PLC原理及应用课程设计(论文)-交通信号灯PLC控制系统设计.doc

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1、课程设计(论文)题 目 名 称 交通信号灯PLC控制系统设计 课 程 名 称 PLC原理及应用 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 电气工程系电力专业 指 导 教 师 2010 年 12 月 10 日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业08电气工程及其自动化学生姓名学号题目名称交通信号灯PLC控制系统设计设计时间2010年11月29日2010年12月10日课程名称PLC原理及应用课程编号121200107设计地点数字控制与PLC实验室（306） 一、 课程设计（论文）目的PLC原理及应用课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要的实践环节之一，主要以小型实用性PLC控制系统的软、硬件设计为主

2、。课程设计的目的和任务：全面熟练掌握PLC的硬件组成以及各种指令的应用，使学生掌握小型PLC应用系统设计的步骤，熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程，通过设计过程中对故障的分析、判断、检修进一步锻炼和培养学生的动手能力。二、 已知技术参数和条件利用PLC设计控制十字路口交通灯的全自动运行，系统启动后，根据设置好的东西南北方向的通车时间控制东西南北方向指示灯按照一定的规律运行，完成一个周期工作后自动进入下一个周期继续运行。城市路口交通灯控制系统用于十字路口的车辆以及行人的交通管理，每个方向具有左拐、右拐、直行以及行人4种通行指示灯。执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西路口的绿灯

3、亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车，延时一段时间后路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。技术参数：请调研邵阳市某个十字路口的运行状况。三、任务和要求1、设计系统的PLC外部接线图2、系统的操作面板3、系统的T形图按照要求书写课程设计报告注：1此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）实验室有EL型P

4、LC实验系统4套，FX2N系列实验装置8台，以及相关的软件。 FX2N系列、S7系列产品说明书；FX2N系列实验装置实验指导书；五、进度安排2010年11月29日-30日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求2010年12月1日-2日：总体方案设计2010年12月3日-4日：外部接线图2010年12月5日-6日：T形图设计2010年12月7日-8日：系统调试改进2010年12月9日：整理书写设计说明书2010年12月10日：答辩六、教研室审批意见教研室主任（签字）： 年 月 日七、主管教学主任意见 主管主任（签字）： 年 月 日八、备注指导教师（签字）： 学生（签字）：邵阳学院课程设计

5、（论文）评阅表学生姓名 学 号 系 电气工程系 专业班级 电气工程及其自动化2班 题目名称 交通信号灯PLC控制系统设计 课程名称 PLC原理及应用 一、学生自我总结在近两星期的日子里，经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应

6、该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 学生签名： 殷涛 2010年 12 月 10 日二、指导教师评定评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权 重304030单项成绩指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。摘 要就如何应用PLC实现十字路口交通信号灯自动控制的设计展开讨论，通过分析对交通信号灯的控制要求，对PLC控制系统进行了软、硬设计。同时将PLC的逻辑控制、数据运算、数据比较、数据传送通过程序有机的结合起来，既控制交通灯的变

7、化。关键词：PLC；信号灯；控制系统25目 录摘 要I1 绪论12 PLC及PLC简介22.1 PLC简介22.2 PLC的一般结构22.2.1可编程控制器的结构分类22.2.2可编程控制器的配置32.4 PLC的应用领域62.5 PLC的发展趋势73 系统总体方案及硬件设计83.1系统总体方案83.1.1设计目的83.1.2 设计任务及要求83.1.3 设计思路83.2硬件设计94 交通灯的软件设计114.1定时器114.2 定时器的设置124.3交通信号灯模拟控制时序图124.4 交通灯工作时的程序135 交通灯的仿真与调试165.1 系统的调试过程165.2系统的仿真显示166 总 结1

8、9参考文献20附 录21致 谢241 绪论 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。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京，上海，南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速公路，在 高速公路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路

9、在构造上的特点，也决定了城市高速道路的 交通状况必然受高速道路和普通道路耦合出交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道，城区与周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题，根据交通等工艺控制要求和特点，我们采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC有小型化，高速度，高性能等特点，三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程控制器（PLC）对十字路口交通控制等实现控制。本系统采

