課程設(shè)計(jì)-交通燈的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)>目交通燈的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院物流工程學(xué)院專業(yè)物流工程班級(jí)物流zylOOl(姓名宋金龍指導(dǎo)教師劉有源教授2013年 7月 5 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：宋金龍專業(yè)班級(jí)：物流卓越1001班指導(dǎo)教師:劉有源工作單位：物流工程學(xué)院題目：交通燈的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)初始條件：1）PLC型號(hào):西門子公司S7系列,S7-3002）編程環(huán)境：SIMATIC Manager /Step7或更髙版本3）根據(jù)控制要求分配PLC I/O地址，畫出PLC與控制對象的接線圖，設(shè)計(jì) 控制流程，按照模塊化的方式設(shè)計(jì)程序，既可以采用LAD編程，也可以采用STL 編程，還可以采用組合方式編程。4）編寫的需要輸入

2、PLC,調(diào)試通過。要求完成的主要任務(wù)：1）十字路口交通信號(hào)燈，共有兩組信號(hào)燈，其中一組控制直行，一組控制轉(zhuǎn) 彎。當(dāng)輪到一個(gè)方向開始直行時(shí)，控制該方向直行的綠燈亮，指示該方向可以直 行，并維持20s,當(dāng)通行時(shí)間即將結(jié)束時(shí)，綠燈閃爍3s以作提示。2）隨后，該方向的黃燈亮2s,熄滅，通行時(shí)間結(jié)束，該方向的紅燈亮，禁 止該方向通行。同時(shí)控制該方向轉(zhuǎn)彎的綠燈亮，指示該方向轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎時(shí)，綠燈 維持15s,當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)間即將結(jié)束時(shí)，綠燈閃爍3s以作提示。3）緊接著，該方向的黃燈亮2s,熄滅，轉(zhuǎn)彎時(shí)間結(jié)束。4）接下來，該方向的紅燈亮，禁止該方向轉(zhuǎn)彎。同時(shí)另一方向直行的綠燈亮, 輪到另一方向直行了。如此周而復(fù)始。指

3、導(dǎo)教師簽名：系主任(或責(zé)任教師)簽名:摘要城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市的交通問題也變的日益突出，如堵車問題，城市交 通問題也越來越引起人們的關(guān)注，人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理 部門需要解決的重要問題之一。為了解決交叉口混合交通流中的相互影響或彼此 的相互影響，我們可以合理的設(shè)置交叉路口的紅綠燈系統(tǒng)，幫助疏導(dǎo)交通流，從 而有效的減少交通阻塞等問題，并為行人的安全提供強(qiáng)有力地保障?，F(xiàn)在，城市的紅綠燈基本上都是程序控制，在實(shí)際使用中采用可編程序控制 器(PLC)控制占很大比例，其主要原因是因?yàn)镻LC具有簡單易懂、操作方便、 可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長等一系列的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)介紹了應(yīng)用

4、PLC實(shí)現(xiàn)十字路口交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制。通過對交通信 號(hào)燈的控制要求分析，對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，并通過仿真實(shí)驗(yàn)證 明該系統(tǒng)的實(shí)用性，利用PLC對十字路口交通燈進(jìn)行模擬控制，從而能夠?qū)φ嬲?的十字路口交通燈控制系統(tǒng)有更深入的了解。關(guān)鍵詞：十字路口，交通燈，PLC控制目錄摘要Ill第一章緒論1PLC的基本知識(shí)1PLC的概念1PLC的基本組成1PLC基本工作原理3研究目的和意義4第二章十字路口交通燈設(shè)計(jì)6設(shè)計(jì)任務(wù)6設(shè)計(jì)要求7第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8I/O分配表8交通信號(hào)燈PLC控制硬件接線圖8第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)9十字路口交通燈的控制時(shí)序表及時(shí)序圖9交通燈正常循環(huán)運(yùn)行流程圖10交通燈PLC控

5、制系統(tǒng)的LAD圖12交通燈的控制過程分析18第五章系統(tǒng)調(diào)試與仿真18硬件組態(tài)調(diào)試18系統(tǒng)仿真19總結(jié)24參考文獻(xiàn)：25第一章緒論P(yáng)LC的基本知識(shí)PLC的概念國際電工委員會(huì)(IEC) 1987年頒布的可編程邏輯控制器的定義如下：'可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作 的電子裝置，是帶有存儲(chǔ)器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行命令， 進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬 式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍 設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)?！盤LC的基本組

