plc紅綠燈課程設計報告

1、目錄緒論1第一部分：交通燈的設計準備1 .設計的目的22 .交通燈的現(xiàn)場圖33 .交通燈系統(tǒng)設計要求3第二部分：用PLC編程控制程序1 .編程前的準備42 .硬件選型53 .建立符號表64 .建立變量表 75 .交通燈控制梯形圖 8第三部分：東向的電氣連接圖與 PLC SM真塊圖1 .交通燈東向電氣連接圖 122 .電氣連接圖分析123 .畫圖時所遇到的問題12第四部分：設計心得設計心得12單交叉口紅綠燈控制系統(tǒng)緒論隨著社會的不斷進步，社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，交通也變 得日漸復雜。城市交通問題成越來越引起人們的關注，人、車、路三者的協(xié)調(diào)， 已成為社會關注的焦點，于是交通燈成為了疏導

2、交通最常見和最有效的手段，也 成為了城市經(jīng)濟活動及生活活動的重要命脈。在技術快速發(fā)展的當今，交通的自動化不斷更新，交通技術迅速的發(fā)展，具交通的一些指揮系統(tǒng)光靠人來完成是遠 遠不夠的，這就需要設計各種交通指揮自動化系統(tǒng)來完成這些復雜的工作。從而使交通指揮系統(tǒng)更加有秩序，更加安全。交通燈通常由紅、黃、綠三者顏色的燈組成，用于指揮交通的通行與停止。 當綠燈亮時，允許車輛通行；當黃燈亮時，已超過停止線的車輛可以繼續(xù)通行， 沒超過停止線的車輛停止通行；當紅燈亮時，禁止車輛通行。在實際應用中，采用PLC來控制的仍然在有一定的比例。因為采用 PLC控 制，能夠根據(jù)不同的路況要求，隨時修改控制程序，以改變各信

3、號燈的工作時間 和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠 性、靈活性和抗干擾能力，具還具有硬件故障的自我檢查能力， 同時還具有維護 方便、改造容易、功能完善，實用性強等特點。因此具有很大的經(jīng)濟實用性。第一部分：交通燈的設計準備一、設計的目的課程設計是完成教學計劃達到本科生培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)，是教學計劃中進行綜合訓練的重要實踐環(huán)節(jié)，是有助于培養(yǎng)應用性人才的一種教學形式，它將使得我們同學在綜合運用所學知識，解決本專業(yè)方向的實際問題方面得到系統(tǒng)性的 訓練。該課程設計的主要目的是：通過對交叉路口交通燈的控制，首先讓我們了解 交通燈的具體工作和實現(xiàn)原理，然后通過所給的要求

4、對紅綠燈進行PLC編程控制。同時讓我們更進一步的去熟悉 Step7軟件的編程環(huán)境、功能及相關的應用再 通過畫電氣連接圖，使我們對電氣控制的知識又得以復習和鞏固， 同時讓我們深 刻的體會到課程之間的聯(lián)系強度，為今后從事自動化控制領域的工作打下一定的 基礎。.交通燈的現(xiàn)場圖三.交通燈系統(tǒng)設計要求1 .當把可編程控制器撥向RUN后，程序自行啟動運行；2 .東西向的控制權優(yōu)先于南北向的控制權，并且實現(xiàn)南北同時控制，東西輪流控制，其中東西向分別實現(xiàn)先直行右轉(zhuǎn)再左轉(zhuǎn)的控制。具體的控制為：首先東向直行右轉(zhuǎn)為綠燈時，東向左、西向直右、西向左、南北向都為紅 燈。5秒后，東向左為綠燈，東向直右仍為綠燈，西向直右、

