要接上一個定時線圈。但是當(dāng)要用軟件CAD去畫時，才發(fā)現(xiàn)CAD怎么都畫得不利落啊，而且在軟件上面找遍了都沒有找到那些基本的電子器件，后來問了學(xué)姐們，才知道原來器件都是要自己畫上去的，在再三的畫圖失敗后，決定還是先用ALTIUM軟件畫圖，在之后的空余中再去學(xué)習(xí)CAD軟件。在同學(xué)的指導(dǎo)下，終于完成了電氣連接圖及PLC SM模塊圖，但去驗(yàn)程序的時候老師又說我們畫的復(fù)雜了，沒有必要那樣畫，通過老師的糾正后，又開始研究電氣圖的畫法。最后得出了附錄所示的連接圖。雖然在繪圖的過程中遇到了很多困難，但我覺得比別人拿去讓學(xué)過軟件的人幫忙畫強(qiáng)得多，雖然有時候心里面會有些不太舒服，但畢竟最終需要學(xué)東西的是自己，自己不學(xué)，老讓別人