基于plc交通灯控制系统设计

基于plc交通灯控制系统设计内容摘要：

西红灯亮10s，同时南北绿灯平光亮 5s，再闪烁亮 3s，然后南北黄灯亮 2s，依次循环下去，在此过程中，数码管跟随红灯亮的 10s 开始显示时间的减少，一直的循环。 白天时，按下开关 S3，提前进入夜间模式，当此时按 S2 时，交通灯控制系统可以关断，但夜间模式时按 S4 键进入不了强制通行状态，因夜间一般不会出现强制通行的任务。 白天模式时、按下 S4，交通灯进入强制通行状态，交通灯所有红灯亮，并且，数码管显示全为 8，象征吉利，此时一般是有大的领导来的时候，要一路同行时使用。 当通行完毕后按 S1 即可恢复正常。 当过一段时间，白天模式进行 60s 后，自动进入夜间模式，夜间模式持续 30s 时，自动转为白天模式，在夜间模式时，只能有黄灯闪烁，按任意按钮都没有作用，只要是 PLC 通电，夜间模式就能执行。 保证夜间不管是什么情况，总能保证夜间模式的执行。 基于 PLC 的交通灯控制系统 7 白天正常工作时红黄绿灯亮灭对应时间如下： 东西信号 绿灯亮 绿灯闪 黄灯 红灯亮 时间 5s 3s 2s 10s 南北信号 红灯亮 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 时间 10s 5s 3s 2s 数码管显示 数字显示由 9— 0 递减 数字显示由 9— 0 递减 夜间模式 只能黄色灯闪，不能关闭。 30s 后转为白天模式，再 60s 转为夜间模式 强制通行 强制所有红灯亮，同时数码管显示 X0 恢复正常。 十字路口交通灯的路况画出模拟图 第 3 章 交通灯控制系统硬件设计 PLC 机型和容量的选择步骤与原则 随着 PLC 技术的发展， PLC 产品的种类也越来越多。 不同型号的 PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。 因此，合理选用 PLC，对于提高 PLC 控制系统的技术经济指标有着重要意义。 PLC 的选择主要应从 PLC 的机型、容量、 I/O 模块、电源模块、特殊功能模北 南 东 西 交通指挥灯示意图 绿 黄 红 绿 黄 红 红 黄 绿 绿 红 黄 基于 PLC 的交通灯控制系统 8 块、通信联网能力等方面加以综合考虑。 PLC 机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。 选择时主要考虑以下几点： 合理的结构型式 PLC 主要有整体式和模块式两种结构型式。 整体式 PLC 的每一个 I／ O 点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小 一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式 PLC 的功能扩展灵活方便在 I／ O 点数、输入点数与输出点数的比例、 I／ O 模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。 安装方式的选择 PLC系统的安装方式分为集中式、远程 I／ O式以及多台 PLC联网的分布式。 集中式不需要设置驱动远程 I／ O 硬件，系统反应快、成本低；远程 I／ O 式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程 I／ O 可以分散安装 在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程 I／ O 电源；多台 PLC 联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型 PLC，但必须要附加通讯模块。 相应的功能要求 一般小型 (低档 )PLC 具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。 对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带 A／ D 和 D／ A 转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档 PLC。 对于控制较复杂，要求实现 PID 运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规 模大小及复杂程度，选用中档或高档 PLC。 但是中、高档 PLC 价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。 响应速度要求 PLC 是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次 PLC 的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。 如果要跨范围使用 PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑 PLC 的响应速度，可选用具有高速 I／ O处理功能的 PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的 PLC 等。 系统可靠性的要求 对于一般系统 PLC 的可靠性均能满足。 对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。 机型尽量统一 主要考虑到以下三方面问题： 1)机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。 2)机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。 3)机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算 基于 PLC 的交通灯控制系统 9 机后易于形成一个多级分布式控制系统。 PLC 容量的选择步骤与原则 PLC 的容量包括 I／ O 点数和用户存储容量两个方面。 I／ O 点数的选择 PLC 平均的 I／ O 点的价格还比 较高，因此应该合理选用 PLC 的 I／ O 点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的 I／ O 点最少，但必须留有一定的裕量。 通常 I／ O 点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%~15%的裕量来确定。 存储容量的选择 用户程序所需的存储容量大小不仅与 PLC 系统的功能有关，而且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。 一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差 25%之多，所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。 PLC 的 I／ O 点数的多少，在很大程序 上反映了 PLC 系统的功能要求，因此可在 I／ O 点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加 20%~30%的裕量。 存储容量 (字节 )＝开关量 I／ O 点数 10＋模拟量 I／。