5、西向左、南北向為 紅燈。再5秒后，東直右、東左黃燈同時閃爍 3秒。然后，西直右變?yōu)榫G燈，東向、西左和南北向都為紅燈。同樣 5秒后，西左 變綠燈，西直右仍為綠燈，東向和南北向都為紅燈。 5秒后，西直右和西左同時 閃爍黃燈3秒。之后，南北變綠燈，東西向都為紅燈，同時開始檢查東向的車輛數(shù)，如果東 向的車輛超于6輛，則南北向馬上讓出控制權，即馬上由綠燈變?yōu)辄S燈，并閃爍 3秒，之后變?yōu)榧t燈，同時東直右為綠燈。這樣接著循環(huán)運行。15第二部分：用PLC編程控制程序一.編程前的準備1）根據(jù)要求列出如下的表：西南北直右左直右k 左直右左部產(chǎn)2（5s）紅冷 Q4.3(5s)演Q5.0(5s)(5s)紅仔徐.0（5

6、s）(Bs)第- Q4. &(5s)紅燈版0（5s）克燈（5s）笛T Q&0(5s)黃燈 Q4. 1 (3s)黃燈 Q4. 4(3s)聘工。（3s）繆丁3刀（3s）.燈 Q6.t(3s)紅燈 Q4.0(5s)紅燈 Q4.3 15G京燈05.2（5s）舉爽5. 3（53年燈 Q6 J (5s)紅燈 Q4. 0 (5s)紅燈m.3器燈05. 2（5s）奉后QS,5宦4加豆。（5s）紅 J 04. 0 (3s)紅燈Qa3）童燈 Q5.1 (3s) ,燈 Q53 (3s)紅對（3。紅 J Q4. 0 (5s)紅火Q4.3良）機燈 Q5,0 (5s) 陟丁 Q5.3 3綠燈心配2 （5s）紅 J M 0

7、 (3s)紅色皿3 （3s）殳:打 Q5. 0 (3s) 卦丁 Q5-3 (3s)黃燈 Q6. 1 (3s)綠Q4. 2 (5s)叫 Q4. 3 C5s)酎燈 95.0（5s） 紅E Q5.5（5公虹燈 36.0 (5s)綠 CT Q4.2(5s)綠H Q4. 5(5e)名二燈 Q5. 0（5s）紅打 Q5.3（5s）紅燈 36.0 (5s)11 f_$JL綠燈元10s工燈殼用紅燈亮13m,r后變綠燈月石變綠燈后變綠燈1后覺亦對紅燈亮宓秒|后變?yōu)榫G燈其中黃燈閃爍3秒并閃爍3次，每一方格中的綠燈為5秒。2）表格分析：根據(jù)要求：a當“東直右為綠燈”時，東左、西直右、西左和南北向都為“紅燈” ；b當

8、東左由“紅燈變?yōu)榫G燈”時，東直右仍然亮“綠燈”，而西向及南北向都 為“紅燈”；c之后東直右和東左一同“閃爍黃燈 3s”然后共同變?yōu)椤凹t燈”，在東向由黃 燈閃爍變?yōu)榧t燈的同時，西直右也由“紅燈”轉(zhuǎn)為“綠燈”，而西左和南北向仍 然亮“紅燈”；d接著西左由“紅燈轉(zhuǎn)為綠燈”，而西直右仍然保持亮綠燈，東向及南北向仍 保存紅燈；e之后西直右和西左一起進入黃燈閃爍 3s,然后共同變?yōu)榧t燈，而在西向變?yōu)?紅燈的同時，南北向由紅燈轉(zhuǎn)為綠燈，此時東向仍然保持亮紅燈。f在接著南北向由綠燈轉(zhuǎn)為黃燈閃爍，同樣閃爍 3s后變?yōu)榧t燈，這時東直右 由紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈，之后的亮燈情況同開始一樣，進入了不斷的循環(huán)過程。3）在“e”

