交通燈PLC課程設(shè)計

wordword文檔可自由復(fù)制編輯學(xué)科代碼：080601學(xué)號：貴州師范大學(xué)（本科）課程設(shè)計題 目：十字路口交通信號燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試學(xué)院：機械與電氣工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：姓名：指導(dǎo)教師：完成時間：2016年6月25日貴州師范大學(xué)機械與電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計考核表專業(yè)： 級別： 級班設(shè)計題目學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師答辯回答教師提問情況:課程設(shè)計完成質(zhì)量情況:出勤情況:綜合成績： 指導(dǎo)教師簽名：年月日注：1、本表一式兩份，一份同設(shè)計報告一起裝訂保存，一份上交學(xué)院存檔

第一章課程設(shè)計任務(wù)書1.1課程設(shè)計任務(wù)書1.2控制任務(wù)及要求第二章系統(tǒng)方案設(shè)計2.1交通燈運行方案設(shè)計22PLC 型號選用2.3硬件圖及I/O地址分配設(shè)計2.4硬件電路接線設(shè)計第三章控制系統(tǒng)設(shè)計3.1主程序流程圖設(shè)計3.2子程序流程圖設(shè)計3.3順序功能圖設(shè)計第四章系統(tǒng)調(diào)試與仿真4.1硬件組態(tài)4.2調(diào)試與仿真第五章心得體會附錄梯形圖程序第一章課程設(shè)計任務(wù)書1.1課程設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計目的課程設(shè)計的主要目的是通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計實踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計過程、設(shè)計要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計方法。通過設(shè)計也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往所學(xué)的知識，達到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設(shè)計之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、 操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計工作的整體觀念。課程設(shè)計應(yīng)強調(diào)能力培養(yǎng)為主，在獨立完成設(shè)計任務(wù)的同時，還要注意其他幾方面能力的培養(yǎng)與提高，如獨立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎(chǔ)知識的能力，解決實際工程技術(shù)問題的能力；查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力；工程繪圖的能力； 書寫技術(shù)報告和編制技術(shù)資料的能力。二、 設(shè)計要求在課程設(shè)計中，學(xué)生應(yīng)充分發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性。教師的主導(dǎo)作用是引導(dǎo)其掌握完成設(shè)計內(nèi)容的方法。為保證順利完成設(shè)計任務(wù)還應(yīng)做到以下幾點：1） 在接受設(shè)計任務(wù)后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和應(yīng)完成的設(shè)計內(nèi)容進度計劃， 確定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時間。2） 在方案確定過程中應(yīng)主動提出問題，以取得指導(dǎo)數(shù)師的幫助，同時要廣泛討論， 依據(jù)充分。在具體設(shè)計過程中要多思考，尤其是主要參數(shù)，要經(jīng)過計算論證。3） 所有電氣圖樣的繪制應(yīng)盡量符合國家有關(guān)規(guī)定的標準， 包括線條、圖型符號、項目代號、回路標號、技術(shù)要求、標題欄、元器件明細表以及圖樣的折疊和裝訂。4） 說明書要求文字通順、簡練，字跡端正、整潔。5） 應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成所有的設(shè)計任務(wù)。6） 如果條件允許，應(yīng)對自己的設(shè)計線路進行試驗論證，考慮進一步改進的可能性。三、 設(shè)計任務(wù)課程設(shè)計要求是以設(shè)計任務(wù)書的形式表達，設(shè)計任務(wù)書應(yīng)包括以下內(nèi)容：1） 設(shè)備的名稱、用途、基本結(jié)構(gòu)、動作原理以及工藝過程的簡要介紹。2） 拖動方式、運動部件的動作順序、各動作要求和控制要求。3） 聯(lián)鎖、保護要求。4） 照明、指示、報警等輔助要求。5） 應(yīng)繪制的圖樣。6） 說明書要求。原理設(shè)計的中心任務(wù)是繪制電氣原理圖和選用電器元件。工藝設(shè)計的目的是為了得到電氣設(shè)備制造過程中需要的施工圖樣。圖樣的類型、數(shù)量較多，設(shè)計中主要以電氣設(shè)備總體配置圖、電器板元器件布置圖、 控制面板布置圖、接線圖、電氣箱以及主要加工零件（電器安裝底板、控制面板等）為練習(xí)對象，原理圖應(yīng)按要求繪制。四、設(shè)計方法1?原理圖設(shè)計的步驟1） 根據(jù)要求擬定設(shè)計任務(wù)。2） 根據(jù)拖動要求設(shè)計主電路。在繪制主電路時，可考慮以下幾個方面：每臺電動機的控制方式，應(yīng)根據(jù)其容量及拖動負載性質(zhì)考慮其起動要求，選擇適當?shù)钠饎泳€路。對于容量小（7.5kW以下）、起動負載不大的電動機，可采用直接起動；對于大容量電動機應(yīng)采用降壓起動。根據(jù)運動要求決定轉(zhuǎn)向控制。根據(jù)每臺電動機的工作制，決定是否需要設(shè)置過載保護或過電流控制措施。根據(jù)拖動負載及工藝要求決定停車時是否需要制動控制， 并決定采用何種控制方式。設(shè)置短路保護及其他必要的電氣保護?？紤]其他特殊要求：調(diào)速要求、主電路參數(shù)測量、信號檢測等。3） 根據(jù)主電路的控制要求設(shè)計控制回路，其設(shè)計方法是：正確選擇控制電路電壓種類及大小。根據(jù)每臺電動機的起動、運行、調(diào)速、制動及保護要求依次繪制各控制環(huán)節(jié)（基本單元控制線路）。設(shè)置必要的聯(lián)鎖（包括同一臺電動機各動作之間以及各臺電動機之間的動作聯(lián)鎖） C設(shè)置短路保護以及設(shè)計任務(wù)書中要求的位置保護 （如極限位、越位、相對位置保護）、電壓保護、電流保護和各種物理量保護（溫度、壓力、流量等） 。按需要設(shè)置應(yīng)急操作。4） 根據(jù)照明、指示、報警等要求沒計輔助電路。5） 總體檢查、修改、補充及完善。主要內(nèi)容包括：校核各種動作控制是否滿足要求，是否有矛盾或遺漏。檢查接觸器、繼電器、主令電器的觸點使用是否合理，是否超過電器元器件允許的數(shù)量。檢查聯(lián)鎖要求能否實現(xiàn)。檢查各種保護能否實現(xiàn)。檢查發(fā)生誤操作所引起的后果與防范措施。6） 進行必要的參數(shù)計算。7） 正確、合理地選擇各電器元器件，按規(guī)定格式編制元件目錄表。8） 根據(jù)完善后的設(shè)計草圖，按電氣制圖標準繪制電氣原理線路圖，按《電氣技術(shù)中的項目代號》要求標注器件的項目代號。