10、用PLC是基于以下四个原因：（1）PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力。通常的平均无障碍时间都在30万小时以上；（2）系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善，实用性强；（3）干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；（4）近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，是的实际应用成为可能。2 PLC及PLC简介2.1 PLC简介 可编程控制器简称PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已

11、广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。可编程控制器（PLC）是用来取代控制系统中的继电器的一种设备，它通过检测输入端口，并根据输入端口的状态，按照程序控制输出口，可编程控制器的程序一般要使用一定的软件编写，使用人员通过输入预先编写的程序，使可编程控制器按预定的控制方案执行控制任务。目前大多数城市采用的交通信号灯指挥控制系统，采用电子线路加继电器构成，也有少数采用单片机构成。对信号灯的要求也越来越高，采用电子线路加

12、继电器的控制方式，则需要加入大量的中间继电器，时间继电器，计数器等器件。而且交通控制智能化需要按实际情况而改变参数，如使用继电器控制，则很难实现。如使用单片机控制，则需要引入大量I/O接口电路、硬件设计，而且这两种控制方式的抗干扰能力十分有限。采用可编程控制器对交通信号灯进行管理，技能满足控制要求，又具有高的抗干扰和稳定性。2.2 PLC的一般结构2.2.1可编程控制器的结构分类(1)按硬件的结构类型分类：编程控制器是专门为工业生产环境设计的。为了便于在工业现场安装，便于扩展，方便接线，其结构与普通计算机有很大区别，常见的有箱体式，模块式，及叠装式三种结构。箱体式PLC一般用于规模小，输入输出

13、点数固定，不需要扩展的场合。模块式PLC一般用于规模较大，输入输出点数多，输入输出点数比例灵活的场合。叠装式PLC具有二者的优点。(2)按应用规模及功能分类：为了适应不同工业生产过程的应用要求，PLC能够处理的输入信号数量是不一样的。一般将一路信号称作一个店，将输入输出点数的总和称为机器的点。按照点数的多少，可将PLC分为超小，小，中，打，超大等五类型如下表2-1所示：表2-1 PLC按规模分类超小型小型中型大型超大型64点以下64128点128512点5128192点8192点以上2.2.2可编程控制器的配置可编程控制器虽然外观各异，但硬件结构大体相同。主要由中央处理器（CPU），存储器（R

14、AM/ROM），输入输出（I/O接口）,电源及编程设备几大部分组成。PLC的硬件结构框图如下图2-2所示：接口部件输出输入接口部件 中央处理单元 CPU板接受 驱动现场信号 受控元件电 源 部 件图2-2 基本构成（1）CPU的构成：PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥

15、有关的控制电路。 与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。CPU的寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU虽然划分为以上几个部分，但PLC中的CPU芯片实际上就是微处理器，由于电路的高度集成，对CPU内部的详细分析已无必要，我们只要弄

16、清它在PLC中的功能与性能，能正确地使用它就够了。CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲，CPU模块总要有相应的状态指示灯，如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口，用于接I/O模板或底板，有内存接口，用于安装内存，有外设口，用于接外部设备，有的还有通讯口，用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关，用以对PLC作设定，如设定起始工作方式、内存区等。（2）I/O模块：PLC的对外功能，主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的，按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置

17、的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。（3）电源模块：有些PLC中的电源，是与CPU模块合二为一的，有些是分开的，其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有：交流电源，加的为交流220VAC或110VAC，直流电源，加的为直流电压，常用的为24V。（4）底板或机架：大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。（5）PLC 的外

18、部设备：外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面监视数据。存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。输入输出设备：用于接收信号或输出信号，一般有条码读人器，输入模拟量的电位器，打印机等。（6）PLC的通信联网：PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC

19、 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能，它和计算机一样具有RS-232接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。当然，PLC之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC与计算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。了解了PLC的基本结构，我们在购买程控器时就有了一个基本配置的概念，做到既经济又合理，尽可能发挥PLC所提供的最佳功能。2.3 PLC的特点 （1）抗干扰能力强

20、，可靠性高继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。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，接线可减少互继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。(2)配套齐全，功能完善，适用性强