6、成在種類繁多的PLC中，其組成結(jié)構(gòu)和工作原理都基本相同。用PLC實(shí)施控制， 其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入/輸出轉(zhuǎn)換，并將這個(gè)轉(zhuǎn)換給予物理實(shí)現(xiàn)，并應(yīng)用 于工業(yè)現(xiàn)場。PLC專為工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要是由 CPU、電源、存儲(chǔ)器和專門設(shè)計(jì)的輸入/輸出接口電路等組成。1.中央處理器(CPU)中央處理器(CPU) 般由控制器運(yùn)算器和寄存器組成。它們都集成在一個(gè)芯 片內(nèi)，CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲(chǔ)單元輸入/輸出接口電路 相連接。與一般計(jì)算機(jī)一樣，CPU是PLC的核心，它是按照PLC中系統(tǒng)程序賦予 的功能指揮PLC有條不序地進(jìn)行工作。用戶程序和數(shù)據(jù)事先存入存儲(chǔ)器中，當(dāng)

7、PLC處于運(yùn)行方式時(shí)，CPU按循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序。CPU的主要任務(wù)如下：(1) 按PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器輸入用戶程序和數(shù)據(jù)。(2) 用掃描方式接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或 數(shù)據(jù)寄存器。(3) 診斷電源或PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤。(4) 在PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶，程序經(jīng)過命令解釋 后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟、閉有關(guān)控制電路，分時(shí)地去 執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較、變換等動(dòng)作。完成用戶程序中規(guī)定的邏輯 運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更換有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸入映像寄存器 的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)

8、輸出、制表、打印或數(shù)據(jù)通信等控制。2. 存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩個(gè)部分。(1) 系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器是指用來存放PLC的系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器。它由PLC生產(chǎn)廠家編寫 并固化在ROM內(nèi)，用戶不能直接更改。它使PLC具有基本的功能，能夠完成PLC 設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。其主要內(nèi)容包括3個(gè)部分：系統(tǒng)管理程序、用戶指令 解釋程序和標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)試。(2) 用戶存儲(chǔ)器用戶存儲(chǔ)器由用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩部分組成，其主要任務(wù)作用是 用來存放用戶針對具體控制任務(wù)用規(guī)定的PLC編程語言編寫的各種用戶程序。 PLC使用的存儲(chǔ)器有3種類型：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM

9、)和可擦 除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPRO)。3. 輸入/輸出接口單元PLC的輸入和輸出信號(hào)類型可以是開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。輸入/輸出接 口單元從廣義上可分為2個(gè)部分：一部分是與被控制設(shè)備相連的接口電路，另一 部分是輸入和輸出的映像寄存器。4. 擴(kuò)展接口和通信接口PLC具有擴(kuò)展接口和通信接口的能力，其作用如下：(1) 擴(kuò)展接口的作用是將擴(kuò)展單元和功能模塊與基本單元相連，是PLC的配 置更加靈活以滿足不同控制的系統(tǒng)需求。(2) 通信接口的作用是通過這些通信接口可以與監(jiān)視器打印機(jī)和其他的，PLC 或計(jì)算機(jī)相連從而實(shí)現(xiàn)'人-機(jī)”或'機(jī)-機(jī)”之間的對話。5. 電源部分PLC 般使用22

10、0交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源位PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器 等。電路提供5V、+-12V、24V等直流電源使PLC能正常工作。6編程設(shè)備編程設(shè)備的作用是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。7.其他部件有些PLC還可以有ERROM寫入器、存儲(chǔ)器卡等其他外部設(shè)備，用于增強(qiáng)PLC 的存儲(chǔ)容量和擴(kuò)展功能。PLC的硬件結(jié)構(gòu)組成如下圖所示：輸 入 電 路圖 PLC硬件結(jié)構(gòu)組成框圖PLC基本工作原理PLC是一種存儲(chǔ)程序的控制器。用戶根據(jù)某一對象的具體控制要求，編好程 序后，編程器將程序鍵入PLC的用戶存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)。PLC的控制功能就是運(yùn)用用 戶程序來實(shí)現(xiàn)的。PLC運(yùn)行程序的方式與微型機(jī)算計(jì)相比有較大的不同，