1.2控制任務(wù)及要求1.控制要求:(1)系統(tǒng)工作受開關(guān)控制,(1)系統(tǒng)工作受開關(guān)控制,起動開關(guān)ON則系統(tǒng)工作；起動開關(guān)OFF則系統(tǒng)停止工作(2)控制對象有八個：東西方向紅燈兩個東西方向黃燈兩個東西方向綠燈兩個南北方向紅燈兩個,南北方向黃燈兩個,南北方向綠燈兩個,統(tǒng)停止工作(2)控制對象有八個：東西方向紅燈兩個東西方向黃燈兩個東西方向綠燈兩個南北方向紅燈兩個,南北方向黃燈兩個,南北方向綠燈兩個,東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個，南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(3)控制規(guī)律:系統(tǒng)分高峰、正常、晚間時段，分別用手動來切換2.編程并調(diào)試3.I/O端子接線圖第二章系統(tǒng)方案設(shè)計2.1交通燈運行方案設(shè)計根據(jù)控制要求，系統(tǒng)設(shè)計交通燈的運行狀態(tài)方案。圖2.1狀態(tài)根據(jù)控制要求，系統(tǒng)設(shè)計交通燈的運行狀態(tài)方案。圖2.1狀態(tài)1南北直行 圖2.2狀態(tài)2南北左轉(zhuǎn)圖2.3圖2.3狀態(tài)3東西直行圖2.4狀態(tài)4東西左轉(zhuǎn)共有四種狀態(tài)，分別設(shè)定為S1、S2、S3S4,交通燈以這四種狀態(tài)為一個周期圖2.5交通燈運行狀態(tài)循環(huán)圖2.2PLC型號選用根據(jù)設(shè)計要求得出，需要一個啟動按鈕SB1一個停止按鈕SB2、一個正常時段啟動按鈕SB3—個高峰時段啟動按鈕SB4一個晚間時段啟動按鈕SB5共5個輸入信號，而馬路上有16個信號燈，這次設(shè)計選用了S7-300CPU312型號PLC

2.3硬件圖及I/O地址分配設(shè)計3.2.1 、I/O地址分配表輸入信號輸出信號符號地址符號地址啟動按鈕SB110.0南北綠燈Q0.0停止按鈕SB2I0.1南北紅燈Q0.1正常時段啟動按鈕SB3I0.2南北左轉(zhuǎn)綠燈Q0.2高峰時段啟動按鈕SB4I0.3南北黃燈Q0.3晚間時段啟動按鈕SB5I0.4東西綠燈Q0.4東西紅燈Q0.5東西左轉(zhuǎn)綠燈Q0.6東西黃燈Q0.72.4 硬件電路接線設(shè)計圖2.6PLC外部接線圖據(jù)信號控制要求，I/O分配及其接線如圖2.6所示。圖中的輸入點分別為啟動按鈕、停止按鈕、正常時段按鈕、高峰時段按鈕和晚間時段按鈕。用一個輸出點驅(qū)動兩個信號燈，如果PLC輸出點的輸出電流不夠，可以用一個輸出點驅(qū)動一個信號燈，也可以在PLC輸出端增設(shè)中間繼電器，由中間繼器再去驅(qū)動信號燈。

