十字路口交通灯PLC控制程序的研究与设计.doc

毕业设计（论文）任务书专业 电气自动化 一、课题名称： 十字路口交通灯PLC控制程序的研究与设计 二、主要技术指标： 用PLC自动控制交通灯及时间显示的方法。同时给出软硬件设计方法 设计过程中主要包括硬件电路设计和程序设计两大步骤，对在PLC应用中可能遇到的重要 设计问题都有涉足。本文对十字路口状态预设为两种，一种是正常状态，另一种是紧急状态 ，增设路段遇忙调整时紧急情况处理模块，通过手动控制开关按钮A0和A1方便系统在正 常状态和紧急状态间来回切换，进一步完善了交通灯控制系统。并分别用红、黄、绿灯的不 同组合来指挥两个方向通车与禁行，用LED数码管作为倒计时指示，实时的控制当前交通 灯时间使LED显示器进行倒计时工作并与状态灯保持同步，在保持交通安全的同时最大限度的提高交通能顺畅交替运行。本文介绍了控制基本原理以及控制的表现，同时，论述了系 统中交通现状、交通管理、交通规则及背景信息 三、工作内容和要求：为实现十字路口交通灯最优控制，更大程度上的缓解交通压力，要求 进行实地考察后，并在原有的交通控制系统上经行了充分的改造 ，使其达到最优控制，从 而确保车辆正常顺利的运行。 本设计的主要内容：PLC的编程使用 四、主要参考文献：_1.秦益霖等 西门子S7-300PLC应用技术 电子工业出版社 2.何燕阳等基于PLC的交通灯智能控制 漳州师范学院（自然科学版） 3.魏志精可编程控制器应用技术 电子工业出版社 4.陈黎敏主编传感器技术及其应用机械工业出版社 学 生（签名） 2010 年5 月19 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目十字路口交通灯PLC控制程序的研究与设计一、 选题的背景和意义：随着我国社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注，交通问题成为制约我国社会经济发展的一个大问题，我国的人口众多，现在大多数城市都经常会出现交通拥堵现象，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。随着社会的发展，一个城市的交通是否便捷是衡量其是否具有发展潜力的重要指标，目前，我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象，特别是那些大城市，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道路，在高速道路建设完成的初期，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与普通道路耦合处交通状况的制约。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、城区同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。可见改善城市交通灯控制系统是多么的重要。二、 课题研究的主要内容：为实现十字路口交通灯最优控制，更大程度上的缓解交通压力，我进行了实地考察，并在原有的交通控制系统上经行了充分的改造，使其达到最优控制，从而确保车辆正常顺利的运行。 本设计的主要内容：PLC的编程使用 三、 主要研究（设计）方法论述：（一）方案论证：1、基于数字电路的交通灯控制系统；2、基于单片机的交通灯控制系统；3、基于PLC的交通灯控制系统；方案1：数字电路是我们最常用的一种控制电路，但数字电路有很多弊端，首先就是电路设计起来很复杂，其次就是电路一旦设计好后其参数就不能改变，工作起来也不是很容易受到外界信号的干扰，所以其很显然不利于现代交通灯智能控制的发展。方案2：在单片机控制系统电路中需要加入A/D，D/A转换器，线路复杂，还要分配大量的中断口地址。而且单片机控制电路易受外界环境的干扰，也具有不稳定性。另外控制程序需要具有一定编程能力的人才能编译出，在维修时也需要高技术的人员才能修复，所以基于单片机实现的交通灯控制系统也不是最理想的选择。方案3：PLC作为一种新型的自动控制设备，具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上在安装，操作和维护也较容易；编程简单，PLC的基本指令不多，编程器使用比较方便；起程序设计和产品调试周期短，具有很好的经济效。通过比较上述三种方案，很显然方案3是我们的最佳选择。四、设计（论文）进度安排：1通过实地考察各地现有的交通控制系统，记录其红绿灯的变换时间和放行规律，选择一个最优时间和放行顺序应用到本设计中，使本设计具有一定的实用价值。2通过对交通灯控制系统的实地考察后，发现其不足之处加以改正。并参考数字电路和单片机电路的控制系统，吸取其中的优点应用到本设计中去，写出本设计的基本原理。3查阅相关可编程控制系统得设计，选择一种合适的可编程控制器作为本设计的硬件基础，在此基础上结合实际要求编译相对应的程序，使本设计达到最优的配合。4确定设计方案，写出方案的实现步骤，翻译中英文摘要。5画出控制原理图，并调试程序。6撰写论文，写完并打印出完整的论文。时间（迄止日期）工 作 内 容5月17日19日选定毕业设计研究课题5月20日25日完成开题报告5月26日28日进行实地考察5月29日31日进行实验，确定研究课题的可行性6月1日7日初步完成毕业设计五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日十字路口交通灯PLC控制程序的研究与设计目录摘要Abstract第1章 绪论. 1.1 引言 1.2 前言.