11、微型計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序 時(shí)，一旦執(zhí)行到END指令，程序運(yùn)行結(jié)束。而PLC從0000存儲(chǔ)地址所存放的第 一條擁護(hù)指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲(chǔ)地址好遞增的方向順序執(zhí) 行擁護(hù)程序，直到END指令結(jié)束。然后再從頭開始，并周而復(fù)始的重復(fù)，直至到 停機(jī)或運(yùn)行（RUN）切換到停止（STOP）工作狀態(tài)。我們把PLC這種執(zhí)行程序的 方式成為掃描工作方式。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期。另外，PLC對 輸出，輸出信號(hào)的處理與微型機(jī)算機(jī)不同。微型機(jī)算機(jī)對輸出、輸出信號(hào)實(shí)時(shí)處 理。而PLC對輸出、輸出信號(hào)是集中批處理。PLC掃描工作方式分為三個(gè)階段：輸出采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。(1) 輸入采樣階段PLC

12、：在輸入采樣階段，先掃描所以輸入端子并將各輸入 端子狀態(tài)存入對應(yīng)的輸入元件映像寄存器。此時(shí)，輸入元件映像寄存器被刷新， 接著進(jìn)入用戶程序執(zhí)行階段。在用戶程序執(zhí)行階段或輸出階段，輸入元件映像寄 存器與外界隔離，無論輸入端子信號(hào)如何變化，輸入元件映像積存器始終保持不 變，直到下個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才將輸入端子的新內(nèi)容重新寫入。(2) 用戶程序執(zhí)行階段：根據(jù)PLC梯形圖程序掃描規(guī)則，PLC以先左后右， 先上后下的步序逐句掃描。當(dāng)指令中涉及輸入/輸出時(shí)，PLC從輸入映像寄存器 中讀入上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀入對應(yīng)輸出映像 寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。然后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果在

13、存入元件映像寄存器中。 對元件映像來說，每一個(gè)元件的狀態(tài)會(huì)隨程序的執(zhí)行過程而變化。(3) 輸出刷新階段：在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中所有繼電器 的狀態(tài)在(通/斷)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出驅(qū) 動(dòng)外部負(fù)載。對于小型PLC, I/O點(diǎn)數(shù)較少，用戶程序較短，用集中采樣集中輸 出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但從根本上提高了系 統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。研究目的和意義在十字路口設(shè)置交通燈可以對交通進(jìn)行有效的疏通，并為交通參與者的安全 提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng) 已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況

14、。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn) 在的交通狀況，成為研究的課題。傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查，運(yùn) 用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而，實(shí)際上車輛流量的變 化往往是不確定的，有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng) 過長期運(yùn)行、較適用的方案，仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車 輛，而紅燈方向卻排著長隊(duì)等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模 型的，統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實(shí)的需要是能有一種 能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。目前，大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時(shí)間間隔的

15、控 制方法。由于十字路口不同時(shí)刻車輛的流量是復(fù)雜的、隨機(jī)的和不確定的，采用 固定時(shí)間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時(shí)問的浪費(fèi)，出現(xiàn)空等現(xiàn)象，影響 了道路的暢通。為此，采用不依賴數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法設(shè)計(jì)交通燈控制器， 能較好地解決這個(gè)問題。另外隨著眾多高科技技術(shù)在日常生活的普遍應(yīng)用，城市 空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重，為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定，選擇了能夠在惡劣 的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC是必要的。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度要求越來越高，原有的交通燈裝置遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前髙度自動(dòng)化的需要?？删幊炭刂破鹘煌艨刂葡到y(tǒng)集成自動(dòng)控制 技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)于一體的機(jī)

16、電一體化產(chǎn)品；充 分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了 分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，配 置靈活、組態(tài)方便。可編程控制器交通燈控制系統(tǒng)的特點(diǎn)： 脫機(jī)手動(dòng)工作； 聯(lián)機(jī)自動(dòng)就地工作； 上機(jī)控制的單周期運(yùn)行方式； 由上位機(jī)通過串口向下位機(jī)送入設(shè)定配方參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； 自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)控制方式。近年來PLC的性能價(jià)格比有較大幅度的提高，使得實(shí)際應(yīng)用成為可能。本系統(tǒng)采用PLC是基于以下四個(gè)原因：®PLC具有很高的可靠性，通常的平均無故障時(shí)間都在30萬小時(shí)以上； 編程能力強(qiáng)，可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來