第三章PLC控制程序設(shè)計3.1主程序流程圖設(shè)計圖3.1主程序流程圖

圖3.1主程序流程圖3.2子程序流程圖設(shè)計3.2子程序流程圖設(shè)計圖3.2各時段流程圖各時段的控制程序設(shè)計如圖3.2所示，系統(tǒng)分三種工作時段：正常、高峰、晚間，并且通過時間段來控制“正?！?、“高峰”、“晚間”相互轉(zhuǎn)化。正常時段：此時南北段直行通行（綠燈）、東西段禁止（紅燈）40s，至最后5s時南北段綠燈變成黃燈閃爍；此后南北段左轉(zhuǎn)（左轉(zhuǎn)綠燈亮、南北紅燈亮）通行、東西段禁止（紅燈）20s，至最后5s時南北段左轉(zhuǎn)燈變成黃燈閃爍；再后東西段直行通行（綠燈）、南北段禁止（紅燈）40s，至最后5s時東西段綠燈變成黃燈閃爍；最后東西段左轉(zhuǎn)（左轉(zhuǎn)綠燈亮、南北紅燈亮）通行、南北段禁止，至最后5s時東西段左轉(zhuǎn)燈變成黃燈閃爍。依次循環(huán)。高峰時段：南北段、東西段的通行時間改為45s,其中左轉(zhuǎn)的時間改為15s，其它與正常時段相同。晚間時段：禁止左轉(zhuǎn)和直行，東西南北四個方向黃燈閃亮。3.3順序功能圖設(shè)計VI100,2—Z|^V1CQ.3[M￡d| 1Q：:|五7 MIC編丄| VI100,2—Z|^V1CQ.3[M￡d| 1Q：:|五7 MIC編丄| [QDQ|005[TD|—|乜0」[[T1~b IWOJ| 1緲丿|◎I|g|門| T9M10DJ叩| 1Qg|QQL|Q仍|IQ] ILO嗣（M}——|⑧力|QD.5|Q0,3|T3 T3]亦一5| 1勺肚「Q0.丄| TL1M14\ 1型 TL2Mgb} [X』Lj-.；|l_i|Lm〕怕0」|~|Q96]3百|(zhì)Z_[T6 T6[M1JET|—|QQ.^| T6[M1JET|—|QQ.^|Q0.7|<^0.L__TL510.3IQ.310.4KtQ10.1?正常碾段乍丸攤屮'停上按泳啟動勰貂曠曠1/1 /I l/b 4/1 1/1 ⑸_I[M.；』—迎、[訃■一；]g:[八圖3.3各時段的順序功能圖根據(jù)各時段的控制要求，設(shè)計出如圖3.3所示的順序控制圖，然后設(shè)計梯形圖程序（見附錄），組織塊OB100中的初始化程序如下：OB100:^Coitfle+tRca-tar|注澤；

第四章系統(tǒng)調(diào)試與仿真4.1硬件組態(tài)■S1MATIC300K(配司-S7P'O-0(0)UR?⑴VR插..u摘塊 …訂貨號固?，MFI地址I...Q...注癢1jrs3072A5ZS7X7-1DAOO-OAAO2JCPU312(l)BEST31￡-lKE14-0ABOV3.0234jDI1Bifir24￥BEST321-lBHBl-OAAflD.15]DD101IE24V/O,5A&ES7322-8EH10-OABO4...567891011圖4.1硬件組態(tài)孑呂事:；.fit!C]JtAfUfclLVfiif.fO)B-iIV/iVftiH@S7WW0W-STLPro^SIkUTK300lb^a>Lkn2W 廠i-||55|iff1CjrcleEsecufion&B1閉 12去自工JT聲0.5EJXH3i]00.1J幣VT」廠Qo.aBrV-L呂?申頁吞輪斥Q。帀EWL6I0.3?0L7LitJIQo.ii0OdLEQ0.3(DDL94P.OIqaz&X>L1啟助掛甸SEIr0.QEOOL1njiXi.15-昭LLI0.1EWwL1Ir.4DCWL1正弍時層自動奈翻卑丫I0.2目RLI抵布制fl1W.2&KL1fljOCl.T由迅IH.ffiE?flIOC.jElJuLIins-H](X'.40DOL辛圖4.2符號表經(jīng)過設(shè)計與分析，在編寫梯形圖程序前，分別進行了硬件組態(tài)和符號表的編制

4.2調(diào)試與仿真根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的程序，進行模擬仿真，不斷調(diào)試程序，各時段都能正常運行，并能夠在各個時段之間切換，仿真圖如下。福叵3 嶼図丁肓eSfuw轄&□Q@］|昭rmn〕” 佝電整卒巒左左誼逹1罰盈1已襯常晦的mmm誦正脅熬1D1QW詢行忙懺爆EF1執(zhí)InHHnM>;一Q1*234587191襯?；薜膍mm誦正脅熬1D1QW詢行忙懺爆EF1執(zhí)InHHnM>;一Q1*234587191陽燈燈轉(zhuǎn)燈1T燈t*燈毎匸左sstc左黃1L北1L北WS西西用HEmtET東Y東廠廠廠prrrpO.123Ju-667廠廠廠廠廠廠廠廠i—KJnbT.-1400RJNISTOPI'/r廠RUU-PRUMSTOPMRESJ'國MB*=1L刨!》MZ-2tecr2廠

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