十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制.doc

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1、河北建筑工程学院 机械电子工程11级PLC课程设计目录一交通信号灯控制总体设计过程- 1 -1.综述- 1 -2.设计过程分析- 2 -3. 系统流程图- 3 -二PLC硬件配置电路- 4 -1.元器件选择- 4 -2.PLC硬件电路图- 4 -3.PLC硬件操作说明- 5 -三PLC程序设计- 5 -1.红黄绿三种颜色的LED显示灯控制程序的T型图及语句表如下：- 5 -2.数码管显示控制程序的T型图及语句表如下：-10-四心得体会-18-五参考文献-18-河北建筑工程学院 机械电子工程11级PLC课程设计一交通信号灯控制总体设计过程1.综述随着城市和经济的发展，交通信号灯发挥的作用越来越大

2、，正因为有了交通信号灯，才使车流、人流有了规范，同时，减少了交通事故发生的概率。然而，交通信号灯不合理使用或设置，也会影响交通的顺畅。交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口，通过对车辆、行人发出行进或停止的指令，使各同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰，从而提高路口的通行能力，保障路口畅通和安全。十字路口交通信号灯现场示意图如图3-1所示，南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯，

3、为确保交通安全，要求如下。18正常控制时： 当东西方向允许通行（绿灯）时，南北方向应禁止通行（红灯）；同样，当南北方向允许通行（绿灯）时，东西方向应禁止通行（红灯）。在绿灯信号要切换为红灯信号之前，为提醒司机提前减速并刹车，应有明显的提示信号：绿灯闪烁同时黄灯亮。信号灯控制系统启动后应能自动循环动作。2.设计过程分析控制开关如图所示，分析思路如下：SA1-1接入后，南北绿灯，东西红灯亮。此时T0计时25s，南北向数码管显示28，东西向红灯显示30，并开始递减。25秒过后，绿灯开始闪烁，闪烁间隔0.5秒，闪烁三次共3s。28s过后，南北绿灯变黄灯T3计时2秒，数码管显示2，并递减。2s后，东西方

4、向绿灯亮，南北方向红灯亮。T4开始计时，东西向显示28，南北向显示30。之后过程同上不再累赘。如此东西向和南北向交替运行。考虑到红灯亮时绿灯黄灯不亮，且另一方向红灯不亮，应考虑互锁，保证系统正常运行。当遇到特殊情况时，SA1-2和SA1-3接入。当SA1-2接入时，南北向持续通行，数码管显示99。当SA1-3接入时，东西方向持续通行。3. 系统流程图二PLC硬件配置电路1.元器件选择PLC输入3，输出40，故选用CPU224，14输入，10输出，7个扩展。外加4个扩展模块EM222 DO8，共14个输入42个输出。在绘制硬件电路时将其画作一个整体。器件名称数量型号器件名称数量型号CPU1CPU

5、224LED红4WDM-JD125-1扩展模块4EM222 DO8LED黄4WDM-JD125-1转换开关1LW5-16-YH3-3LED绿4WDM-JD125-1上电按钮1XB2-B两位数码管4DX-S-X-1-800S 部分信息由淘宝网提供元器件明细表2.PLC硬件电路图根据PLC所实现的功能，以及要求利用protel绘制PLC硬件电路图：PLC硬件电路3.PLC硬件操作说明工作时，按下上电按钮PLC开始工作。正常情况下，转换开关置SA1-1，红绿灯正常运行。当遇到紧急情况时，可将转换开关置SA1-2或SA1-3，以使南北，或东西持续通行。三PLC程序设计1.红黄绿三种颜色的LED显示灯控

6、制程序的T型图及语句表如下：正常运行（SA1-1）接入时T型图：NETWORK1控制灯H1（南北向绿灯），其中T37是任务书时序图中的T0。NETWORK2控制灯H6（东西向红灯）NETWORK3，NETWORK4和NETWORK5是控制H1（南北向绿灯）闪烁的。其中T38，T39(任务书的T1，T2)控制延时0.5秒，C0控制闪烁次数。NETWORK6控制H2（南北向黄灯），其中T40相当于任务书的T3。NETWORK7控制H3（东西向绿灯）。NETWORK8控制灯H4（东西向绿灯），其中T41是任务书时序图中的T4.NETWORK9，NETWORK10和NETWORK11是控制H4（东西向