17、實(shí)現(xiàn)； 抗干擾能力強(qiáng)，目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重，為了保證交通控制的可 靠穩(wěn)定，我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC；根據(jù)交通信號(hào)燈系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我們采用了德國西門子公司S7-200型 PLCo西門子PLC有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，是S7-200系列中最髙檔次 的超小型程序裝置。西門子可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充 設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的, 能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器（PLC）對十字路口交通控 制燈實(shí)現(xiàn)控制。第二章十字路口交通燈設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)圖1為十字路口交通信號(hào)燈示意圖，共有兩組信

18、號(hào)燈，其中一組控制直行（大 圓），一組控制轉(zhuǎn)彎（小圓）。當(dāng)輪到一個(gè)方向開始直行時(shí)，控制該方向直行的綠 燈亮，指示該方向可以直行，并維持20s,當(dāng)通行時(shí)間即將結(jié)束時(shí)，綠燈閃爍3s 以作提示；隨后，該方向的黃燈亮2s,熄滅，通行時(shí)間結(jié)束，該方向的紅燈亮, 禁止該方向通行。同時(shí)控制該方向轉(zhuǎn)彎的綠燈亮，指示該方向轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎時(shí)，綠 燈維持15s,當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)間即將結(jié)束時(shí)，綠燈閃爍3s以作提示；緊接著，該方向 的黃燈亮2s,熄滅，轉(zhuǎn)彎時(shí)間結(jié)束；接下來，該方向的紅燈亮，禁止該方向轉(zhuǎn) 彎。同時(shí)另一方向直行的綠燈亮，輪到另一方向直行了。如此周而復(fù)始。 oo o ooo團(tuán)1交通指揮信號(hào)燈示意圖門設(shè)計(jì)要求型號(hào)：西門子公

19、司S7系列,S7-300o2. 編程環(huán)境：SIMATIC Manager /Step7或更高版本。3. 根據(jù)控制要求分配PLC 1/0地址，畫出PLC與控制對象的接線圖，設(shè)計(jì)控 制流程，按照模塊化的方式設(shè)計(jì)程序，既可以采用LAD編程，也可以采用STL 編程，還可以采用組合方式編程。4編寫的需要輸入PLC,調(diào)試通過。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)I/O分配表為了將十字路口交通燈的控制關(guān)系用PLC控制器實(shí)現(xiàn)，PLC需要2個(gè)輸入點(diǎn)（啟動(dòng)開關(guān)、停止開關(guān)），12個(gè)輸出點(diǎn)。為了使用方便，所以選擇了西門子型的 PLCo輸入輸出表如下圖所示。交通信號(hào)燈控制硬件接線圖圖輸入輸出點(diǎn)分配表輸入輸出名稱符號(hào)輸入點(diǎn)名稱符號(hào)輸出點(diǎn)啟

20、動(dòng)按 鈕SB1東西直行綠燈H1停止按 鈕SB2東西直行黃燈H2東西直行紅燈H3東西轉(zhuǎn)向綠燈H4東西轉(zhuǎn)向黃燈115東西轉(zhuǎn)向紅燈H6南北直行綠燈H7南北直行黃燈H8南北直行紅燈H9南北轉(zhuǎn)向綠燈H10南北轉(zhuǎn)向黃燈H11南北轉(zhuǎn)向紅燈H12根據(jù)十字路口交通燈的輸入輸出點(diǎn)分配表，畫出如圖所示的PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖。其中,S7-300 CPU313系統(tǒng)有16個(gè)輸入信號(hào)和24個(gè)輸出信號(hào)。東西直行綠燈Hl東西直行黃燈H2東西直行紅燈H3東西轉(zhuǎn)向綠燈H4東西轉(zhuǎn)向黃燈H5東西轉(zhuǎn)向紅燈H6南北直行綠燈H7南北直行黃燈H8南北直行紅燈H9南北轉(zhuǎn)向綠燈H10南北轉(zhuǎn)向黃燈H11南北轉(zhuǎn)向紅燈H12圖PLC控制系統(tǒng)I/O

21、接線圖在硬件接線圖中，輸入口接收啟動(dòng)按鈕SB1的輸入，輸入口接收停止按鈕 SB2的輸入；輸出口控制東西直行綠燈(H1),控制東西直行黃燈(H2),控制東 西直行紅燈(H3)，控制東西轉(zhuǎn)向綠燈(H4),控制東西轉(zhuǎn)向黃燈(H5),控制東 西轉(zhuǎn)向紅燈(H6),控制南北直行綠燈(H7),控制南北直行黃燈(H8),控制南北 直行紅燈(H9),控制南北轉(zhuǎn)向綠燈(H10),控制南北轉(zhuǎn)向黃燈(HU),控制南北轉(zhuǎn) 向紅燈(H12)o第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)十字路口交通燈的控制時(shí)序表及時(shí)序圖代碼/方向東西直行東西轉(zhuǎn)彎南北直行南北轉(zhuǎn)彎綠黃紅綠黃紅綠黃紅綠黃紅So100001001001S,010001001001s200