21、PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 (3)易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继

22、电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 (4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 (5)体积小，重量轻，能耗低 以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。2.4 PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于

23、钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为以下几类：（1）开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又可用于多机群控制及自动化流水线。如电梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。（2）模拟量控制 在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使PLC能处理模拟信号，PLC厂家生产有配套的A/D、D/A转换模块，使PLC可用于模拟量控制。（3）运动控制 PLC可以用于

24、圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在可使用专门的运动控制模块。广泛的运用于各种机床、机械、机器人、电器等场合。（4）过程控制 这是对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC能编制各种控制算法程序，完成闭环控制。PID控制时一般闭环控制系统中常用的控制方法。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用（5）数据处理 现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较。一般用于大型系统，

25、如无人控制的柔性制造业。（6）通信及联网 PLC通信包含PLC之间的通信以及PLC与其他智能设备间的通信。在工业自动化网络发展加快前提下，厂家都十分重视PLC的通讯功能，纷纷推出各自的网络系统，通讯十分方便。2.5 PLC的发展趋势(1)向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的储存容量。(2)向超大型、超小型两个方向发展。以适应不同类型的自动控制系统的需要。(3)PLC大力开发智能模块，加强联网通信功能。为了扩大适用范围，厂家还制定了通用的通信彼岸准，已构成更大的网络系统。(4)增强外部故障的检测与处理能力。外部故障的几率很大，因此，PLC厂家致力

26、于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠。(5)编程语言多样化。PLC结构不断发展的同时,PLC的编程语言也越来越丰富。多种语言并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。3 系统总体方案及硬件设计3.1系统总体方案3.1.1设计目的PLC原理及应用课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要的实践环节之一，主要以小型实用性PLC控制系统的软、硬件设计为主。全面熟练掌握PLC的硬件组成以及各种指令的应用，使学生掌握小型PLC应用系统设计的步骤，熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程，通过设计过程中对故障的分析、判断、检修进一步锻炼和培养学生的动手能力。3.1.2 设计任务

27、及要求利用PLC设计控制十字路口交通灯的全自动运行，系统启动后，根据设置好的东西南北方向的通车时间控制东西南北方向指示灯按照一定的规律运行，完成一个周期工作后自动进入下一个周期继续运行。城市路口交通灯控制系统用于十字路口的车辆以及行人的交通管理，每个方向具有左拐、右拐、直行以及行人4种通行指示灯。执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车，延时一段时间后路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，

28、之后重复以上过程。3.1.3 设计思路某十字路口东西方向和南北方向各装有直行(包括右转弯)控制红、黄、绿交通信号灯和左转弯控制红、绿交通信号灯，另外还有倒计时显示器。显示器用于显示相应方向直行控制当前点亮信号灯还要持续的时间(剩余时间)，由另外的单片机系统构成。（这里不予以考虑设计）设计的规律如下：1. 系统启动后，东西直行、南北直行、东西左转弯、南北左转弯都亮红灯。2. 东西直行绿灯亮9秒,与此同时南北红灯全亮13秒；东西左转弯红灯亮； 3. 东西直行绿灯熄灭，黄灯闪烁1秒，然后东西左转弯绿灯亮5秒。4. 东西左转弯绿灯熄灭，黄灯闪1秒，然后南北直行红绿灯亮9秒，其余灯为红灯。5.南北直行绿

29、灯熄灭后，直行黄灯闪亮1秒后变成红灯亮；同时南北左转弯绿灯亮，维持5秒；6. 南北左转弯绿灯亮5秒后变成黄灯闪烁1秒;(至此东西方向全是红灯亮，维持13秒)；同时南北方向直行控制红灯亮，绿灯熄灭。7. 南北左转弯黄灯闪1秒后，东西直行绿灯亮，红灯灭，东西左转弯继续红灯亮，南北方向灯全变为红灯。8. 循环执行上述2到7步，实现对交通信号灯的控制。3.2硬件设计1.型号选择：输入控制X0，输出端有东西、南北方向红绿黄灯和东西、南北方向左转弯红绿灯共十个输出点，所以选用日本三菱公司生产的FX2N系列。2.I/O分配表：如表3-1：表3-1输入交通灯控制开关X0输出南北红灯Y0 南北黄灯Y1南北绿灯Y