第2章 PLC功能简介.2.1 基本概念. 2.2 可编程控制器的发展历程.2.3 PLC的基本原理和应用.2.4 可编程控制器的指令2.4.1 计数器指令.2.4.2 比较指令2.5 西门子系列PLC结构组成.第3章 总体方案设计.3.1 设计课题. 3.2 方案比较. .3.3 方案论证与选择.3.4 方案内容第4章 交通灯控制系统设计. .4.1 PLC型号选择 .4.2 硬件设计及I/O分配. . 4.2.1 硬件选择及安装 4.2.2 I/O分配. 4.2.3 硬件接线图4.3 十字路口交通信号灯的控制要求4.4 交通灯控制系统时序图.4.5 交通灯PLC系统梯形图4.6 程序分析.第5章 结束语.答谢辞参考文献摘 要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、路三者关系的和谐,已成为交通治理部分须要解决的主要问题之一.城市交通节制系统是用于城市交通数据监测、交通讯号灯把持与交通劝导的盘算机综合治理体系,它是现代城市交通监控指挥体系中最主要的组成部分. 随着城市灵活车量的不断增添,很多大城市如北京、上海、南京等呈现了交通超负荷运行的情形,因此,自80年代后期,这些城市纷纭修建城市高速道路,在高速途径建设完成的初期,它们也曾有效地改良了交通状态.然而,随着交通量的快速增加和缺少对高速道路的系统研讨和掌握,高速道路没有充足施展出预期的作用.而城市高速道路在结构上的特色,也决议了城市高速途径的交通状态必定受高速道路与普通途径耦合处交通状态的制约.所以,如何采取适合的控制方式,最大限度应用好消耗巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地域的交通拥堵状况,越来越成为交通运输治理和城市计划部分亟待解决的重要问题.为此,笔者进行了深刻的研讨,本文就城乡交通灯模仿控制系统的电路原理、设计盘算和试验调试等问题来进行具体剖析讨论. 实现路交通灯体系的节制方式很多,可以用尺度逻辑器件、可编程序把持器PLC、单片机等计划来实现.其中用尺度逻辑器件来实现电路在很大水平上要受到逻辑器件如门电路等的影响,调试工作极为不易,而我对单片机应用来进行系统的设计开发也不是很熟习,因此,我选择了用可编程的掌握器PLC来实现系统功效的设计,完本次课题的设计。.关键词： PLC 交通灯 程序 报告 设计AbstractAuthor:jun hua, zhouGuide a teacher: zhi hong ,yangAlong with the development of the society economy, the city transportation problem causes people's concern more and more.The coordination of the person,car,the road threes relation,have become one of the important problems that the transportation management section demand resolve.The city transportation control system is the calculator that useds for the city transportation data monitor,the transportation signal beacon control and transportation to appease comprehensive management system, it is inthe modern city transportation supervision conductor system to constitute part most importantly. Carry out the control method of the street corner transportation light system a lot of, can carry out with the standard logic spare part,programmable preface controller PLC,single slice machine etc. project.Carries out the influence thatthe electric circuit wants to be subjected to the logic spare part,such as door, electric circuit to a large extent etc. with the standard logic spare part among them, adjust to try a work extremely not easy, and writer to single slice the luck use is not very either to acquaint with to the design development of carry on the system, therefore, the end writer chooses to use programmable controller PLC to carry out the design of the system function, completion originally time thelesson establish of topic.Keywords: The PLC transportation light procedure report design第1章 绪论1.1 引言交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。