9、步，即南北向由紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈時，同時進行車輛檢測，當東直右的 等待車輛超過6輛時，南北向讓出控制權，即南北向馬上由綠燈進入黃燈閃爍， 之后變?yōu)榧t燈，而在其變?yōu)榧t燈的同時，東直右由之前的紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈。.硬件選型=FI V | | IF |一.(0) Iffi插71模決.| PS 307 2A訂貨號 SES7 30T-IEA00-HI地址Q地址注釋A21 CPU 312C6IST 312-5BEaV21622 2你1251242,4|計教768. 783768. 7t241 UIl&/B016x24V/0 5ABEST 323-1EL00-0. . 10. 15| DI16/D01&XZW0.5

10、ABEST 323-1EW0-4.54.56| BI16/D016k2W0.5A6EST 323-1EWC-6 .76 .T78硬件組態(tài)的任務就是在STEP 7中生成一個與實際的硬件系統(tǒng)完全相同的系 統(tǒng)。由于交通燈屬于小規(guī)模的控制系統(tǒng)，故選擇CPU 312C的緊湊型的CPU,比較實用與具有較高要求的小型應用，且價格也相對便宜，若選用CPU 313C、CPU 314C等的型號，其價格較昂貴，用來實現(xiàn)紅綠燈控制不劃算。由于紅綠燈 的輸出地址分別分配與 Q4、Q5、Q6上，故給4、5、6槽中分配如圖所示的地 址。三.建立符號表建立的符號表下圖所示:欽念.付虧地址軌密光型在桂GT_IQ6,5BOOL莆

11、托讓造制權M100.0BOOL位存儲器KSGKEENQ6.2BOOL南北綠燈NSREDQ6.0BOOL南北紅燈NSYELLWQ6.1BOOL南北黃燈RSTIL 6BOOL加計數(shù)器置位S_CUQ6.4BOOL車輛檢測指示燈SYSSTOPI1. 1BOOL系統(tǒng)停止VAT.lVAT1WREENLQ5.5BOOL西左轉(zhuǎn)線燈WGREENRSQ5.2BOOL四直右綠火1WKEDLQ5.3BOOL西左轉(zhuǎn)紅燈WEDRSQb. 口BOOL西直右紅燈FYELLOWLQ5.4BOOL西左轉(zhuǎn)黃iETWYELLOWRSQb. 1BOOL西直右黃燈MCDSQ40T40TIMER東直右紅燈脈沖定時器MCDSQ41T41TI

12、MER東直右黃燈脈沖定時器MCDSQ42T42TIMER東直右藤燈脈沖定酎器MCDSQ43T43TIMER東左轉(zhuǎn)紅燈脈沖定時整MCDSQ44T44TIMER東左轉(zhuǎn)黃燈脈沖定時器MCDSQ45T45TIMER東左轉(zhuǎn)綠燈脈沖定時器MCDSQ46T46TIMER控制東左黃燈閃爍MCDSQ47T4TTINER控制東左黃燈閃爍1KDSQ48T48TIMER控制東左黃燈閃燈MCDSQ49T40TIMER控制東直右黃燈閃爍KDSQ410T410TIMER控制東直右黃燈閃爍MCDSQ411T411TIMER控制東直右黃燈閃爍MCDSQ50T50TIMER西直右紅燈脈沖定時器MCDSQ51T51TIMER西直右

13、黃燈脈沖定時器MCDSQ52T52TIMER西直右綠燈脈沖定時器MCDSQ53T53TIMER西左轉(zhuǎn)紅燈脈沖定時器MCDSQ54T54TINER西左轉(zhuǎn)黃燈脈沖定時器NCD3Q55T56TIMER西左轉(zhuǎn)綠燈脈沖定時器MCDSQ6口T皿TIMER控制南北紅燈脈沖定時器MCDSQ61T61TIMER控制南北黃燈脈沖定時器MCDSQ62T62TIMER控制南北嶷燈脈沖定時器其中 T56、T57、T58、T59、T510、T511、和 T63、T64、T65分別同 T4#寸 應，控制西向和南北向的黃燈閃爍。四.建立變量表建立的變量表如下圖:1. UCAK5QUELIE”iJOULI1. 1SYSSTCP

