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http :M ZZ HD.chinaj ou rna.l n et .cn E 2m ai:l ZZHD @chai n aj ou rna.l n et .cn 5机械制造与自动化6作者简介:李晓波(1973) ),女,河南孟州人,本科,河南省漯河职业技术学院机电系实验师,主要从事自动化技术方面的教学及实验工作。
基于触摸屏和PLC 的交通灯监控系统设计李晓波,崔琪(漯河职业技术学院,河南漯河462000)摘 要:根据交通灯的运行特点,采用触摸屏和PLC 对其进行控制,在分析控制系统的软硬件设计的基础上,论述了触摸屏监控画面的组态设计和PLC 控制的程序设计理念。
经过实际运行,较之常见的交通灯控制系统在实时监控、参数修改及异地控制等方面更为灵活,具有很高的实用价值。
关键词:触摸屏;PLC ;组态;交通灯中图分类号:TP 311.11 文献标识码:B 文章编号:167125276(2009)0320154202D esign of theM on itor ing Syste m for T raffic L ights Ba sed on T ouch Screen and PLCLI X i ao 2bo ,CU I Q i(Luohe Voca ti ona l a nd Te chn i ca lC o ll e ge,Luohe 462000,C hi na )Abstr ac t :Acco rd i ng t o t he cha ra ct e ri s ti cs o f tr a ffi c li gh ts p func ti on,t he p ape r d i s cus se s how t o con tro l t hem b y m ean s o f t o uchs cre en and P L C,a nd d i s cou rs es upo n the co n fi gu ra ti on s o f t he t o uch sc reen p s m on i t o ri ng p i ctu r e s a nd the i d eas o fp ro gramm i ng f o r PLC on t h e bas i s o f the ana l ys i s o f t he ha rdwa re and s o ft wa re de s i gn.Aft e r p rac ti ca lap p li c a ti o n ,s u ch a m o n i to ri n g sys t em i s m o re fl ex i b l e than comm on m o n i t o ri ng s ys t em s f o r tra ffi c l i gh ts i n rea l tm i e m o n i to ri ng,pa ram e t e rm od ifi ca ti on a nd rem o t e con tro,l s o i t has fi ne p rac ti ca l va l ue .K ey word s :t ou ch s cree n ;P L C;con fi g u r a ti o n ;tr a ffi c li gh ts0 引言随着社会的不断发展城市的人口在不断的增长,相应的城市道路也在不断的扩建,所以会出现越来越多的十字路口,当然对于不同的路段人流的状况也各不相同,对交通信号灯的功能要求也越来越高,怎样实现资源的最优化是建设节约型社会的关键。
目录项目1 十字路口交通灯的控制 (02)1.1 设计要求 (02)1.2 I/O分配 (03)1.3 PLC程序设计（流程图和程序） (03)1.4 系统接线示意图 (07)1.5 系统设计、调试所遇难点及解决方案 (08)总结 (08)1 十字路口交通灯的控制1.1设计要求十字路口交通灯的控制系统状态如图1－1所示。