22、1100001001Sa001010001001s,001001100001s5001001010001s«001001001100St001001001010Ss100001001001注：0表示燈不亮，1表示燈亮圖交通燈控制時(shí)序表啟動(dòng)n停止東西貰Lnn_n東西直 n東西宜行 1東西轉(zhuǎn)向 1LTLTLn東西轉(zhuǎn)向黃r東西轉(zhuǎn)向1爾北宜 1LTUTTI南北貞行紅爐一 南北轉(zhuǎn)向 一 南北轉(zhuǎn)向黃一 南北轉(zhuǎn)向紅幻常北直 nJLTLTLrinin圖時(shí)序圖交通燈正常循環(huán)運(yùn)行流程圖編寫程序流程圖是編寫一個(gè)好的程序之前，所必須要求認(rèn)真做的一步。只有 先按照系統(tǒng)的控制要求，一步一步地寫出程序控制流程圖，

23、才能夠在編寫程序的 時(shí)候，不至于出現(xiàn)思維上的混亂，導(dǎo)致編寫的程序出現(xiàn)較大的錯(cuò)誤。所以，在編 寫十字路口交通燈控制系統(tǒng)之前我們也編寫了程序控制流程如下圖所示。圖交通燈流程圖注：括號(hào)內(nèi)為各燈點(diǎn)亮?xí)r間控制思路將控制過程分為十二個(gè)步驟，分別為每個(gè)過程設(shè)置一個(gè)定時(shí)周期，從TO到T11,通過控制每個(gè)過程的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)各燈的點(diǎn)亮順序。交通燈PLC控制系統(tǒng)的LAD圖1啟動(dòng)與停止程序段is:對交通燈進(jìn)行控制 I啟動(dòng)與停止MO.O4)I10.0啟動(dòng)-I I-W00H I-10.1停止SB22.對交通燈各燈進(jìn)行定時(shí)0B1 :交通燈定時(shí)控制對交通燈各燈點(diǎn)亮?xí)r間，以及各燈點(diǎn)亮順族煎對東西方向燈光定時(shí)對東西直行綠燈直亮?xí)r間

24、定時(shí)TO(曲1S5TS17SMO. 0T11H I1/卜程序段2；標(biāo)題；|對東西直行綠燈閃爍時(shí)間定時(shí)TO1卜T1（SD）|S5T#3S程瘁段亂標(biāo)題:對東西直行黃燈直亮?xí)r間定時(shí)T1T2何IS5T»2S程序段4：標(biāo)題：|對東西轉(zhuǎn)向綠燈直亮?xí)r間定時(shí)T2T311:沖1S5TS12S程序段5；標(biāo)題；I對東西轉(zhuǎn)向綠燈閃爍時(shí)間走時(shí)T3T4SD |S5T83S程序段肌標(biāo)題：對東西轉(zhuǎn)向黃燈直亮?xí)r間定時(shí)T4T5I I SD)|S5TS2S程序段?:標(biāo)題：I對南北直行綠燈直亮?xí)r間定時(shí)T5T611曲1S5T«17S程序段8 :標(biāo)題:對南北直行綠燈閃爍時(shí)間定時(shí)T?T6fSD _|S5TS3S程瘁段9

25、:標(biāo)題：網(wǎng)南北直行黃燈直亮?xí)r間定時(shí)T7TBI I01S5T#2S 程序段10:標(biāo)題：I對南北轉(zhuǎn)向録燈直亮?xí)r間走時(shí)T8TO1151S5Tftl2S程序段11:標(biāo)題：對南北轉(zhuǎn)向綠燈閃爍時(shí)間定時(shí)TOT10I I SDIS5T#3S程序段12 :標(biāo)題：|對南北轉(zhuǎn)向黃燈直亮?xí)r間定時(shí)T10T11(SD |S5T#2S3對交通燈進(jìn)行PLC控制程序段14 :對東西方向交適燈進(jìn)彳亍控制 你西直行綠燈及閃爍東西轉(zhuǎn)向紅 南北直行紅南北轉(zhuǎn)向紅燈燈燈H12"111111T1TOT14l/l1 I1 ITO14MO. 04 I-04.0東西直行綠燈0I程序段15 :東西直行黃燈 |東西直行黃燈T1T2I II/