14、BOOLQ4口“EREDRS*EOOLQ4. 1EYELLOVRS”BOOLQ4.2EGREENE5”BOOLQ& 3EREDLEOOLQ4.4EYELLOWLEOOLQ4.5*EGREENLEOOLQ5.0“幗EDRSBOOL0Q5. 1VYELLOVRS*BOOL1Q5. 2FGREENRSEOOL2Q5. 3WREDLEOOL3Q5*WYELLOWLEOOL4Q5.5WGREENL*EOOL5Q6.0*NSRED*EOOLQ6. 1*NSYELLOWEOOL7Q6.2NSGREENEOOL3Q4*3_CTEOOL9Q6.5卅GT 1EOOLQI1.6*RsrBOOL1M100. 0EOO

15、L2T42,MCDSQ42SIMATIC.TIME3I43“MCDSQ43SIMATIC_.TIME4T44MCDSQ44*SIMATIC.,TIME5T45*MCDSQ45WSIMATIC.TIME5T46MCDSQ46*SIMTIC.TIM7T47,MCDSQ4 TSIMATICTIME五.交通燈控制梯形：1)完整的梯形圖為附錄所示:2) 核心梯形圖為：髓劇口：位存儲器11.1系統(tǒng)停止*SYSSTOP*M100.0位存儲器(JI第逑：標貳TBO1B1控葡 tL控制南北黃燈脈沖定時 noo.o燈脈沖定時零位存儲翠翠 s函程序段7 ：標題工設置等待的車輛數(shù)Q6.2南北綠燈NSGEEEN11.0

16、車隊檢測輸A （東向） “CAK5QUEUECUCOs_cu QQ6 4車福測指不燈*s ctr(J11.6加計藪器置位-O1*ESTc#oPV CV ECD-02Q4.2東右直綠燈“EGEEENR3程序段8 :標題:I判斷東向等待的車輛救06.5南北讓出控制權（JQ6 4車輛后測指示疔飛_cf11W2 - IN16-IN2其控制過程分析：1）當將STOP專向RUN-P（仿真中）時，寄存器線圈得電，于是其常開的觸 點得電。這時 T42、T43、T50、T53、T60同時得電（即 Q4.2、Q4.3、Q5.0、Q5.3、 Q6.0線圈得電，即“東直右紅燈”，其它向都為紅燈），并且分別得電10s、

17、5s、 13s、18s、26s o2）當5s后，T43輸出為0 （即Q4.3為0,即“東左紅燈”熄滅），同時T45 線圈得電（則Q4.5也立即得電，即“東左綠燈”亮），這時實現(xiàn)“東左方向綠燈 變紅燈”，“東直右”及“西向”和“南北向”都是“紅燈”。3）當再過5秒，即10s后，T42減為0,輸出端Q4.2線圈斷電（即“東直 右綠燈”熄滅），接著常閉的Q4.2線圈閉合，T41脈沖定時器得電（開始計時3s）, 同時T410脈沖定時器也得電（將得電0.5s）,則Q4.1 （“東直右黃燈亮”）。0.5s 后，T410輸出為0 （即Q4.1失電，“東直右黃燈滅”），同時T49接通延時定時器 得電并開始計時

18、，0.25s后T49輸出為1,即T411脈沖定時器得電開始計時，此 時T411常閉觸點斷開，T410斷電，當T411計時0.25s后，T411又得電，即T410 又得電開始計時，同時Q4.1黃燈又再次亮。這樣再循環(huán)一次，則黃燈完成在 3s 的時間內(nèi)閃爍3次。（10s后，“東左向”也由“綠燈”進入“黃燈”閃爍階段， 其運行過程同“東直右方向”的類似。）此時實現(xiàn)“東直右”和“東左”黃燈同 時閃爍，西向和南北向仍為紅燈。4）東向黃燈閃爍完后（即過13s后），“西直右”由紅燈變綠燈，其他向為 紅燈。之后的運行過程同東向類似。5）程序段7與程序段8為檢測東向等待車輛個數(shù)的程序。其實現(xiàn)的過程為： 當南北向