7、绿灯）闪烁的。其中T42，T43(任务书的T5，T6)控制延时0.5秒，C0控制闪烁次数三次。NETWORK12控制H5（东西向黄灯），其中T44相当于任务书的T3。非正常运行时T型图：NETWORK13，NETWORK14是SA1-2接入，南北向持续通行。NETWORK15，NETWORK16是SA1-3接入，东西向持续通行。语句表如下Network 1 LD I0.0O Q0.0O T38O T44AN M0.1AN T39AN C0AN I0.1AN I0.2= Q0.0TON T37, 250Network 2 LD I0.0O Q0.5O T44AN T40AN I0.1AN I0.

8、2= Q0.5Network 3 LD T39O T37O M0.1AN C0AN M0.2AN I0.1AN I0.2= M0.1TON T38, 5Network 4LD T38O M0.2AN C0AN M0.1AN I0.1AN I0.2= M0.2TON T39, 5Network 5LD T38LD I0.0CTU C0, 3Network 6LD C0O Q0.1AN Q0.2AN I0.1AN I0.2= Q0.1TON T40, 20Network 7 LD Q0.2O T40AN T44= Q0.2Network 8LD Q0.3O T3O T42AN M0.5AN T43

9、AN C1AN I0.1AN I0.2= Q0.3TON T41, 250Network 9LD T41O M0.5AN C1AN M0.6AN I0.1AN I0.2= M0.5TON T42, 5Network 10LD T42O M0.6AN C1AN M0.5AN I0.1AN I0.2= M0.6TON T43, 5Network 11LD T42LD Q0.4CTU C1, 3Network 12LD C1O Q0.4AN Q0.0AN I0.1AN I0.2= Q0.4TON T44, 20Network 13LD I0.1O M1.0AN I0.0AN I0.2= M1.0Ne

10、twork 14LD M1.0= Q0.0= Q0.5Network 15LD I0.2O M1.1AN I0.0AN I0.2= M1.1Network 16LD M1.1= Q0.2= Q0.32.数码管显示控制程序的T型图及语句表如下：非正常运行时数码管的T型图NETWORK17 NETWORK18表示当I0.0或I0.1有输入时，即有紧急情况时，M1.2得电，使得QB1(南北向个位),QB2(南北向十位)，QB3(东西向个位)，QB4(东西向十位)持续得电显示9。正常运行时数码管的T型图NETWORK19 NETWORK20分别表示当南北通行或东西通行时，给各个单元分别赋初值。其区别在

11、于NETWORK19赋的是南北绿灯的初值，及东西红灯的初值，NETWORK20赋的是东西绿灯的初值，及南北红灯的初值。由于其输出不变，只能改变其地址已达到目的，故分开编写。NETWORK21表示南北向绿灯（Q0.0）及红灯(Q0.2)的数码管的读数，其中当Q0.0工作时，系统将NETWORK19所执行的程序输入给系统，系统显示绿灯时读数，并由计时器T45，T46来控制其变化的时间（1S），由DEC-B指令来执行减一，由SEG指令输出给数码管。当Q0.2工作时，系统将NETWORK20所执行的程序输入给系统，系统显示绿灯时读数，并由计时器T45，T46来控制其变化的时间（1S），由DEC-B指令

12、来执行减一，由SEG指令输出给数码管。其中Q0.1表示黄灯亮时，该电路断开。NETWORK22表示南北向黄灯时的数码管的读数，并由计时器T47来控制其变化的时间（1S），由DEC-B指令来执行减一，由SEG指令输出给数码管。其中Q0.0，Q0.2表示红灯及绿灯亮时，该电路断开。红灯绿灯的互锁由NETWORK19 NETWORK20的赋值过程保证。NETWORK23表示东西向绿灯（Q0.3）及红灯(Q0.5)的数码管的读数，其中当Q0.3工作时，系统将NETWORK20所执行的程序输入给系统，系统显示绿灯时读数，并由计时器T49，T50来控制其变化的时间（1S），由DEC-B指令来执行减一，由S