30、2南北左转弯红灯Y3南北左转弯黄灯Y4南北左转弯绿灯Y5东西红灯Y6东西黄灯Y7东西绿灯Y10东西左转弯红灯Y11东西左转弯黄灯Y12东西左转弯绿灯Y133.硬件电路图连接：如图3-2所示：图3-2 硬件电路接线图4 交通灯的软件设计4.1定时器在PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。在后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。即使如此，若备用电池电压降低时，定时器或计数器往往会发生误动作。定时器通道范围如下：10

31、0 ms定时器T0T199， 共200点，设定值：0.1 3276.7秒；10 ms定时器T200TT245，共46点，设定值：0.01327.67秒；1 ms积算定时器 T245T249，共4点，设定值：0.00132.767秒；100 ms积算定时器T250T255，共6点，设定值：0.13276.7秒； 定时器指令符号及应用如下图4-1所示： 图4-1继电器的应用当定时器线圈T200的驱动输入X000接通时，T200的当前值计数器对10 ms的时钟脉冲进行累积计数，当前值与设定值K123相等时，定时器的输出接点动作，即输出触点是在驱动线圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23

32、s）时才动作，当T200触点吸合后，Y000就有输出。当驱动输入X000断开或发生停电时，定时器就复位，输出触点也复位。每个定时器只有一个输入，它与常规定时器一样，线圈通电时，开始计时；断电时，自动复位，不保存中间数值。定时器有两个数据寄存器，一个为设定值寄存器，另一个是现时值寄存器，编程时，由用户设定累积值。4.2 定时器的设置为了明确各定时器的作用，以便于理解各个灯的状态转换的准确时间，表5.1列出了定时器的功能如下：表4-2 定时器设置定时器定时时间功能T09S东西直行绿灯亮9秒，T11S东西直行黄灯闪1秒T25S东西左拐绿灯亮5秒T31S东西左拐黄灯闪1秒T49S南北直行绿灯亮9秒T5

33、1S南北直行黄灯闪1秒T65S南北左拐绿灯亮5秒T71南北左拐黄灯闪1秒4.3交通信号灯模拟控制时序图如图4-3所示：图4-3 时序图4.4 交通灯工作时的程序1. 初始态，南北东西都是红灯，其梯形图如下图4-4所示：图4-42. 按下启动按钮X0，东西直行绿灯了，南北全是红灯，东西左转弯红灯亮，其梯形图如下图4-5所示：图4-53. 当T0时间到9秒时，东西直行绿灯灭，黄灯闪1秒，此时南北仍是红灯，其梯形图如下图4-6所示：图4-64. 当T1时间到时，东西左转弯绿灯亮，东西直行红灯亮，南北仍全是红灯，禁止通行，其梯形图如下图4-7所示：图4-75. 当T2时间5秒一到，东西左转弯黄灯闪1秒

34、，东西直行红灯亮，南北全是红灯，其梯形图如下图4-8所示：图4-86. 当T3时间到，南北直行绿灯亮9秒，东西全是红灯。其梯形图如图4-9所示：图4-97. 当T4的时间到，南北直行黄灯闪1秒，东西全是红灯，禁止通行。其梯形图如图4-10所示：图4-108. 当T11的时间到，南北左转弯的绿灯亮，直行红灯亮，东西全是红灯亮。其梯形图如图4-11所示：图4-119. 当T5时间到，南北左转弯的黄灯闪1秒，东西仍全是红灯。其梯形图如图4-12所示：图4-1210. 当T6时间到，东西直行的绿灯亮，又回到了S1状态，以后依次执行。5 交通灯的仿真与调试5.1 系统的调试过程（1）将PLC与对应输入输

