交通信号灯PLC控制系统

《PLC技术及应用课程设计》电气工程系毕业设计论文专业名称电气自动化学生姓名王亚飞指导教师宣峰毕业时间目录第1章课题概述................................................................................................. - 1 -1.1课题背景................................................................................................... - 1 -1.2课题要求................................................................................................... - 1 - 第2章总体设计思路与方案............................................................................. - 3 -2.1 整体方案.................................................................................................. - 3 -2.2 顺序功能图.............................................................................................. - 5 - 第3章硬件设计................................................................................................. - 6 -3.1 PLC选型 .................................................................................................. - 6 -3.2 I/O分配 .................................................................................................... - 6 -3.3 PLC外部硬件接线 .................................................................................. - 7 - 第4章软件设计................................................................................................. - 8 -4.1 指令表...................................................................................................... - 8 -4.2 程序梯形图............................................................................................ - 10 - 第5章设计总结............................................................................................... - 16 - 第6章附录............................................................................错误！未定义书签。

致谢............................................................................................................... - 18 - 参考文献....................................................................................................... - 18 -第1章 课题概述1.1 课题背景可变程序控制器（PLC ）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。

自60年代问世以来，PLC 得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、网络通信及与DCS 等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。

交通十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。

靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。

那么控制系统是如何实现红、绿、黄三种颜色信号灯有条不紊工作的呢?交通信号灯控制方式很多，可以用电子电路来实现，也可以用单片机编程控制来实现。

本文主要介绍如何利用PLC 来实现十字路口交通灯的控制。

1.2 课题要求如图1-1系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作。

控制对象有八个：东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。

高峰时段如图1-3时序图二运行， 正常时段按时序图三运行如图1-4，晚上时段按提示警告方式运行规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 S ，暗 0.6 S 的规律反复循环。

高峰时段、 正常时段及晚上时段的时序分配如图1-2时序图一运行。

图1-1 交通示意图时序图一时序图二时序图三图1-2图1-3图1-4第2章总体设计思路与方案2.1 整体方案1.晚间时段如图2-1： M2或M5置位，则S30置位，东西黄灯Y6、南北黄灯Y2亮，同时计数器T10开始计时，0.4S后T10的常开触头闭合，S31置位，东西黄灯Y6、南北黄灯Y2熄灭，同时T11开始计时，0.6S后T11常开触头闭合，S30置位，至此晚间时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。

图2-1 .晚间时段2.正常时段如图2-2：M8、M11、M14其中一个置位，则S40置位，东西红灯Y3、南北红灯Y7、南北左转绿灯Y0亮，同时计数器T15开始计时，5S后S41置位，南北左转绿灯Y0闪烁，T16开始计时，5S后S42置位，南北红灯Y7、南北左转绿灯Y0熄灭，南北绿灯Y1亮，T17开始计时，25S后S43置位，T18开始计时，Y1闪烁，5S后S44置位，南北绿灯Y1熄灭，南北黄灯Y2亮，同时T19开始计时，5S后S45置位，南北红灯Y7、东西左转绿灯Y4亮，T20开始计时，5S后S46置位，东西左转绿灯Y4闪烁，同时T21开始计时，5S后S47置位，东西红灯Y3、南北左转绿灯Y4熄灭，东西绿灯Y5亮，同时T22开始计时，25S后S48置位，东西绿灯Y5闪烁，同时T23开始计时，5S后S49置位，东西绿灯Y5熄灭，东西黄灯Y6亮，同时T24开始计时，5S后S40置位，至此正常时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。

图2-2 正常时段3.高峰时段如图2-3：M17或M20置位后，则S20置位，南北左转绿灯Y0、东西红灯Y3、南北红灯Y7亮, 同时T0开始计时,5S后S21置位,南北左转绿灯Y0闪烁，T1开始计时，5S后S22置位，南北左转绿灯Y0、南北红灯Y7熄灭，南北红灯Y1亮，同时T2开始计时，25S后S23置位，南北绿灯Y1闪烁，同T3开始计时，5S后S24置位，南北绿灯Y1熄灭，南北黄灯Y2亮，同时T4开始计时，5S后S25置位，南北黄灯Y2熄灭，南北红灯Y7亮，同时T5开始计时，5S后S26置位，东西左转绿灯Y4闪烁，同时T6开始计时，5S后S27置位，东西红灯Y3、东西左转绿灯Y4熄灭，东西绿灯Y5亮，同时T7开始计时，25S后，S28置位，东西绿灯Y5闪烁，同时T8开始计时，5S后S29置位，东西绿灯Y5熄灭，东西黄灯Y6亮，同时T9开始计时，5S后S20置位，至此高峰时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。

图2-3 高峰时段图2-5 图2-6 2.2 顺序功能图晚间时段顺序功能图晚间时段顺序功能图高峰时段顺序功能图 正常时段顺序功能图图2-4表3-1：I/O分配表第3章硬件设计3.1 PLC选型1)型号选择：输入控制X0、X1，输出端有东西、南北方向红绿黄灯和东西、南北方向左转弯红绿灯共十个输入输出点，选用PLC 型号：FX2N-16MR 2)本设计采用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是选用FX2N-16MR4型号PLC对东西南北的红、黄、绿、左绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。

控制过程中采用顺序控制设计法用多个定时器和计数器分时段分频率自动实现对八个控制对象的控制，根据交通信号灯的亮灭规律，可用PLC编程对其实行自动控制。

晚上时段黄灯按一定规律亮灭循环，可先用定时器控制其亮灭，再用计数器控制其循环。

高峰时段与正常时段可先选时序图中的90S为一个周期，用定时器与计数器先实现一个周期的循环。

3.2 I/O分配输入输入继电器输入元件作用X0 SB1启动按钮X1 SB2停止按钮输出Y0 KM1 控制南北左转绿灯Y1 KM2 控制南北绿灯Y2 KM3 控制南北黄灯Y3 KM4 控制东西红灯Y4 KM5 控制东西左转绿灯Y5 KM6 控制东西绿灯Y6 KM7 控制东西黄灯Y7 KM8 控制南北红灯3.3 PLC外部硬件接线如图3-1：起动按钮SB1控制系统工作；按钮SB2控制系统停止工作；控制对象：东西方向红灯两个, 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个, 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个, 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯个。

图3-1 硬件接线第4章软件设计4.1 指令表交通灯的控制指令表如下：X0闭合控制系统工作，X1闭合控制系统停止。

4.2 程序梯形图多功能交通灯控制的程序梯形图如下：运用了区间比较指令来比较，运用步进来实现循环。

交通灯循环交错工作。

第5章设计总结经过本次课程设计，让我更加深刻的了解了PLC这门课程，不仅从理论上掌握了课堂上没有学懂的知识，还从实践中拓宽了我的知识面，让我对我们专业的知识有了更加全面的认识，更加清晰的认识到我们专业知识的实用性是如此的强，而且这次课程设计也在一定程度上还锻炼了我们发现问题，解决问题的能力。