基于plc智能交通灯的控制毕业论文

基于plc智能交通灯的控制毕业论文内容摘要：

C 是可编程逻辑控制器，是用软件来进行逻辑控制的，而继电器是用硬件结构来控制的。 一台小型 PLC 内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂 的控制功能。 与相同功能的继电器相比，具有很高的性能价格比。 可 编 程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 可编程序控制器产品已经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。 用户能灵活方便的进行系统配置，组成不同的功能、不规模的系统。 楞编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。 PLC 有很强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。 可靠性高，抗干扰能力强 单片机是靠程序的，并且可以修改。 通过不同的程序实现不同的功能 ，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。 而 PLC 的编程更比单片机通俗易懂。 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，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的 1/101/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 PLC 采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业 生产现场， PLC 已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。 系统的设计、安装、调试工作量少 PLC 用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器2 交通灯系统总体方案论证 5 等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。 这种编程方法很有规律，很容易掌握。 对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC 的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过 PLC 上的发光二极管可观察输出信号的状态。 完成了系统的安装和接线后，在现 场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。 编程方法简单 梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图 和单片机的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。 梯形图语言实际上是一种面向用户的一种高级语言，可编程序控制器在执行梯形图的程序时，用解释程序将它 “ 翻译 ” 成汇编语言后再去执行。 维修工作量少，维修方便 PLC 的故障率很低，且有完善的自诊断和显示 功能。 PLC 或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据 PLC 上的发光二极管或编程器提供的住处迅速的查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。 这些都是继电器和单片机无法比拟的。 体积小，能耗低 对于复杂的控制系统，使用 PLC 后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型 PLC 的体积相当于几个继电器大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的确1/21/10。 PLC 的配线比继电器控制系统的配线要少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，可以减少大量费用。 将 PLC 用于对交通信号灯的 控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的 “ 渐进式 ” 信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。 目前大多品牌的 PLC 内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。 由于 PLC 本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。 综合以上优点，所以，本设计采用 可编程序控制器控制 系统。 咸宁学院学士学位论文 6 3 系统硬件 设计 系统的组成框图 控制系统结构图如图 所示 图 交通灯控制系统 交通灯的控制过程 信号灯受启动及停止按钮的控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环工作，当按下停止按钮时，系统将停止在初始状态，所有信号灯都熄灭。 交通灯示意图如图 所示，在东西南北两个方向均安装信号灯，两个方向各 6个灯，分为三个方向红、黄、绿三种颜色。 控制要求： 南北主干道 左转绿 10S 直行绿 30S 绿闪 3S 黄 2S 红 45S 右行红 10S 绿 78S 东西人行道 绿 27S 绿闪 3S 红 60S 东西主干道 红 45S 右行红 10S 绿 78S 左转 绿 10S 直行绿 30S 绿闪 3S 黄 2S 南北人行道 红 60S 绿 27S 绿闪 3S 正常循环控制方式 交通灯变化顺序表（单循环周期 90 秒） （ 1）南北向（列）和东西向（行）主干道均设有左行绿灯 10S，直行绿灯 30S，绿灯闪亮 3S，黄灯 2S 和红灯 45S。 当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮03 系统硬件设计 7 左行绿灯，直行绿灯，绿灯闪亮和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮左行绿灯，直行绿灯，绿灯闪亮和黄灯。 （ 2）南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯。 南北人行道通行绿灯应在南北向主干道直行 绿灯点亮 3S 后才允许点亮，然后接 3S 绿闪，其他时间为红灯；同样，东西人行道通行绿灯于东西向主干道直行绿灯点亮 3S 后才允许点亮，然后接 3S绿闪，其它时间为红灯。 急车强通控制方式 （ 1）急车强通信号受急车强通开关控制。 无急车时，按正常循环时序控制，有急车来时，将急车强通开关接通，不管原来信号状态如何，一律强制让急车来车方向的绿灯亮，直到急车通过为止，将急车强通开关断开，信号的状态立即转为急车放行方向的绿灯闪亮 3 次。 随后按正常时序控制。 （ 2）急车强通信号只能响应一路方向的来车，若两个方向先后来急车，则响应先来 的一方，随后再响应另一方。 图 交通灯示意图 PLC 的选型 根据设计要求，本设计共需要 I/O 点数为 4 输入 /22 输出。 具体需要的输入输出点数如表 和表 所示。 咸宁学院学士学位论文 8 表 输入点数分配 序号 输入信号名称 电气符号 1 启动按钮 SB1 2 停止按钮 SB2 3 急车强通按钮 1 SB3 4 急车强通按钮 2 SB4 表 输出点数分配 序号 输出信号名称 电气符号 1 南北左转绿 HL2 2 南北左转黄 HL11 3 南北左转红 HL13 4 东西左转绿 HL16 5 东西左转黄 HL19 6 东西左转红 HL6 7 南北直行绿 HL9 8 南北直行黄 HL14 9 南北直行红 HL3 10 东西直行绿 HL18 11 东西直行黄 HL22 12 东西直行红 HL7 13 南北右行绿 HL10 14 南北右行黄 HL21 15 南北右行红 HL4 03 系统硬件设计 9 16 东西右行绿 HL8 17 东西右行黄 HL15 18 东西右行红 HL17 19 南北人行绿 HL12 20 南北人行红 HL5 21 东西人行绿 HL1 22 东西人行红 HL20 根据表 和表 可以确定 PLC 以及扩展模块的选型。 对于这种中小型自动控制中，应用德国西门子公司生产的 S7200 系列 PLC 无疑是十分明智的选择。 在主机模块中，常用的主机有 CPU222， CPU224， CPU226 三种。 方案一：若选择 CPU222 作为主机，由于 CPU222 有 8 输入 /6 输出，与此设计的 4输入 /22 输出相差 16 点数字量输出。 还需要扩展 16 点数字量输出。 方案二：若选择 CPU224 作为主机，仍然缺少 8 点数字量输出，和前者相比， CPU224的存储容量增大了一倍，它可以有 7 个扩展模块， 并且有内置时钟，有更强的模拟量和高速计数处理能力。 是使用的相对较多的 S7200 产品。 方案三：如果选用 CPU226 作为主机， CPU226 主机为 24 输入 /16 输出，与 4 输入/22 输出较为接近，只需扩展一片 8 点数字量输出的扩展模块即可。 和 CPU224 相比，CPU226 增加了通讯口的数量，使得它的通信能力大大增强，可以用于点数较多，要求较高的小型或者中型控制系统。 经过价格、性能、扩展模块的数量的比较，以及设计的要求等多方面的考虑，选择 CPU226 作为主机是最合理的。 如图 所示为 CPU226 的端子连接图。 L+接 24VDC， M 接地。 上部分 到 为 16 点输出端子，下部分 到 为 24 点输入端子。 咸宁学院学士学位论文 10 图 CPU226 端子连接图 扩展模块的选择 扩展模块的选择 S7200 系列 CPU。