多时段十字路口交通信号灯plc控制系统设计-河南工业大学

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1、机电工程学院课程设计说明书设计题目：多时段十字路口交通信号灯PLC控制系统设计学生姓名：学号：20094805专业班级：机制F09指导教师：2012年12月12日33内容摘要本课程设计以“多时段十字路口交通信号灯PLC控制系统设计”为题目，利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制，同时系统具有一定的智能性，可以对交通灯实现高峰期、正常期及晚间三个时段进行分段控制。它们分别和各自的时序图相对应，从而控制交通灯的信号。本系统采用主程序调用子程序的设计方案，通过主程序调用当前时间，对时间段的判

2、别而调用相关的子程序，达到设计要求。为了达到时间一致性的目的，时钟的校对是不可缺少的，所以我设计了校对时间的子程序SBR_0。主程序使用了调用子程序，设定实时时钟指令，读实时时钟指令，移位指令，BCD码与整数转换指令，乘法指令，加法指令，比较指令等等。子程序尽管比较长，但是相对来说指令简单些，它主要使用了定时器，触点和输出线圈等等。关键词：多时段；交通信号灯；PLC；设定实时时钟33目录第1章引言1第2章系统总体方案分析与设计32.1控制要求32.2方案分析52.3硬件选型52.4方案设计62.5元器清单6第3章PL

3、C控制系统设计73.1控制要求分析及设计73.1.1主电路设计73.1.2确定I/O点数量及PLC类型73.2控制程序流程图93.3控制程序编制103.3.1梯形图（见附录I）103.3.2指令表（见附录II）103.4程序调试10结论14设计总结15致谢16附录17参考文献3333第1章引言社会的发展使汽车进入家庭的步伐不断加快，城市汽车的数量越来越多，城市道路交通问题显得异常重要。解决好十字路口交通信号灯控制问题是保障交通安全、有序、快速运行的重要组成部分。由于人们工作、作息的特点，使得城市总是存在早、晚高峰的问

4、题，为了更好地解决交通拥堵问题，我在老师的指导下并查阅了很多资料进行了这次以“多时段十字路口交通信号灯PLC控制系统设计”为题目的课程设计。我的设计方案利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制，同时系统具有一定的智能性，可以对交通灯实现高峰期、正常期及晚间三个时段进行分段控制。它们分别和各自的时序图相对应，从而控制交通灯的信号，能很好的满足控制要求。系统仅实现了小型PLC系统的一个雏形，在完善各项功能方面都还需要进一步的分析、研究和调试工作。如果进一步结合工业控制的要求，形成一个较为成型

5、的产品，则需要作更多、更深入的研究。可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)根据国际电工委员会(IEC)在1987年的可编程控制器国际标准第三稿中，对其作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充

6、其功能的原则设计。”可编程控制器作为目前工业自动化的重要基础设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。PLC作为一种专用于工业环境的、具有特殊结构的计算机，有其显著的特点。(1)可靠性高，抗干扰能力强。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器

7、，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。33高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大

8、降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。(2)硬件配套齐全，功能完善，适用性强。PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供