交通信号灯PLC控制系统设计.docx
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交通信号灯PLC控制系统设计
科信学院
课程设计说明书
(2010/2011学年第一学期)
课程名称:
可编程序控制器课程设计
题目:
交通信号灯PLC控制系统设计
专业班级:
电气07-2班
学生姓名:
李钊
学号:
070062211
指导教师:
安宪军、杜永、苗敬利
设计周数:
2周
设计成绩:
2011年1月14日
一﹑课程设计目的
(1)了解交通信号灯的控制过程。
(2)掌握PLC可编程控制器的工作原理,学会编写相应程序和梯形图,理解各路输入输出信号的作用。
(3)进一步运用课本上的理论知识解决现实中的实际问题,提高学生解决各种问题的能力。
二﹑主要任务
1.了解某交通信号灯控制的步骤和要求。
2.绘制交通信号灯控制系统的电路原理图,编制I/O地址分配表。
3.编制PLC的程序,并利用实验室设备进行调试,要求能在现有设备上演示控制过程。
4.撰写课程设计说明书,阐明各路输入输出信号的名称、作用、信号处理电路或驱动电路的设计,写明设计过程中的分析、计算、比较和选择,画出程序流程图,并附上源程序。
三、交通信号灯控制系统的设计过程
1.交通灯控制开关工作逻辑表
系统中有两个控制开关,分别为东西方向控制开关Sew和南北方向控制开关Ssn,其中1表示开关接通,0表示开关关断,对于交通信号灯,1表示点亮,0表示熄灭,见下表:
Sew
Ssn
东西绿灯
东西红灯
南北绿灯
南北红灯
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
X
X
X
X
2.交通信号灯正常工作时间表
东
西
信号
直行
绿灯亮
绿灯闪亮
直行
黄灯亮
左转
绿灯亮
红灯全亮
时间
20s
3s
2s
10s
40s
南
北
信号
红灯全亮
直行
绿灯亮
绿灯闪亮
直行
黄灯亮
左转
绿灯亮
时间
35s
25s
3s
2s
10s
3.交通信号灯正常工作时的工作流程图
当东西方向开关Sew和南北方向开关Ssn同时接通时,交通信号灯的工作过程如以下流程图所示:
启动开关
南北红灯全亮35s东西直行绿灯亮20s
南南北直行绿灯亮25s东西直行绿灯闪亮3s东
北西
主南北直行绿灯闪亮3s东西黄灯亮2s主
干干
道南北黄灯亮2s东西左转绿灯亮10s道
南北左转绿灯亮10s东西红灯全亮40s
结束
4.交通信号灯的整个控制过程由PLC可编程序控制器来完成实现,PLC可编程控制器采用S7-200系列,目前S7-200系列PLC主要有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种CPU,档次最低的是CPU221,其数字量输入点数有6点,数字量输出点数有4点,是控制规模最小的PLC;档次最高的应属CPU226,CPU226集成了24点输入/16点输出,共有40点数字量I/O,可连接7个扩展模块,最大扩展至数字量I/O248点或模拟量I/O35路。
S7-200系列PLC四种CPU的外部结构大体相同,有状态LED、存储卡接口、通信接口、顶部端子盖、RUN/STOP开关、电位器、扩展I/O接口、底部端子盖等组成。
状态指示灯(LED)显示CPU所处的工作状态;存储卡接口可以插入存储卡;通信接口可以连接RS-485总线的通信电缆;顶部端子盖下边为输出端子和PLC供电电源端子。
输出端子的运行状态可以由顶部端子盖下方一排指示灯显示,ON状态对应指示灯亮。
底部端子盖下边为输入端子和传感器电源端子。
输入端子的运行状态可以由底部端子盖上方一排指示灯显示,ON状态对应指示灯亮。
前盖下面有运行、停止开关和接口模块插座。
将开关拨向停止位置时,PLC处于停止状态,此时可以对其编写程序。
将开关拨向运行位置时,此时不能对其编写程序。
将开关拨向监控状态,可以运行程序,同时
还可以监视程序运行的状态。
接口插座用于连接扩展模块,实现I/O扩展。
5.PLC可编程序控制器S7-200的设计接线图:
SB1SB2
24V
X0X10COM
PLC可编程序控制器S7-200
Y0Y10Y20Y30Y40Y50Y60Y70COM
24V
东东东东南南南南
西西西西北北北北
绿黄红左绿黄红左
灯灯灯转灯灯灯转
6.交通信号灯控制编程元件表:
输入
输出
元器件
交通信号灯控制开关:
I0.0
南北直行红灯Q0.1
南北直行红灯工作35s:
T33
南北黄灯Q0.6
南北直行绿灯工作25s:
T34
南北直行绿灯Q0.5
南北绿灯闪烁3s:
T35
东西直行红灯Q0.4
南北黄灯工作2s:
T36
东西黄灯Q0.3
东西直行红灯工作40s:
T97
东西直行绿灯Q0.2
东西直行绿灯工作20s:
T99
南北左转红灯Q1.3
东西绿灯闪烁3s:
T100
南北左转绿灯Q1.2
东西黄灯工作2s:
T98
东西左转红灯Q1.0
东西左转绿灯工作10s:
T101
东西左转绿灯Q1.1
南北左转绿灯工作10s:
T37
7.交通信号灯控制时序图:
ON
启动I0.0
OFF
东西直行绿灯Q0.2
东西黄灯Q0.3
东西左转绿灯Q1.1
东西红灯Q0.4、Q1.0
南北直行绿灯Q0.5
南北黄灯Q0.6
南北左转绿灯Q1.2
南北红灯Q0.1、Q1.3
20s3s2s10s25s3s2s10s
35s40s
8.交通信号灯的倒计时显示由另外的单片机系统控制实现,采用MCS-51单片机,其采用40只引脚的双列直插封装方式,CPU由运算器和控制器组成;每组交通信号灯的倒计时显示采用两个8段LED显示器;其控制电路如下图:
MCS-51单片机
显示器显示剩余
时间
驱动电路
时间
设定
8段LED显示器外形及引脚如下图:
gfGNDab
109876
a
fb
g
ec
d
dp
12345
cdGNDedp
9.PLC程序梯形图
I0.0T97T33
INTON
3500PT10ms
T33T97
INTON
4000PT10ms
I0.0T33T99
INTON
2000PT10ms
T99T100
INTON
300PT10ms
T100T98
INTON
200PT10ms
T98T101
INTON
100PT100ms
T33T34
INTON
2500PT10ms
T34T35
INTON
300PT10ms
T35T36
INTON
200PT10ms
T36T37
INTON
100PT100ms
T33I0.0Q0.1
T37Q1.3
Q0.1T99Q0.2
T99T100T32
T100T98Q0.3
T33I0.0Q0.1Q0.4
I0.0T33Q1.0T101Q1.1
Q0.2Q1.0
Q0.3
T101
Q0.4T34Q0.5
T34T35T32
T35T36Q0.6
Q0.5Q1.2
Q0.6
T37
I0.0T96T32
INTON
500PT1ms
T32T96
INTON
500PT1ms
10.PLC源程序:
ORGANIZATION_BLOCKMAIN:
OB1
TITLE=PROGRAMCOMMENTS
BEGIN
Network1//NetworkTitle
//NetworkComment
LDI0.0
ANT97
TONT33,3500
Network2
LDT33
TONT97,4000
Network3
LDI0.0
ANT33
TONT99,2000
Network4
LDT99
TONT100,300
Network5
LDT100
TONT98,200
Network6
LDT98
TONT101,100
Network7
LDT33
TONT34,2500
Network8
LDT34
TONT35,300
Network9
LDT35
TONT36,200
Network10
LDT36
TONT37,100
Network11
LDNT33
AI0.0
=Q0.1
ANT37
=Q1.3
Network12
LDQ0.1
ANT99
LDT99
ANT100
AT32
OLD
=Q0.2
Network13
LDT100
ANT98
=Q0.3
Network14
LDT33
AI0.0
ANQ0.1
=Q0.4
Network15
LDI0.0
AT33
ANQ1.0
ANT101
=Q1.1
Network16
LDNQ0.2
OQ0.3
OT101
=Q1.0
Network17
LDQ0.4
ANT34
LDT34
ANT35
AT32
OLD
=Q0.5
Network18
LDT35
ANT36
=Q0.6
Network19
LDQ0.5
OQ0.6
OT37
=Q1.2
Network20
LDI0.0
ANT96
TONT32,500
Network21
LDT32
TONT96,500
END_ORGANIZATION_BLOCK
SUBROUTINE_BLOCKSBR_0:
SBR0
TITLE=SUBROUTINECOMMENTS
BEGIN
Network1//NetworkTitle
//NetworkComment
END_SUBROUTINE_BLOCK
INTERRUPT_BLOCKINT_0:
INT0
TITLE=INTERRUPTROUTINECOMMENTS
BEGIN
Network1//NetworkTitle
//NetworkComment
END_INTERRUPT_BLOCK
四、课程设计总结或结论
通过两周的课程设计,我们对课本上的知识有了更感性的认识,课本上的知识在实践的基础上有了升华,同时我也深深体会到,干任何事都必须有耐心,细致.想到今后自己应当承担的社会责任,想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故,我不禁时刻提示自己,一定要养成一种高度负责,认真对待的良好习惯.这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练,使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏,自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足,几年来学习了那么多的课程,今天才知道自己并不会用.
通过这次课程设计让我认识到自己的不足,让我知道了学无止境的道理。
我们每一个人永远不能满足于现有的成就,人生就像在爬山,一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。
五、参考文献
[1]殷洪义可编程序控制器选择、设计与维护机械工业出版社
[2]张毅刚单片机原理及应用高等教育出版社
[3]康华光电子技术基础数字部分(第四版)高等教育出版社
六、指导老师评语
课程设计
评语
课程设计
成绩
指导教师
(签字)
年月日
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