35、出的设备连接起来。（2）用FXgpwin软件编制图的梯形图程序，将编制无误的程序分别下载到PLC中，并将模式选择开关拨至RUN状态。（3）调试运行。按下启动开关，东西方向绿灯亮9，同时南北方向的红灯亮16，换行前东西方向的黄灯闪烁1，然后东西左转弯方向的绿灯亮5；接着东西左转弯方向的黄灯亮1，同时东西方向的红灯亮6，然后南北方向的绿灯亮9，最后南北方向黄灯亮1，然后南北左转弯方向绿灯亮5秒，东西方向红灯亮，之后南北左转弯黄灯亮1秒。之后自动开始第二周期的循环显示。（4）监控运行。当PLC运行时，可以使用FXgpwin软件中的监视功能监控整个程序的运行过程，以方便调试程序。在FXgpwin软件上

36、，单击 “PLC写入”“监视”“监视开始”，可以全画面监控PLC的运行，这时可以观察到定时器的定时值会随着程序的运行而动态变化，通电闭合的触点和线圈会变蓝。借助于FXgpwin软件的监控功能可以检查哪些线圈和触点该通电时没通电，从而为进一步修改程序提供帮助。5.2系统的仿真显示1. 初始态，南北东西都是红。如图5-1所示：图5-1初始态显示2. 按下启动按钮X0，东西直行绿灯了，南北全是红灯，东西左转弯红灯。如图5-2所示：图5-2 东西直行绿灯亮3东西直行绿灯灭，黄灯闪1秒，此时南北仍是红灯。如图5-3所示：图5-3 东西直行黄灯闪亮4. 东西左转弯绿灯亮，南北全是红灯亮，东西直行也是红灯亮

37、。如图5-4所示：图5-4 东西左转弯绿灯亮说明：图5-4的最右上角的绿灯是控制东西左转弯的灯，中间下角的红灯是控制南北左转弯的灯。5南北直行绿灯亮，东西全是红灯。如图5-5所示：图5-5 南北直行绿灯亮6. 南北黄灯亮，东西方向仍是红灯。如图5-6所示：图5-6 南北黄灯闪亮7. 南北左转弯绿灯亮，直行红灯亮，东西方向红灯亮。如图5-7所示：图6-7 南北左转弯绿灯亮6 总 结在近两星期的日子里，经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明

38、白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。而且通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知

39、识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。.参考文献1 张力胜，PLC控制十字交通灯的设计，矿业科学技术，2005.2 陈传明等，智能交通信号灯配时及优化设计 ，微机发展，2005.3 陈宗梅，交通灯控制系统电路设计，重庆职业技术学院学报，2005

40、.4 周名侦等，基于PLC控制的交通灯设计 ，广东交通职业技术学院学报，2005.5 求是科技，PLC应用开发技术与工程实践. 北京：人民邮电出版社，2005.6 高钦和，可编程控制器应用技术与设计实例.北京：人民邮电出版社，2004. 7 张伟华等，公交优先的信号交叉口配时优化方法，中国公路学报，2004.8 浦琪，交叉口信号配时模型研究，上海铁道大学学报，1999.9 陈宽民等，道路通行能力分析，北京:人民交通出版社，2003.10 文国玮，城市交通与道路系统规划，北京:清华大学出版社，2001.附 录1. 梯形图：2. 指令表：LD M8002ZRST S0 S10SET S0STL S

41、0OUT Y006OUT Y011OUT Y000OUT Y003OUT T10LD X000SET S1STL S1OUT Y010OUT Y011OUT Y000OUT Y003OUT T0 K90LD T0SET S2STL S2OUT Y007OUT Y011OUT Y000OUT Y003OUT T1LD T1SET S3STL S3OUT Y013OUT Y006OUT Y000OUT Y003OUT T2 K50SET S4STL S4OUT Y012OUT Y006OUT Y000OUT Y003OUT T3 K10LD T3 SET S5STL S5OUT Y002OUT Y

42、003OUT Y006OUT Y011OUT T4 K90LD T4SET S9STL S9OUT Y001OUT Y003OUT Y006OUT Y011OUT T11 K10LD T11SET S6STL S6OUT Y005OUT Y006OUT Y000OUT Y011OUT T5 K50LD T5SET S7STL S7OUT Y004OUT Y000OUT Y006OUT Y011OUT T6 K10LD T6SET S1RETEND致 谢在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。