课程设计（论文）基于欧姆龙系列PLC的交通灯控制.doc

宁德师范学院电气控制及可编程序控制器课程设计题目名称：基于欧姆龙系列PLC的交通灯控制 系 别：物理与电气工程系专 业： 电气工程及其自动化 学 号： 姓 名： 指导老师： 日 期： 2015.6.25电气控制及可编程控制课程设计任务书主要内容：首先对广电大厦十字路口交通灯进行实地考察，并记录十字路口各个交通灯的闪烁时间，对十字路口交通灯系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面的总结和介绍。接着根据十字路口交通灯的控制要求，设计模拟控制模板，确定PLC所需的输入/输出口的数量，确定PLC的型号，选定主机机型，并进行扩展。然后设计PLC的外部接线图、时序图，编写控制程序，最后对编写的十字路口交通灯控制程序进行仿真和调试。基本要求：1.收集有关基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计方面的技术资料，消化并吸收。2.学习有关欧姆龙系列PLC方面的编程知识。3.设计基于PLC的十字路口交通灯控制系统,实现如下功能（1）实现十字路口交通灯的PLC自动运行；（2）实现组态软件与PLC之间的通讯连接；（3）利用组态软件监视并控制十字路口交通灯的运行状态。4.给出软硬件设计方案，实现软硬联调。主要参考资料：1林明星，范文利.电气控制及可编程序控制器.北京：机械工业出版社，2013.  2王冬青.欧姆龙CP1系列PLC原理与应用：北京：电子工业出版社，2011.3 王永华,王东云.现代电气及可编程控制技术.北京航天航空大学出版社.20024 林春方,张永.可编程控制器原理及其应用.上海交通大学出版社.20045 易继铠,侯媛彬.智能控制技术.北京工业大学出版社.19996 日本欧姆龙(OMRON).SYSMAC CPMIA 可编程控制器操作手册.19977 日本欧姆龙(OMRON).SYSMAC支持软件编程入门操作手册.19978 日本欧姆龙(OMRON).可编程控制器CQM1编程手册.1997目录1 任务和要求11.1课程设计目的11.2任务和要求12 十字路口交通灯控制实际情况12.1主要功能12.2南北向（列）和东西向（行）主干道12.3南北向和东西向人行道13 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验23.1南北向（列）和东西向（行）主干道23.2南北向和东西向行人道24 流程图25 可编程控制器程序设计45.1十字路口交通灯模拟控制时序图45.2可编程控制器I/O端口分配55.3程序功能分析56 设计总结6参考文献7附录8程序梯形图81任务和要求1.1课程设计目的通过交通灯的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。培养与提高独立工作能力与创造力，综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力，查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力，工程绘图的能力，书写技术报告和编制技术资料的能力。1.2任务和要求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。写明设计过程的分析，画出程序梯形图。2 十字路口交通灯控制实际情况2.1主要功能1东西主干道：直行绿 19S、直行绿闪4S、左转绿 19S 、左转绿闪 4S、黄3S 、红 66S；2东西人行道：红 85S、绿 19S、绿闪4S；3南北主干道：红 44S、直行绿 28S、直行绿闪4S、左转绿 32S 、左转绿闪 4S、黄3S；4南北人行道：绿28S 、绿闪4S、红 76S；5循环控制方式，交通灯变化顺序表（单循环周期104秒）。2.2南北向（列）和东西向（行）主干道南北向（列）主干道设有直行绿灯28S，直行绿灯闪亮4S，左行绿灯32S，左转绿闪4S，黄灯3S和红灯44S。东西向主干道设有直行绿灯19S，直行绿灯闪亮4S，左行绿灯19S，左转绿闪4S，黄灯3S和红灯66S。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪亮和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪亮和黄灯。2.3南北向和东西向人行道南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮，当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西人行道通行绿灯于东西主干道直行绿灯点亮时点亮，当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。3 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验3.1南北向（列）和东西向（行）主干道南北向（列）和东西向（行）主干道均设有绿灯，绿灯闪亮,黄灯和红灯。当南北主干道红灯点亮时，东西住干道应依次点亮绿灯，绿灯闪亮，黄灯，反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪，黄灯。3.2南北向和东西向行人道南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮，当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮是点亮，当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。图1 交通灯监控系统4 流程图交通模拟控制系统流程图5 可编程控制器程序设计5.1十字路口交通灯模拟控制时序图十字路口行人道交通灯模拟控制时序图5.2可编程控制器I/O端口分配启动开关0000东西主干道红灯1000东西行人道绿灯1100南北主干道左转绿灯1001东西行人道红灯1101南北主干道绿灯1002南北行人道绿灯1102南北主干道黄灯1003南北行人道红灯1103南北主干道红灯1004东西主干道左转绿灯1005东西主干道绿灯1006东西主干道黄灯10075.3程序功能分析启动程序梯形图图中梯形图中LD 0000为启动程序开关，闭合0000之后程序开始启动，接通南北道主干绿灯，TIM001为定时器，定时28秒。图中有互锁，互锁的作用是当互锁中有线圈输出时，其常闭触点断开被互锁的控制电路，使其无法启动。闪烁灯梯形图图中为闪烁灯梯形图，25500表示0.1秒时钟脉冲位，时钟脉冲的作用是在绿灯结束前4秒闪烁。此图为人行道的红绿灯控制功能，以及这个程序的结束阶段。6 设计总结经过几天的学习和努力，终于完成了一份比较完整的电气控制及PLC课程设计。虽然这次课程设计时间较短，但在这段时间内，所学习到的知识却是受益匪浅的。设计的第一步就是去广电大厦的十字路口进行实地考察，我通过在广电大厦对其交通灯进行记录和拍摄视频的方式得出了十字路口具体的资料。完成了设计，不过调试的时候却发现结果和想的有所不同，通过视频和修改才得出了需要的设计。从撰写开报告，查找资料，程序设计，到整理每一次的调试，我学会了细心和耐心，付出的努力更加肯定了我的研究成果。希望在以后的学习中能得到更进一步的得到提升。参考文献1林明星，范文利.电气控制及可编程序控制器.北京：机械工业出版社，2013.  2王冬青.欧姆龙CP1系列PLC原理与应用：北京：电子工业出版社，2011.3 王永华,王东云.现代电气及可编程控制技术.北京航天航空大学出版社.20024 林春方,张永.可编程控制器原理及其应用.上海交通大学出版社.20045 易继铠,侯媛彬.智能控制技术.北京工业大学出版社.19996 日本欧姆龙(OMRON).SYSMAC CPMIA 可编程控制器操作手册.19977 日本欧姆龙(OMRON).SYSMAC 支持软件编程入门操作手册.19978 日本欧姆龙(OMRON).可编程控制器CQM1编程手册.1997附 录程序梯形图电气控制及课编程序控制器课程设计成绩评价表课程名称电气控制及可编程程序控制器课程设计题目名称广电大厦路口交通灯设计学生姓名康晓宇学号B2012052315指导教师姓名宋仁银职称讲师序号评价项目指标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师：年月日