交通信号灯论文

交通信号灯论文内容摘要：

形成一个统一的整体，实现分散集中控制。 现在几乎所有的 PLC 新产品都有通信联网 功能，它和计算机一样具有 RS232 接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。 当然， PLC 之间的通讯网络是各厂家专用的， PLC 与计算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，这将使不同机型的 PLC 之间、 PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。 了解了 PLC 的基本结构，我们在购买程控器时就有了一个基本配置的概念，做到既经济又合理，尽可能发挥 PLC 所提供的最佳功能。 PLC 的应用领域 目前， PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、 石油 、 化工 、 电力 、 建材 、 机械制造 、 汽车 、 轻纺、交通运输、保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为以下几类： （ 1） 开 关量的逻辑控制 这是 PLC 最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又可用于多机群控制及自动化流水线。 如电梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 南京师范大学电气 与自动化 工程 学院毕业论文 7 （ 2） 模拟量控制 在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、 压力、流量、液位和速度等都是模拟量。 为了使 PLC 能处理模拟信号， PLC 厂家生产有配套的 A/D、D/A 转换模块，使 PLC 可用于模拟量控制。 （ 3） 运动控制 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来说，早期直接用开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在可使用专门的运动控制模块。 广泛的运用于各种机床、机械、机器人、电器等场合。 （ 4） 过程控制 这是对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 PLC 能编制各种控制算法程序，完成闭环控制。 PID 控制时一般闭环控制系统中常用的控制方法。 PID处理一般是运行专用的 PID 子程序。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用 （ 5） 数据处理 现代 PLC 具有数学运算、 数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较。 一般用于大型系统，如 无人控制的柔性制造业。 （ 6） 通信及联网 PLC 通信包含 PLC 之间的通信以及 PLC 与其他智能设备间的通信。 在工业自动化网络发展加快前提下，厂家都十分重视 PLC 的通讯功能，纷纷推出各自的网络系统，通讯十分方便。 南京师范大学电气 与自动化 工程 学院毕业论文 8 第 3 章 交通灯控制系统整体设计 第 节 系统的控制要求 （ 1） 用绿、黄、红三 色发光二极管作信号灯。 （ 2） 假设一个路口为东西南北走向。 初始状态 0 为各个灯 都 不亮。 然后转至状态 1南北直行 绿 灯亮 以及南北人行道绿灯亮。 过一段时间转至状态 2， 南北直行绿灯亮、南北右行绿灯亮以及东西右行 绿 灯亮。 过一段时间转至状态 3，南北右行绿灯亮、南北左行绿灯亮以及东西右行绿灯亮。 过一段时间转至状态 4，东西直行绿灯亮以及东西人行道绿灯亮。 过一段时间转至状态 5，东西直行绿灯亮、东西右行绿灯亮 以及南北右行绿灯亮。 过一段时间转至状态 6，东西左行绿灯亮、东西右行绿灯亮以及南北右行绿灯亮。 最后 循环至状态 1。 （ 3） 循环 一次要 90 秒。 循环期间， 南北直行绿灯 在 025 秒 亮 ，直行黄灯 在 2530 秒 亮 ，直行红灯 在 3090亮。 南北右行绿灯 15— 40 秒和 60— 85 秒亮， 40— 45 秒和 85— 90 秒闪烁，右行红灯 0— 15秒和 45— 60 秒亮。 南北左行绿灯在 30— 40 秒亮，在 40— 45 闪烁，其余时间左行红灯在亮。 南北人行道绿灯在 0— 10 秒亮，在 10— 15 秒闪烁，其余南北人行道红灯亮。 东西直行绿灯在 4570 秒亮，直行黄灯在 7075 秒亮，直行红灯在 0— 45 秒和 75— 90 秒亮。 东西右行绿灯 15— 40 秒和 60— 85 秒亮， 40— 45 秒和 85— 90 秒闪烁，右行红灯 0— 15秒和 45— 60 秒亮。 东西左行绿灯在 7585 秒亮，在 8590 闪烁，其余时间左行红灯在亮。 南北人行道绿灯在 4555 秒亮，在 5560 秒闪烁，其余南北人行道红灯亮。 第 节 系统 I/O 分配表和实物图 交通灯的 I/O 分配表如下 ： 表 31 交通灯 I/O 的分配表 输入信号 输出信号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输出点编号 启动按钮 SB1 X000 南北直行绿灯 2 Y000 停止按钮 SB2 X001 南北直行黄灯 4 Y001 南北直行红灯 6 Y002 南北右行绿灯 8 Y003 南北右行红灯 11 Y016 南北左行绿灯 10 Y004 南北左行红灯 13 Y017 东西直行绿灯 16 Y007 东西直行黄灯 18 Y010 东西直行红灯 1 Y011 东西右行绿灯 3 Y012 东西右行红灯 15 Y020 东西左行绿灯 5 Y013 南京师范大学电气 与自动化 工程 学院毕业论文 9 东西左行红灯 17 Y021 南北人行道绿灯 12 Y005 南北人行道 红灯 14 Y006 东西人行道绿灯 7 Y014 东西人行道红灯 9 Y015 此图是设计研究过程中的实物图： 图 31 交通灯的实物图 第 节 系统的梯形图 梯形图 梯形图是通过连线把 PLC 指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的 PLC 指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。 它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。 内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载 （ LD） 指令开始，必要时再继以若干个输入 指令（含 LD 指令），以建立逻辑条件。 最后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、南京师范大学电气 与自动化 工程 学院毕业论文 10 监控工作等指令，以进行相应的工作。 母线是用来连接指令组的。 下图是三菱公司的FX2N 系列产品的最简单的梯形图例： 图 32 FX2N 系列产品的最简单的梯形图 它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。 第二组仅一个 END 指令，用以 结束程序。 梯形图与助记符的对应关系： 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。 一般讲，其顺序为：先输入，后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。 有了梯形图就可将其翻译成助记符程序。 上图的助记符程序为： 地址 指令 变量 0000 LD X000 0001 OR X010 0002 AND NOT X001 0003 OUT Y000 0004 END 反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图。 梯形图与电气原理图的关系：如果仅考虑逻辑控制，梯形图与电气原理图也可建立起一定的对应关系。 如梯形图的输出（ OUT） 指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如 LD， AND， OR）对应于接点，互锁指令（ IL、 ILC）可看成总开关，等等。 这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。 有了这个对应关系，用 PLC 程序代表继电逻辑是很容易的。 这也是 PLC 技术对传统继电控制技术 继承。 梯形图的编程规 则 （ 1） 每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。 （ 2） 梯形图每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许再有接触点），如图 (a)错，图 (b)正确。 （ a） (b) 图 33 规则 2 说明 南京师范大学电气 与自动化 工程 学院毕业论文 11 （。