19、綠燈亮時，同時在輸入塊點擊“I1.0 ”（相當于檢測等待的車輛個數(shù)），點擊兩下（相當于給加計數(shù)器一個信號），則MW卻1。同時Q6.4得電，比較器 開始將MW加值與6比較（為了方便調(diào)試編程，在編程過程中設定比較器的比較 值為2）。當給加計數(shù)器7個信號時，MW加值為7,通過比較器比較，MW的值 大于6,于是比較器有輸出，即Q6.5得電。這時Q6.5線圈的常閉觸點（在Q6.2 “南北綠燈”前）斷開，即“南北綠燈”熄滅，進入黃燈閃爍，閃爍完后又回到 “東直右”方向繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行。其具體的燈顯示過程于上面的表格分析中。第三部分：東向的電氣連接圖與 PLC SM真塊圖.交通燈東向電氣連接圖：見附錄2 .電氣

20、連接圖分析：給電氣圖接上三相交流電，由于控制電路的所用到的電器所能承受的電壓都 相對較小，故需要一個降壓的過程，將交流的高電壓降為控制電器能夠承受的電 壓。同樣，交通燈也不能夠直接承受 220V的電壓，需要降壓或者給交通燈串聯(lián) 一個適宜的電阻，從而使交通燈可以在允許的電壓內(nèi)正常工作。 電路中用有熔斷 器，是用來保護電路的，防止電路發(fā)生短路時造成的一系列損失。3 .畫圖時所遇到的問題在畫圖的過程中發(fā)現(xiàn)圖像無法垂直的旋轉(zhuǎn)過 90度，于是上網(wǎng)搜到了其應用 方法，再一個就是右下角的標題快，其內(nèi)容不太符合本次設計所需要的要求， 但 是想把它修改，卻改不了，想刪掉了再重畫發(fā)現(xiàn)也刪不掉，于是又去求助了網(wǎng)絡，

21、 最后得到了幫助，把默認的標題塊去掉，自己畫了一個適合要求的標題快。第四部分：設計心得本次課程設計設計的是紅綠燈，是我們實驗做過的升級版。由于實驗有了一 定的基礎，于是對本次紅綠燈的設計也有了清晰的思路。在課程設計布置下來幾 天后我就開始動手研究了，一開始就列了一張東直右、東左、西直右、西左和南 北向的紅綠燈亮滅的情況。然后開始對各個燈分配時間，然后開始了編寫梯形圖， 本來是想用之前做實驗時寫好的那個程序來進行修改的，但是后來發(fā)現(xiàn)被改得面 目全非，而且還把自己完全給弄混了，于是決定拋開之前的那個基礎程序， 根據(jù) 現(xiàn)在的思路自己重新編程，這樣反反復復的寫了好多張草稿紙，最后當我把程序 都寫出來并

22、已進入調(diào)試的時候，得到了一個不好的消息，說是老師更改了高級的 要求，我當時有點崩潰了，差不多調(diào)出來的程序又得重新修改了。 可是我還是很 快擺正心態(tài)，又重新列了上面的那張各方向的紅綠燈亮滅情況表，開始對程序進行修改，在修改的過程中我同時也對紙上的程序進行修改，以防再遇到同在實驗 室時丟程序的情況，那次丟程序把我郁悶得不行，給了我一個非常深刻的教訓。 再通過不斷的修改調(diào)試后，終于運行正確了，但我對車輛檢測的程序并沒有很好 的思路，于是第二天同同學一起研究了車輛檢測的程序， 最后終于完整的整個設 計。設計時遇到的最難的地方就是對紅燈的控制， 即當其他方向綠燈或黃燈閃爍 時都要必須亮紅燈，最后用并聯(lián)的思路完成了亮燈控制。由于程序中用到的定時 器T比較多，為了不發(fā)生混亂，我把定時器T的標號設置成同其所控制的輸