13、EG指令输出给数码管。当Q0.5工作时，系统将NETWORK19所执行的程序输入给系统，系统显示绿灯时读数，并由计时器T49，T50来控制其变化的时间（1S），由DEC-B指令来执行减一，由SEG指令输出给数码管。其中Q0.4表示黄灯亮时，该电路断开。NETWORK24表示南北向黄灯时的数码管的读数，并由计时器T48来控制其变化的时间（1S），由DEC-B指令来执行减一，由SEG指令输出给数码管。其中Q0.3，Q0.5表示红灯及绿灯亮时，该电路断开。红灯绿灯的互锁由NETWORK19 NETWORK20的赋值过程保证。语句表如下：NETWORK17LD M1.2O I0.2O I0.1AN I

14、0.0= M1.2NETWORK18LD M1.2SEG 9, QB1SEG 9, QB2SEG 9, QB3SEG 9, QB4NETWORK19LD I0.0O T44MOVB 8, VB200MOVB 2, VB101MOVB 2, VB102MOVB 3, VB200MOVB 0, VB201NETWORK20LD T40MOVB 8, VB200MOVB 2, VB201MOVB 2, VB102MOVB 3, VB101MOVB 0, VB100NETWORK21LD Q0.2O Q0.0AN Q0.1LPSAN M1.3TON T45, 10LRDAN M1.4TON T46,

15、100LRDA T45= M1.3DECB VB100LRDA T46= M1.4DECB VB101LPPSEG VB100, QB1SEG VB101, QB2NETWORK22LD Q0.1AN Q0.0AN Q0.2LPSAN M1.5TON T47, 10LRDA T47= M1.5DECB VB102LPPSEG VB102, QB1SEG 0, QB2NETWORK23LD Q0.5O Q0.3AN Q0.4LPSAN M1.7TON T49, 10LRDAN M2.0TON T50, 100LRDA T49= M1.7DECB VB200LRDA T50= M2.0DECB V

16、B201LPPSEG VB200, QB3SEG VB201, QB4NETWORK24LD Q0.4AN Q0.3AN Q0.5LPSAN M1.6TON T48, 10LRDA T48= M1.6DECB VB102LPPSEG VB102, QB3SEG 0, QB4四心得体会短短一周的课设很快就结束了，但在这一周中却收获颇多。首先是对PLC有了更近一步的认识。之前老师讲授的只是让我们在理论层面上了解PLC的功能，用途及控制方法。而课程设计则更趋向于实际运用，课设期间通过上网查资料，以及查看课本最终完成设计任务，对PLC的实际运用有了一定的了解，对交通信号灯的控制方法也有了进一步认识。其

17、次，也锻炼了自己的耐心及自学能力。因课时安排，课程设计的一些内容老师上课都没有讲到。在课设时遇到数码管的显示，及一些数据的传输，计算时，通过看课本，上网了解到各指令相关T型图的画法即实现的功能。最后，通过课设学会简单运用STEP7绘制T型图。五参考文献1现代电气控制及PLC应用技术 主编：王永华 编著 北京航空航天大学出版社2PLC编程及应用主编：廖常除 编著 机械工程出版社3数字电子技术基础主编：阎石编著高等教育出版社4电气控制与PLC应用 主编：陈建明 电子工业出版社5电气控制与PLC课程设计指导书 江南大学6STEP7开发基础及应用指南 主编：任双燕 机械工程出版社7道路交通控制原理及应用 主编：翟润平 周彤 中国人民公安大学出版社8电器控制与PLC应用 主编：孙余凯 吴鸣山 电子工业出版社，9可编程序控制器教程 主编：郭晓波 北京航空航天大学出版社10电气控制与可编程序控制器 主编：黄净 机械工业出版社，