（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）PLC期末综合论文
题目：基于PLC的十字路口交通信号灯控制系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：
指导教师签名：日期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
教研室（或答辩小组）及教学系意见
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摘要
近年来，城市交通拥塞现象频繁，从而引起交通事故频发、驾驶员严重违规和交通秩序混乱问题。大部分城市的交通出现了超负荷运行的情况，所以交通阻塞问题已经成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。对于如何采用合适的控制方法，最大限度的缓解主干道，利用好城市高速道路和解决城区交通拥堵现象，目前最为有效方案是使用交通信号控制系统，可见改善城市交通灯控制系统是很重要的一件事情。
随着电气工业及计算机科技的发展，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC以其结构简单、编程方便、可靠性高等优点在我国得到了广泛的应用。其中，PLC在交通信号控制信号灯系统设计中也发挥着巨大的作用。
本文介绍了利用西门子系列PLC在十字路口交通信号灯控制系统设计中的应用,阐述了系统控制方案。本文采用德国西门子公司生产的S7-200型PLC 作为核心控制器进行十字路口交通信号灯控制系统的设计，并且设计出了系统结构图、顺序功能图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据十字路口交通信号灯控制系统总体控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试.
【关键字】PLC十字路口交通信号灯控制系统梯形图
Abstract
In recent years, the urban traffic congestion phenomenon occur frequently, causing frequent traffic accidents, the driver serious violations and traffic order problem. Most of the city traffic in the overload operation, so the traffic jam has already become the important problems traffic administrative department need to solve. How to adopt the appropriate control method, relieve the main road, make good use of urban expressway and solve the urban traffic congestion phenomenon, at present the most effective solution is to use the traffic signal control system, so improve the city traffic lights control system is an important thing.
With the development of electric industry and computer technology, more and more small medium-sized equipment adopted PLC control, which with its advantages of simple structure, convenient programming and high reliability has been widely used in our country. Among them, PLC plays an important role in the traffic signal control.
This paper describes the overall control using Siemens Series PLC control system for traffic lights. Describes the control scheme. In this paper, produced by the German company Siemens S7-200 PLC as the core controller-type intersection traffic signal control system design. And design a system configuration diagram of the program instructions, and input and output terminals of the ladder allocation scheme. While the overall control system based on intersection traffic signal control requirements and characteristics, determine the PLC input and output distribution and on-site commissioning. ）
【Keywords】PLC Traffic Signal Control System Ladder Diagram
目录
一、PLC概述 (1)
二、PLC的基本结构及分类 (2)
三、PLC的特点及应用领域 (6)
3.1PLC的特点 (6)
3.2PLC的应用领域 (7)
四、PLC工作原理 (8)
6.1电磁继电器基本结构及工作原理 (8)
6.2用触点和线圈实现逻辑运算 (8)
6.3PLC的操作模式 (8)
6.4PLC的工作原理 (9)
6.5PLC的输入/输出滞后时间 (9)
五、PLC编程语言 (10)
六、S7-200PLC编程元件及指令系统介绍 (12)
6.1S7-200的控制程序 (12)
6.2S7-200指令系统 (12)
6.3触点指令 (13)
6.4输出指令与其它指令 (15)
6.5定时器与计数器指令 (15)
6.6计数器指令 (16)
七、十字路口交通信号灯系统PLC控制应用 (17)
7.1模型介绍及控制过程分析 (17)
7.2控制系统结构 (18)
7.3顺序功能图 (20)
7.4梯形图程序编制方法介绍及程序 (20)
7.5程序调试过程、控制效果分析及控制结果 (21)
八、项目开发总结 (22)
九、参考文献 (22)
附录一 (23)
附录二 (26)
一、PLC概述
PLC即可编程控制器，由传统的工业自动控制系统——电磁继电器控制发展而来，为了顺应制造业对市场需求做出迅速反应这样现代社会要求而出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制设备。PLC的应用面广、功能强大、使用方便，已经广泛的应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，是其他计算控制设备无法比拟的。
国际电工委员会（IEC）对PLC的定义：PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则来设计。从上述定义可以看出，PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，除了能够完成各种各样的控制功能外，还有与其它计算机智能设备通信联网的功能。
本实验以西门子公司的S7-200系列小型PLC为实验对象。S7-200以其极高的性能价格比，在我过占有很大的市场份额。
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二、PLC的基本结构及分类
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块和编程器等五部分组成，其特殊功能模块能用来完成某些特殊任务。组成模块示意图如图1所示。
图1 PLC组成模块示意图
2.1 CPU模块
（1）由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。它采用周期性循环扫描、分时操作的工作方式，不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出。
具体如图2所示：
图2 PLC组成模块示意图
CPU每次扫描要完成以下工作：
①输入处理（输入采样）
将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数据寄存器。
②程序执行
逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电路，完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关寄存器的内容。
③输出处理（输出刷新）
将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。
CPU模块中存储器的作用：存储系统程序、用户程序和各种数据。
（2）存储器
存储器的作用是存储系统程序、用户程序和各种数据。
系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。系统程序由PLC生产厂家固化在ROM中，用户不能直接存取。
用户程序由用户设计，它决定了PLC的输入信号与输出信号之间的具体关系。用户程序一般储存于RAM或E2PROM中，用户程序存储器容量一般以字（每个字由二进制16位组成）为单位（一般指令和操作数各占一个字节），有的PLC将字称为步，每一步储存一条指令。
存储器的分类：按用途分类，可分为系统程序存储器和用户程序存贮器。具体分类如下：
①RAM：随机存储器，存储用户程序和临时数据，易失性，断电信息丢失。存储用户程序时，需后备电池。
②ROM：只读存储器，非易失性，断电保持，存储系统程序。
③E2PROM：可电擦除可编程只读存储器，非易失性，断电保持，写入时间比RAM慢，多用来存储用户程序和需长时间保存的重要数据。
④EPROM：可擦除可编程只读存储器，非易失性，断电保持，需用专用设备写入，比RAM速度慢。信号擦除需用紫外灯照射数小时，使用不方便，趋于淘汰。
2.2 I/O模块
I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。PLC 通过I/O模块与工业生产过程现场联系。
（1）输入模块
输入模块用来接收和采集输入信号。PLC通过输入模块检测被控对象或被控生产过程的各种参数，以这些现场数据作为PLC对被控对象进行控制的信息依据。PLC输入模块按工作分为开关输入模块和模拟输入模块。
①开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号。
②模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流或电压信号。图3为开关量输入模块电路：