1.2 前言随着社会经济的发展，带来了城市的交通拥挤，因此，现今提高道路通行能力，实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。在80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，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澎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与普通道路耦合处交通状况的制约。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，缓解主干道车流量繁忙的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门待解决的主要问题。道路交通系统是一个地区、一个城市的主要组成部分，这个系统的运行状况如何，直接反映了一个地区、一个城市的现代化管理水平。在这一系统中，道路不仅仅是易变化的部分，其他组成部分也存在着较大的可变性和随机性。只有对这一系统的组成及其运行机理进行科学客观的分析研究，对能制定出科学有效的管理和控制对策，从而保障系统的有效运行。此前有很多道路路口都是引用很陈旧的控制系统来控制交通灯，往往不能满足道路通行的需要。所以我认为交通灯控制系统很有改进的必要，它需要顺应社会生活的需要。也需要找到功能更强大、应用更方便、性价比更高的控制系统。我们要从实际应用角度去分析各个地方的交通情况，切合实际去设计控制系统来解决这些潜在的问题。第2章 PLC功能简介2.1 概述可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。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。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。PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C(Computer,Control,Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿。在第三稿中，对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。定义强调了PLC是：1.数字运算操作的电子系统也是一种计算机     2.专为在工业环境下应用而设计        3.面向用户指令编程方便        4.逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作        5.数字量或模拟量输入输出控制        6.易与控制系统联成一体        7.易于扩充2.2 可编程控制器的发展历程让我们追溯到 20 世纪的六十年代末，认识一下可编程控制器的发展史吧。在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制的顺序就必须改变控制系统的硬件接线，因此，其通用性和灵活性较差。 20 世纪的六十年代，计算机技术开始应用于工业控制领域，由于价格高、输入输出电路不匹配、编程难度大以及难于适应恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。 1968 年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司 (GM) 为了适应生产工艺不断更新的需要，要求寻找一种比继电器更可靠，功能更齐全，响应速度更快的新型工业控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要内容是： 编程方便，可现场修改程序； 维修方便，采用插件式结构； 可靠性高于继电器控制装置；体积小于继电器控制盘数据可直接送入管理计算机； 成本可与继电器控制盘竞争； 输入可为市电； 输出可为市电，容量要求在 2A 以上，可直接驱动接触器等； 扩展时原系统改变最少； 用户存储器大于 4KB 。 这些条件实际上提出将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低的优点与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来，将继电接触器控制的硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。 1969 年，美国数字设备公司 (DEC 公司 ) 研制出了第一台可编程控制器 PDP14 ，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。 