PLC课程设计报告书十字路口交通信号灯的设计.doc

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1、安 康 学 院PLC课程设计报告书课题名称：十字路口交通信号灯的设计姓 名：学 号：院 系：电子与信息工程系专 业：电子信息工程指导教师：时 间：一、设计任务及要求：1、设计任务：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。2、要 求：1、每个方向具有左拐、右拐、直行以及行人4种通行指示灯。2、倒计时显示器，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)。指导教师签名： 年 月 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日 三、成绩评定：

2、指导教师签名： 年 月 日四、教研室意见：系部盖章： 年 月 日设计项目成绩评定表设计报告书目录一、设计目的1二、设计思路1三、设计过程23.1、系统总体方案23.2、模块电路设计2四、系统调试与结果9五、主要元器件与设备13六、课程设计体会与建议146.1、设计体会146.2、设计建议14七、参考文献14一、设计目的1、全面熟练掌握PLC的硬件组成以及各种指令的应用。2、掌握小型PLC应用系统设计的步骤。3、熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程。4、通过对设计过程故障的分析、判断、进一步锻炼和培养学生的动手能力。二、设计思路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

3、、绿交通信号灯和左转弯控制红、绿交通信号灯。设计规律如下：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

4、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。三、设计过程表13.1、I/O分配表:如表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Y2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Y133.2、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。定时器通

5、道范围如下：100 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2所示：计数器设定值ENDK123T200T200Y000X000图2 继电器的应用其工作原理为：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

6、动作，即输出触点是在驱动线圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）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。3.3、定时器的设置定时器的功能如表3所示：表3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T51S南北直行黄灯闪1秒T65S南北左拐绿灯亮5秒T71S南北左拐黄灯闪1秒3.4、交通信号灯模拟控制时序图如图5所示：图5图53.5、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

7、如下图6所示：图62. 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7所示：图73. 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8所示：图94. 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10所示：图4-7图105当T2时间5秒一到，东西左转弯黄灯闪1秒，东西直行红灯亮，南北全是红灯，其梯形图如下图11所示图116. 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12所示：图127. 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13

8、所示：图138. 当T5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14所示：图4-11图149. 当T6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15所示：10.11.图1510.当T7时间到，东西直行的绿灯亮，又回到了S1状态，以后依次执行。四、 系统调试与结果1. 初始态，南北东西都是红灯如图16所示：图162.按下启动按钮X0，东西直行绿灯了，南北全是红灯，东西左转弯红灯亮如图17所示：图173.当T0时间到9秒时，东西直行绿灯灭，黄灯闪1秒，此时南北仍是红灯如图18所示：图184、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

9、红灯，禁止通行如图19所示：图195、当T2时间5秒一到，东西左转弯黄灯闪1秒，东西直行红灯亮，南北全是红灯如图20所示：图206. 当T3时间到，南北直行绿灯亮9秒，东西全是红灯如图21所示：图217. 当T4的时间到，南北直行黄灯闪1秒，东西全是红灯，禁止通行如图22所示：图228. 当T5的时间到，南北左转弯的绿灯亮，直行红灯亮，东西全是红灯亮如图23所示：图239、当T6时间到，南北左转弯的黄灯闪1秒，东西仍全是红灯如图24所示图2410、当T7时间到，东西直行的绿灯亮，又回到了S1状态，以后依次执行如图25所示：图25五、 主要元器件与设备LED绿灯4个，黄灯4个，红灯3个，按钮开关

10、1个，FX2N系列PLC试验箱一个，MELSOFT系列GX Developer软件。六、课程设计体会与建议6.1、设计体会通过本次PLC课程设计，首先觉得在设计一个课题之前要明确课题设计的任务以及设计目的，该设计最终能完成什么功能；其次根据要求设计自己的思路，对于课题较复杂难度较大的分模块来进行设计；最后通过软件来仿真测试自己设计的程序；总而言之，通过这次设计使我学到很多东西，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。更让我觉得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。学习是一个长期积

11、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。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。6.2、设计建议本设计关键是采用步进指令（STL，RET）的梯形图形式来编写程序，程序较多，不易操作，如果能采用状态转化图来编写该设计所需的程序会更简单一些。七、参考文献1 韩晓新. 三菱FX系列PLC基础及应用M. 北京：机械工业出版社出版社，2010年；2 王万丽，郝庆文. 三菱系列PLC原理及应用M. 北京：人民邮电出版社，2009年；3 金唯香等编. 电子测试技术. 长沙：湖南大学出版社M，2004年；4 侯建军. 数字电路实验一体化教程. 北京：清华大学出版社M，2005年；5陈建明.电气控制与PLC应用M.北京：电子工业出版社，2006年；