26、F04.1東西直行黃燈"H2程序段16 :東西直行紅燈 |東西直彳亍紅燈04.2東西直行紅燈T2"H3"I I0I程序段1"東西轉(zhuǎn)向綠燈T31404-3東西轉(zhuǎn)向綠燈0I東西轉(zhuǎn)向綠燈及閃爍04- 2Q5.2Q5.5東西直行紅南北直行紅南北輕向紅燈燈燈Z/H3ZZH9H12"111111T3T4T14I Il/l1 1程序段18 :東西轉(zhuǎn)向黃燈 |東西轉(zhuǎn)問黃燈T4T5I I1/卜04 4東煎向黃燈"H50I程序段19 :東西轉(zhuǎn)向紅燈 |東西豐專向紅燈T2M0.01/1I T51 I04. 5東西轉(zhuǎn)向紅燈0I程序段20：對南北方冋交通燈進(jìn)行

27、控制 |南北直行綠燈及閃爍Q5.0南北直行綠燈T6"H7VI0I04.204.5Q5. 5東西直行紅東西轉(zhuǎn)向紅南北轉(zhuǎn)向紅燈燈燈"H"H6H12"111111T6T7T14I I1/11 1程序段21 :竜北直行綠燈 |南北直行黃燈T?IBI I1/卜Q5.1南北直行綠燈"H8"程序段22 :南北直行紅燈南北直行紅燈T5M0.01/111TO11Q5.2南北直行紅燈H90I程序段23 :南北輕向綠燈 |南北輔向綠燈及閃爍Q5.3南北轉(zhuǎn)冋綠燈TO"H101/10IQ4.2Q4-5Q5.2東西直行紅東西轉(zhuǎn)向紅南北直行紅燈燈燈XZH

28、3"H6"H9"111111TOT10T14I I1/11 1程序段24 :南北輕向黃燈 |南北詳向黃燈T10T11匚I1/卜Q5.4南北精向黃燈"Hii"0I程序段25 :南北轉(zhuǎn)向紅燈 南北轉(zhuǎn)向紅燈MO.OI I1/Q5.5南北輕向紅燈"H12程序段26 ；綠燈閃爍功能的實(shí)現(xiàn)由T14和T15組合成占空比為50%的方波，從而產(chǎn)生閃爍效果，周期設(shè)為Is交通燈的控制過程分析當(dāng)按下開始開關(guān)SB1時(shí)，系統(tǒng)開始工作，中間繼電器通電自鎖，T14和T15 開始產(chǎn)生占空比為50%的方波信號(hào)，此時(shí)東西轉(zhuǎn)向紅燈，南北直行紅燈，南北轉(zhuǎn) 向紅燈均顯示點(diǎn)亮，顯

29、示紅燈，東西直行為綠色，同時(shí)東西直行綠燈定時(shí)器T0 開始定時(shí)，定時(shí)17s。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，定時(shí)器T0的常閉出點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉 合東西直行綠燈閃爍定時(shí)器T1開始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間為3so當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，T1 常開觸點(diǎn)閉合，東西直行黃燈點(diǎn)亮，同時(shí)東西黃燈定時(shí)器T2開始定時(shí)，定時(shí)2s, 此時(shí)東西黃燈亮，東西轉(zhuǎn)向紅燈，南北直行紅燈，南北轉(zhuǎn)向紅燈點(diǎn)亮。當(dāng)T2定 時(shí)時(shí)間到，T2常開觸點(diǎn)閉合，東西轉(zhuǎn)向綠燈定時(shí)器T3開始定時(shí)，轉(zhuǎn)向綠燈點(diǎn)亮, 持續(xù)時(shí)間為12s,當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，T3的常開觸點(diǎn)閉合，東西轉(zhuǎn)向綠燈閃爍定時(shí)器 T4開始定時(shí)，綠燈閃爍時(shí)間持續(xù)3s, T4定時(shí)時(shí)間到，其常開觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)向黃 燈定時(shí)器T5接通開始定