可编程控制器自问世以来 , 发展极为迅速。 1971 年，日本开始生产可编程控制器。 1973 年，欧洲开始生产可编程控制器。到现在，世界各国的一些著名的电气工厂几乎都在生产可编程控制器装置。可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中，成为当代电控装置的主导。 可编程控制器的名称演变 。 从可编程控制器发展历史可知，可编程控制器功能不断变化，其名称演变经历了如下过程：早期产品名称为“ Programmable Logic Controller ”（可编程逻辑控制器），简称 PLC ，主要替代传统的继电接触控制系统。随着微处理器技术的发展，可编程控制器的功能也不断地增加，因而可编程逻辑控制器（ PLC ）不能描述其多功能的特点。 1980 年，美国电气制造商协会（ NEMA ）给他一个新的名称“ Programmable Controller ”，简称 PC 。1982 年，国际电工委员会（ IEC ）专门为可编程控制器下了严格定义。然而 PC 这一简写名称在国内早已成为个人计算机的代名词，为了避免造成名词术语混乱，因此国内仍沿用早期的简写名称 PLC 表示可编程控制器，但此 PLC 并不意味只具有逻辑功能。2.3 PLC的基本原理和应用PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。 1.实现控制要点 输入输出信息变换、可靠物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。 输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。 可靠物理实现主要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。PLC的I/O电路，都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。 I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。 输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。 输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的 这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。它们与计算机内存交换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称之为输入继电器，或称软接点。这些位置成1，表示接点通，置成0为接点断。由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入状态。 输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈。靠运行系统程序，输出继电器的状态映射到输出锁存器。这个映射也称输出刷新。输出刷新主要也是靠运行系统程序实现的。这样，用户所要编的程序只是，内存中输入映射区到输出映射区的变换，特别是怎么按输入的时序变换成输出的时序。这是一个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令系统，编写出满足这个要求的程序是完全可能的，而且也是较为容易的。2.实现过程控制简单地说，PLC实现控制的过程一般是：输入刷新-再运行用户程序-再输出刷新-再输入刷新-再运行用户程序-再输出刷新永不停止地循环反复地进行着。图1.1所示的流程图反映的就是上述过程，它也反映了信息的时间关系。有了上述过程，用PLC实现控制显然是可能的。因为有了输入刷新，可把输入电路监控得到的输入信息存入PLC的输入映射区；经运行用户程序，输出映射区将得到变换后的信息；再经输出刷新，输出锁存器将反映输出映射区的状态，并通过输出电路产生相应的输出。又由于这个过程是永不停止地循环反复地进行着，所以，输出总是反映输入的变化的。只是响应的时间上，略有滞后。当然，这个滞后不宜太大，否则，所实现的控制不那么及时，也就失去控制的意义。为此，PLC的工作速度要快。速度快、执行指令时间短，是PLC实现控制的基础。事实上，它的速度是很快的，执行一条指令，多的几微秒、几十微秒，少的才零点几，或零点零几微秒。而且这个速度还在不断提高中。3.可编程控制器实现控制的方式 用这种不断地重复运行程序实现控制称扫描方式。是用计算机进行实时控制的一种方式。此外，计算机用于控制还有中断方式。在中断方式下，需处理的控制先申请中断，被响应后正运行的程序停止运行，转而去处理中断工作（运行有关中断服务程序）。待处理完中断，又返回运行原来程序。哪个控制需要处理，哪个就去申请中断。哪个不需处理，将不被理睬。显然，中断方式与扫描方式是不同的。 在中断方式下，计算机能得到充分利用，紧急的任务也能得到及时处理。但是，如果同时来了几个都要处理的任务该怎么办呢？优先级高的还好办，低的呢？可能会出现照顾不到之处。所以，中断方式不大适合于工作现场的日常使用。 但是，PLC在用扫描方式为主的情况下，也不排斥中断方式。即，大量控制都用扫描方式，个别急需的处理，允许中断这个扫描运行的程序，转而去处理它。这样，可做到所有的控制都能照顾到，个别应急的也能进行处理。2.4可编程控制器的指令2.4.1 计数器指令普通计数器主要用来对程序中反映的信号或外部输入端低频信号进行计数，称为机内计数器。