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【精品】蕰川路——月罗路口交通信号灯PLC设计_毕业论文设计

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毕业设计(论文、作业)毕业设计(论文、作业)题目:

蕰川路——月罗路口交通信号灯PLC设计

分校(站、点):电大宝山分校

年级、专业: 08机电实用(PLC)

教育层次:专科

学生姓名:杨勇

学号: 088031011

指导教师:杨芸

完成日期: 2011年6 月

目录

内容摘要 (Ⅰ)

一、概述 (1)

二、设计分析 (1)

三、蕴川路—月罗路口交通信号灯的控制要求 (2)

(一)、交通信号灯的介绍 (2)

(二)、交通信号灯的控制要求 (2)

(三)、时序图 (3)

(四)、自动控制 (5)

(五)、手动控制 (5)

四、PLC选型 (6)

五、IO分配图 (7)

六、接线图 (8)

七、控制程序流程图 (9)

八、控制系统梯形图 (10)

九、控制系统语句表 (19)

十、总结 (25)

参考文献

致谢

蕴川路—月罗路口交通信号灯PLC设计

一、概述

十字路口交通信号灯的控制,有效地解决了复杂的交通路况问题,保障了行人与车辆的安全,节省了大量的警力资源,维护了正常的交通集序。

实现十字路口交通信号灯系统的控制的方法很多,单片机控制系统、PLC可编程控制系统、微机控制系统和继电器控制系统等。我选择了PLC可编程控制系统来作为交通灯的控制系统。因为它可靠性高,抗干扰强,结构简单,编程简单、使用、维护方便,功能强大,还有它的体积小,重量轻,功耗低。PLC本身还具有通讯联网功能,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。这些都是为了设计出简单实用的控制系统,来解决当前交通系统拥堵不堪的现状。

本次设计是分析了蕴川路一月罗路口这个特定地方来反映出现代城市道路的交通控制与理想问题的现状,结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种合理有效的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。

二、设计分析

蕴川路—月罗路口,地处上海的北部工业重镇—宝山,人流,车流量都非常大,为了解决日益繁忙的交通问题。合理有效的对该路口交通信号灯的控制,使路口各个交通流综合利益的最大化,因此通过现场考察后作为设计时的参考。

图2.1蕴川路—月罗路口图

(一)、交通信号灯的介绍

随着城市和经济的发展,交通信号灯发挥的作用越来越大,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。

(二)、蕴川路—月罗路口交通信号灯的控制要求

(1)南北方向红灯全亮103秒,与此同时东西直行绿灯亮60秒,东西人行道绿灯亮60秒,东西右转弯红灯亮,东西左转弯红灯亮;

(2)东西直行绿灯亮60秒后开始闪烁,周期为1秒,(亮0.5秒,灭0.5秒);闪亮3秒;(3)东西直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮,保持2秒;

(4)东西直行黄灯亮2秒后变成东西直行红灯亮,东西人行道红灯亮,东西左转弯黄灯亮,同时东西右转弯绿灯亮,保持15秒;

(5)东西右转弯绿灯亮15秒后开始闪烁,周期为1秒,(亮0.5秒,灭0.5秒);闪亮3秒;

(6)东西右转弯绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮,保持2秒;

(7)东西右转弯黄灯亮2秒后变成东西右转弯红灯亮,东西左转弯绿灯亮,保持15秒;(8)东西左转弯绿灯亮15秒后开始闪烁,周期为1秒,(亮0.5秒,灭0.5秒)闪亮3秒;(9)东西左转弯绿灯3秒后变成红灯亮,(此时东西方向全是红灯亮,保持103秒);同时南北直行方向红灯灭,南北直行绿灯亮,人行道绿灯亮60秒,同时南北右转弯红灯亮,南北左转弯红灯亮;

(10)南北直行绿灯亮60秒后开始闪烁,周期为1秒,(亮0.5秒,灭0.5秒);闪亮3秒;(11)南北直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮,保持2秒;

(12)南北直行黄灯亮2秒后变成南北直行红灯亮,南北人行道红灯亮,南北左转弯黄灯亮,同时南北右转弯绿灯亮,保持15秒;