信号灯受一个启动按钮控制，当启动按钮SB0接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。
当按下停止按钮SB1时，所有信号灯都熄灭。
南北红灯维持30秒，在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，并维持25秒。
到25秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒。
南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
周而复始。
图1－1 交通灯控制状态图1.2I/O分配表1－1 交通灯控制I/O分配表1.3 PLC程序设计1.3.1：根据设计要求的需要，设计思路见如下流程图图1－2 交通灯控制流程图1.3.2 根据设计要求，梯形图如下：图1—3 交通灯控制梯形图1.3.3：根据设计要求，程序语句表如下图：图1-4 交通灯控制梯形图1.4 交通灯系统接线示意图图1-5 交通灯控制系统接线图1.5 系统设计、调试所遇难点及解决方案1.5.1 系统设计、调试所遇难点（1）运行时，按下启动按钮SB0(SD),无法点亮南北红灯Y004和东西绿灯Y00O。
（2）系统设计、调试时，按下启动按钮X000，东西黄灯Y001和南北黄灯Y004同时点亮。
1.5.2 问题的分析与解决方案（1）三菱的PLC的外部接线是每4个输出端接一个公共端子（COM1），当时我们误以为6个输出端才接一个公共端子（COM1），所以按下启动按钮，南北红灯和东西绿灯无法点亮。
本题分值：100
考核时间：180分钟
考核要求：
（1）控制要求:
如图所示：
控制要求如下：设置一个启动按钮SB1、停止按钮SB2、强制按钮SB3、循环选择开关S。
当按下启动按钮之后，信号灯控制系统开始工作，首先南北红灯亮，东西绿灯亮，25S钟后东西绿灯灭、黄灯亮，再5S钟后东西黄灯灭、南北红灯灭；接下来东西红灯亮，南北绿灯亮，25S钟后南北绿灯灭、黄灯亮，再5S钟后南北黄灯灭、东西红灯灭；如此循环。
按下停止按钮后，信号控制系统停止，所有信号灯灭。
按下强制按钮SB3，东西南北黄、绿灯灭，红灯亮。
循环选择开关S可以用来设定系统单次运行还是连续循环运行。
（2）电路设计：根据任务，设计主电路电路图，列出PLC控制I／O口（输入/输出）元件地址分配表，根据加工工艺，设计梯形图及PLC控制I／O口（输入/输出）接线图，并能仿真运行。
（3）PLC键盘操作：熟练操作键盘，能正确地将所编程序输人PLC；按照被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。
（4）通电试验：正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，通电试验，并注意人身和设备安全。
（5）考核时间分配：
1）设计梯形图及PLC控制I／O口（输入/输出）接线图及上机编程时间为175分钟；
2）试机时间为5分钟。
1、电路原理图（主电路、I/O接线图）
3、控制流程图
4、梯形图
评分标准：
评分人：年月日核分人：年月日。
目录一.课程任务要求 (2)1.1十字路口红绿灯PLC控制系统的构成 (2)1.2控制功能分析 (2)二.总体方案设计 (3)三.硬件电路图 (4)四．PLC的I/O控制点分配 (5)五．软件编制 (6)5.1PLC控制程序流程图 (6)5.2 PLC软件编制 (6)5.3组态主界面设计 (7)六.软件调试 (8)6.1PLC及组态王的调试 (8)6.2组态实时监控 (8)6.3测试结果分析 (10)七.参考文献 (10)附录 PLC控制程序(梯形图) (11)十字路口红绿灯PLC控制一.课程任务要求1.1 十字路口红绿灯PLC控制系统的构成十字路口交通信号灯通常设置红、绿和黄三种颜色，但是有的路口仅设置红、绿两种，如果采用PLC控制则可少用两个控制点。
现有一个十字路口，东西和南北方向每个路口都设有红色和绿色指挥信号灯，其示意图如下：图1-1十字路口交通信号灯示意图1.2控制功能分析1.2.1 工作过程（1）接通启动开关后，信号灯系统开始工作，且以南北方向红灯先亮、东西方向绿灯才亮作为初始状态。