计数器工作中需一个位元件及一个存储计数当前值的字元件，也为位复合元件。计数器指令指令的表达形式加计数器 减计数器 增减计数器   操作数的范围及类型Cxx：(WORD)常数C0C255IN：R(BOOL)I，Q，V，M，SM，S，T，C，L，能流PV：(INT)IW，QW，VW，MW，SMW，T，C，SW、LW，AC，AIW，*VD，*LD，*AC，常数(1)编号。256只计数器编号为C0C255。S7-200系列PLC有增计数器、减计数器及增/减计数器等3类计数器，但类型与编号没有关系，任一编号都可以设定为任一种计数器。但某一编号只能使用一次。 (2)预置值。预置值为编程时设定的计数值，当计数的当前值等于预置值时，计数器的位触点动作。预置值编程时填在计数器功能框的“PV”端。 (3)计数信号输入端。计数器对脉冲信号计数。在编程时，增计数信号由功能框的“CU”端输入，减计数信号从“CD”端输入。计数器的计数信号输入相当于定时器的工作条件，从能流的角度看来，区别在于定时器的输入信号是连续的，计数器是断续的（脉冲），该信号可能来自机器外部，也可来自机器内部。 (4)复位端。计数器的计数当前值是自保持的，复位需在复位端送入复位信号。复位端在功能框上的标示为“R”。 增计数指令(CTU)在每一个(CU)输入状态从低到高时增计数。当计数器当前值不小于预置值PV时，计数器位C置位。当复位端(R)接通或执行复位指令后，计数器复位。当达到最大值(32767)后，计数器停止计数，并且可以保持。 减计数指令(CTD)在每一个(CD)输入状态从低到高时减计数。当C的当前值等于0时，计数器位C置位。当装载输入端(LD)接通时，计数器位被复位，并将计数器的当前值设为预置值PV。当计数到0时，停止计数，计数器位C接通。 增/减计数指令(CTUD)在每一个增计数输入(CU)从低到高时增计数，在每一个减计数输入(CD)从低到高时减计数，当当前值大于或等于预置值时，计数器位C接通。否则，计数器位关断。当复位输入端(R)接通或执行复位指令时，计数器复位。当达到预置值PV时，CTUD计数器停止计数。 2.4.2 比较指令比较指令用于两个操作数按一定条件的比较。操作数可以是整数，也可以是实数(浮点数)。在梯形图中用带参数和运算符的触点表示比较指令，比较条件满足时，触点闭合，否则断开。梯形图程序中，比较触点可以装入，也可以串、并联1.指令格式比较指令有整数和实数两种数据类型的比较。整数类型的比较指令包括无符号数的字节比较，有符号数的整数比较、双字比较。比较指令有两个参数。比较运算符：=、<=、>=、<、>、<> 2.5 西门子S7-300系列PLC结构组成S7-300系统组成：中央处理单元 (CPU) 各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。 信号模块 (SM) 用于数字量和模拟量输入/输出 通讯处理器 (CP) 用于连接网络和点对点连接 功能模块 (FM) 用于高速计数，定位操作 (开环或闭环控制) 和闭环控制。 负载电源模块 (PS) 用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。 接口模块 (IM) 用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。 SIMATIC M7自动化计算机 AT-兼容的计算机用于解决对时间要求非常高的技术问题。它既可作为CPU，也可以作为功能模块使用。第3章 总体方案设计3.1 设计课题十字路口交通灯PLC控制程序的研究与设计 3.2 方案比较方案一：基于数字电路的交通灯控制系统数字电路是我们最常用的一种控制电路，但数字电路有很多弊端，首先就是电路设计起来很复杂，其次就是电路一旦设计好后其参数就不能改变，工作起来也不是很容易受到外界信号的干扰，所以其很显然不利于现代交通灯智能控制的发展。方案二：基于单片机的交通灯控制系统在单片机控制系统电路中需要加入A/D，D/A转换器，线路复杂，还要分配大量的中断口地址。而且单片机控制电路易受外界环境的干扰，也具有不稳定性。另外控制程序需要具有一定编程能力的人才能编译出，在维修时也需要高技术的人员才能修复，所以基于单片机实现的交通灯控制系统也不是最理想的选择。方案三：基于PLC的交通灯控制系统PLC作为一种新型的自动控制设备，具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上在安装，操作和维护也较容易；编程简单，PLC的基本指令不多，编程器使用比较方便；起程序设计和产品调试周期短，具有很好的经济效。3.3 方案论证与选择 综上所述，我选择第三种方案，也就是基于PLC的交通灯控制系统。因为它可靠性高，抗干扰强，结构简单，使用、维护方便，功能强大，还有它的体积小，重量轻，功耗低。这些都是为了设计出简单实用的控制系统，来解决当前交通系统的状况。待添加的隐藏文字内容2第4章 交通灯控制系统设计4.1 PLC型号选择西门子S7-200系列中的CPU226CN4.2 硬件设计及I/O分配4.2.1 硬件选择与安装1.输入电路 本系统上电后，合上开关运行。2.输出电路 输出电路由6组发光二极管组成。3.电源使用220V、50HZ的交流电，接在L+、M端。图中输入侧的直流电源由PLC提供，而输出侧的直流电源需另配备。硬件安装：（1）将PLC与热源、高电压和电子噪声隔离开 ；（2）为接线和散热留出适当的空间 （3）电