30、時(shí)，黃燈點(diǎn)亮，持續(xù)時(shí)間2s°T5時(shí)間到，東西方向直行 和轉(zhuǎn)向全部變?yōu)榧t燈，南北轉(zhuǎn)向也為紅燈，此時(shí)南北直行綠燈被點(diǎn)亮，定時(shí)器 T6開始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間17s,當(dāng)T6定時(shí)時(shí)間到，南北直行綠燈開始閃爍，閃爍 定時(shí)器T7定時(shí)3s,閃爍結(jié)束后，T7常開觸點(diǎn)閉合，南北直行黃燈定時(shí)器T8接 通開始定時(shí)，黃燈點(diǎn)亮2s。當(dāng)黃燈時(shí)間到時(shí)，T8常開觸點(diǎn)閉合，T9開始定時(shí)， 南北轉(zhuǎn)向綠燈開始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間有T9決定，點(diǎn)亮12s, 12s后，T9敞開觸點(diǎn) 閉合，南北轉(zhuǎn)向綠燈閃爍定時(shí)器開始定時(shí)，定時(shí)器T10開始工作，定時(shí)3s,定 時(shí)時(shí)間到時(shí)，T10常開觸點(diǎn)閉合，南北轉(zhuǎn)向黃燈定時(shí)器T11接通定時(shí)時(shí)間2s,此 時(shí)東西

31、方向直行轉(zhuǎn)向都為紅燈，南北直行也為紅燈。當(dāng)T11定時(shí)時(shí)間到時(shí)，與 TO串聯(lián)的T11的常閉觸點(diǎn)斷開，TO失電，定時(shí)器置零，同時(shí)由于TO置零，其常 開觸點(diǎn)復(fù)位，T1也置零，同樣從TO直到T11全部復(fù)位，T11復(fù)位后，其常閉 觸點(diǎn)閉合，TO開始計(jì)時(shí)，新的一個(gè)周期便由此開始，如此反復(fù)循環(huán)。當(dāng)按下停 止按鈕SB2時(shí)，中間繼電器斷電，各個(gè)定時(shí)器均斷電，系統(tǒng)停止工作。第五章系統(tǒng)調(diào)試與仿真硬件組態(tài)調(diào)試根據(jù)PLC選擇對應(yīng)的地址和相應(yīng)的電源、CPU、輸入、輸出等的型號(hào)，配置如下:系統(tǒng)仿真將程序編寫好、保存以后，打開仿真S7-PLCSIM軟件，將程序下載到PLC 中，對程序進(jìn)行仿真。圖1按下啟動(dòng)按鈕系統(tǒng)開始工作 東

32、西綠燈亮20s圖2東西直行黃燈亮2s迪H2LC5IM1文吟舊 確匡)«(V|獨(dú)八LC0 次行8 Ift® 童匚凹 SfyjHiD 0 £ & Iplcsirmpi)ifi i3 i3 l5 l3 s (3i3 Z1 ifOJ|§ II 皿11|按Fl玄無辛St.I T 14酋T 15 oT回1巨"p15Default: MPI二2 DP二2 Loci二2 IP= 192.168.0.1 ISO=08-00-12-34-56-78圖4東西轉(zhuǎn)彎黃燈2s畫文件(E) 礎(chǔ)© 卿V 爲(wèi)入Q) PLC® 次行兇 ICD sc(w

33、)帝助凹D 0 £ & Iplcsirmpi)ifi iEl i3 l5 l3 s (3i3 Z1 ifOJ|§ II 皿110 : ICms T=0 |按Fl玄無辛St.T酋T 15 GT回1巨"P15Default: MPI二2 DP二2 Local二2 IP= 192.168.0.1 ISO=08-00-12-34-56-78圖5南北克行綠燈亮20s圖6南北克行黃燈亮2s!S7-PLCSIM1文件（E） 確 卿V 狂入（D PLC® 次行兇 ICD 2CQ2）帝助迫）D G? £ & Iplcsirmpi)ifi i3 i3 l5 l3 s (3i3 Z1 ifOJ|§ II 皿11|T 15岡.14亙直I互0 : ICms T=0 I|按Fl玄無辛St.SJT 15亙叵亙Default: MPI二2 DP二2 Loci二2 IP= 192.168.0.1 ISO=08-00-12-34-56-78圖7南北轉(zhuǎn)彎綠燈亮15s圖8南北轉(zhuǎn)彎黃燈亮2s!S7-PLCSIM1圖9按下停止按鈕SB2,系統(tǒng)停止工作