当断开启动开关时，全部信号灯熄灭。
（2）南北绿灯东西绿灯不能同时亮，否则系统自动熄灭信号灯并报警。
（3）南北红灯持续25s，与此同时东西绿灯亮维持20s，然后闪烁3s后熄灭。
接着东西黄灯亮2s，然后南北绿灯亮。
（4）东西红灯持续亮30s，同时南北绿灯亮25s，然后闪亮3s后熄灭。
接着南北黄灯又亮2s，然后东西绿灯亮。
南北和东西的信号灯，就这样按控制要求周而复始的进行工作。
1.2.2 控制要求要求采用PLC作为控制中心，采用触摸屏或上位机（组态软件编程）监控。
（1）控制系统应有电路联锁和保护功能。
（2）操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。
（3）检测、控制信号要准确，安全、可靠。
1.2.3 硬件设计根据控制要求，主控设备选用PLC，信号灯采用红、黄、绿灯泡（各4个），启动采用单刀开关实现。
要求：1、画出其电气控制图。
欧姆龙PLC控制交通灯控制设计（完整）信号绿灯亮绿灯闪黄灯亮红灯亮东西时间25s 3s 2s 30s信号红灯亮绿灯亮绿灯闪黄灯亮南北时间30s 25s 3s 2s运行过程如下表所示：当按钮开关SB1合上后，东西方向绿灯亮25S，绿灯开始闪烁3S，黄灯亮2S。
此过程中南北方向一直为红灯亮。
然后，跳转东西方向红灯亮30S，而此过程中南北方向的绿灯亮25S，绿灯闪烁3S后，黄灯亮2S，如此循环……与其顺序是：东西绿灯和黄灯亮30S的时间里，南北红灯亮30S，此时，绿灯亮25S，闪3S，后黄灯亮2S后灭，按下停止控制开关SB2后，所有交通灯都灭。
I/O分配：输入端：SB1 ：00000，启动按钮SB2 ：00001，停止按钮输出端：Y0 ：01100，南北红灯30秒Y1 ：01101，东西绿灯25秒+3秒闪烁Y2 ：01102，东西黄灯2秒 Y3 ：01103，东西红灯30秒Y4 ：01104，南北绿灯25秒+3秒闪烁 Y5 ：01105，南北黄灯 2秒I/O 分配表如下：接线图： 梯形图：（输 入 端）（输 出 端） 名 称 地 址 功 能 名 称 地 址 功 能 SB 100000起动系统运行Y0 01100 南北向 红灯 Y1 01101 东西向 绿灯 Y2 01102 东西向 黄灯 SB 200001停止系统运行Y301103 东西向 红灯 Y4 01104 南北向 绿灯 Y501105南北向 黄灯欧姆龙PLC交通灯控制系统语句表LD 0.00OR 200.00 ANDNOT 0.01 OUT 200.00 LD 200.00 ANDNOT TIM005 TIM 000 #250 LD TIM000 TIM 001 #30 LD TIM001 TIM 002 #20 LD TIM002 TIM 003 #250 LD TIM003 TIM 004 #30 LD TIM004 TIM 005 #20 LD 200.00 ANDNOT TIM002 OUT 11.00LD 200.00 ANDNOT TIM000 LD TIM000 ANDNOT P_1s ANDNOT TIM001 ORLDOUT 11.01LD TIM001 ANDNOT TIM002 OUT 11.02LD TIM002 ANDNOT TIM005 OUT 11.03LD TIM002 ANDNOT TIM003 LD TIM003 ANDNOT P_1s ANDNOT TIM004 ORLDOUT 11.04LD TIM004 ANDNOT TIM005。
欧姆龙PLC控制交通灯控制设计（完整）信号绿灯亮绿灯闪黄灯亮红灯亮东西时间25s 3s 2s 30s信号红灯亮绿灯亮绿灯闪黄灯亮南北时间30s 25s 3s 2s运行过程如下表所示：当按钮开关SB1合上后，东西方向绿灯亮25S，绿灯开始闪烁3S，黄灯亮2S。
此过程中南北方向一直为红灯亮。