(13)南北右转弯绿灯亮15秒后开始闪烁,周期为1秒,(亮0.5秒,灭0.5秒)闪亮3秒;

(14)南北右转弯绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮,保持2秒;

(15)南北右转弯黄灯亮2秒后变成南北右转弯红灯亮,南北左转弯绿灯亮,保持15秒;(16)南北左转弯绿灯亮15秒后开始闪烁,周期为1秒,(亮0.5秒,灭0.5秒)闪亮3;(17)南北左转弯绿灯3秒后变成红灯亮,(此时南北方向全是红灯亮,同时东西直行绿灯亮,东西人行道绿灯亮,东西左转弯红灯亮,东西右转弯红灯亮);

(18)循环执行上述程序,完成对红绿灯的控制。

图3.1系统时序图

(四)、蕴川路—月罗路口交通信号灯的自动控制

该程序在三菱的GX Developer编程环境中进行编写,我们所选的PLC型号也是FX2N 系列。首先将编写好的程序使用电脑通过PLC编译工具写入PLC,写入时要注意先把PLC原有的程序删除然后在写入操作。没有进行删除操作则PLC里存的较长程序不能被覆盖,将会干扰本次的程序运行。其次将各个接点之间的连接线按照硬件接线图正确连接,且连接牢固以免出现因接线问题影响程序运行。

启动PLC后,程序开始运行,监控开始。按下启动按钮SB0,程序进入自动运行,东西方向信号灯与南北方向信号灯同时运行,如此循环往复。

图3.2自动运行图

(五)、蕴川路—月罗路口交通信号灯的手动控制

当十字路口车流量较少时,可选择手动控制,控制程序如下

按下手动按钮,程序进入S0状态,区间复位指令将S20到S50下的所有状态复位,输出Y001与Y021.M8013为秒脉冲,以1秒钟为周期振荡,为信号灯提供振荡频率。

图3.3手动控制图

四、PLC的选型

根据设计要求得出,需要一个启动按钮SB0与一个停止按钮SB2还有一个手动开关SB1三个输入信号,而东西南北的红绿灯共18组信号灯,另外有4组人行道信号灯。共22个输出信号。为了避免大材小用,而造的资金浪费,同时要保证现实操作的可行性,则选用三菱型号为FX2N-48MR-001的PLC机型。

FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2n系列具备如下特点:最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块,它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。为大量实际应用而开发的特殊功能开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要,模拟IO,高速计数器。内置式24V直流电源,24V、400mA直流电源可用于外围设备,如传感器或其它元件。快速断开端子块因为采用了优良的可维护性快速断开端子块,即使接着电缆也可以更换单元。时钟功能和小时表功能在所有的FX2N的PLC中都有实时时钟标准。时间设置和比较指令易于操作。小时表功能对过程跟踪和机器维护提供了有价值的信息。持续扫描功能为应用所需求的持续扫描时间定义操作周期。在线程序编辑在线改变程序不会损失工作时间或停止生产运转。RUNSTOP 开关面板上运行停止开关易于操作。远程维护远处的编程软件可以通过调制解调器通信来监测、上载或卸载程序和数据密码保护使用一个八位数字密码保护您的程序。

FX2N-48MR-001的PLC机型,I0总点数为48点,输入点数为24点(X000到X017)输出点为24点(Y000到Y017),为继电器输出,交流电源、24V直流输入类型。它更具有灵活的配置,除了具有满足特殊需求的大量特殊模块外,6个基本单元中的每个单元可扩展至256个IO 。有高速运算,基本指令:0.08us指令,应用指令:1.52至几百us指令。有突出的寄存器容量,FX2N系列包括8K步内置RAM寄存器,用一个寄存器盒可扩展到16RAM或EEPROM。有丰富的元件资源,3072点辅助继电器,256点计时器,235点计数器,8000数据存储器。满足我设计的需要。

为了简约整个系统组件及成本,提高工作可靠性,交通灯选用220VAC为宜,选用其它型号的交通灯,只需加装相应等级电压转换装置即可,同时要特别注意单点负载电流不能超过2A,若高于2A则要采取隔离技术手段。

五、输入输出IO配置

表5.1 硬件接线表

图6.1 硬件接线图

图7.1 硬件接线图

八、控制系统梯形图

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