然后，跳转东西方向红灯亮30S，而此过程中南北方向的绿灯亮25S，绿灯闪烁3S后，黄灯亮2S，如此循环……与其顺序是：东西绿灯和黄灯亮30S的时间里，南北红灯亮30S，此时，绿灯亮25S，闪3S，后黄灯亮2S后灭，按下停止控制开关SB2后，所有交通灯都灭。
I/O分配：输入端：SB1 ：00000，启动按钮SB2 ：00001，停止按钮输出端：Y0 ：01100，南北红灯30秒Y1 ：01101，东西绿灯25秒+3秒闪烁Y2 ：01102，东西黄灯2秒 Y3 ：01103，东西红灯30秒Y4 ：01104，南北绿灯25秒+3秒闪烁 Y5 ：01105，南北黄灯 2秒I/O 分配表如下：接线图： 梯形图：（输 入 端）（输 出 端） 名 称 地 址 功 能 名 称 地 址 功 能 SB 100000起动系统运行Y0 01100 南北向 红灯 Y1 01101 东西向 绿灯 Y2 01102 东西向 黄灯 SB 200001停止系统运行Y301103 东西向 红灯 Y4 01104 南北向 绿灯 Y501105南北向 黄灯欧姆龙PLC交通灯控制系统语句表LD 0.00OR 200.00 ANDNOT 0.01 OUT 200.00 LD 200.00 ANDNOT TIM005 TIM 000 #250 LD TIM000 TIM 001 #30 LD TIM001 TIM 002 #20 LD TIM002 TIM 003 #250 LD TIM003 TIM 004 #30 LD TIM004 TIM 005 #20 LD 200.00 ANDNOT TIM002 OUT 11.00LD 200.00 ANDNOT TIM000 LD TIM000 ANDNOT P_1s ANDNOT TIM001 ORLDOUT 11.01LD TIM001 ANDNOT TIM002 OUT 11.02LD TIM002 ANDNOT TIM005 OUT 11.03LD TIM002 ANDNOT TIM003 LD TIM003 ANDNOT P_1s ANDNOT TIM004 ORLDOUT 11.04LD TIM004 ANDNOT TIM005。
《PLC应用技术实训》交通信号灯1 系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计高/低峰时段运行和带数显倒计时LED灯的交通信号灯PLC控制程序，普通交通信号灯时序图如下图所示。
（红灯行列向为30s 切换一次)。
1.1.2 性能指标要求1、基本功能要求1）交通高峰时段为每日的上午7:30~9:00和下午的16:30 ~18: 00，交通高峰时红灯为40s切换一次。
按时序图规律,其中绿闪、黄灯时长不变,绿灯常亮缩短到35s。
2）交通低峰时段从每日的上午6:00开始,除去高峰时段，到22:00结束,交通低峰时红灯为20s切换一次。
绿灯按时序图规律同理安排。
3）交通晚间时段从当日的22:00开始，到次日6:00结束,该时段十字路口的4个方向均按黄灯闪烁运行。
4）由于实验模块只有一组数码管，只需编写一对方向的倒计时数码显示。
如显示东西向低峰时段信号灯倒计时数码值,先走东西向红灯20s倒计时，绿灯再走18s，最后黄灯亮2s;再重复下一轮………低峰时以此类推。
晚间时段不显示倒计时。
5)程序设计开始之前应绘制流程图或顺序功能图。
6)撰写课程设计报告,报告中应包含I/O分配表和I/O接线图，按照题目要求完成程序源码编写、调试及关键代码注释。
2、扩展功能要求时段分配的时钟指令,应有“对时”操作功能（可触摸屏操作)，以及手动调用各时段。
其中,对时功能为校准北京时间，验收时使用手动调用或时钟指令分钟”段调用。
1.2 设计思路及设计框图1.2.1设计思路通过翻阅书本，根据上学期实验课所学知识进行改进。
随后根据写好的程序内的I/O分配表进行接线。
1.2.2总体设计框图2 各个模块程序的设计2.1 各功能电路实现原理（1）为了实现24小时不同时间段高峰、低峰、晚间，利用时钟时令，来进行手动切换。
（2）为了实现高低峰一个周期，利用计时器，使用T37为高峰计时器、T38为低峰计时器。
利用比较指令来实现红绿黄灯不同时间交通亮灭。
