基于PLC智能交通信号控制大型实验指导书

基于PLC的智能交通信号控制大型实验指导书

十字路口交通灯控制实验

1 实验目的

通过实验，使同学们在可编程控制器的软、硬件方面得到综合的学习和锻炼。

2 实验要求

1、对Allen-Bradley公司的SLC系列产品，特别使微型可编程控制器有深入的了解。

2、学会安装、编程或调试Allen-Bradley公司的小型可编程控制器Micrologix1000和Micrologix1500及其相应的扩展模块。

3、学会操作Rslogix500软件包，对系统进行组态，对对象进行编程。

4、学会使用Rslinx软件包，对系统进行组态及通信。

5、进一步巩固学习可编程控制器的基本指令的功能及应用，实现编程及调试过程。

6、了解交通灯的控制规律，完成十字路口交通灯控制的编程与调试。

3 实验所需装置

微型可编程控制器Micrologix1000 控制器出线连接板 PC机 1761－CBL-PM02 十字路口交通系统实验平台

4 实验内容

在城市十字路口交通灯示意图中，东西南北每面都有四个控制灯，分别为：

● 禁止通行灯 （亮时为红色） ● 左拐灯 （亮时为绿色）

● 直通灯 （亮时为绿色）

● 右拐灯 （亮时为绿色，控制为常亮）

1、交通灯的控制要求如下：

当交通灯系统启动开关接通时，

◆ A、D方向：A、D方向（南北）直通 灯点亮，同时B、C方向（东西）禁止通行红灯点亮，维持10S（也可以在南北直通 灯亮7S后以亮0.5S灭0.5S的占空比闪亮3S），可以在2S后点亮第一位数码管，显示8，以后以1S的速度递减分别显示7、6、5、4、3、2、1、0。此时刚好10S到，熄灭数码管，再点亮A、D方向左拐灯，维持10S（也可以最后3S闪亮）后（可按上述方法控制数码管），紧接下一步。

◆ B、C方向：B、C方向（东西）直通灯点亮，同时，A、D方向禁止通行红灯点亮，维持10S，B、D方向向左拐灯点亮，维持10S后完成第一个周期动作（数码管控制规律相同），返回到开始动作周而复始的循环。

说明：在上述控制过程中，右拐灯控制为常亮。通行时间可以由实验者自己确定。

2、十字路口交通灯时序图

图4.1.1 十字路口交通灯时序图

3、I/O分配表

灯 禁止通行 右拐 直通 左拐 数码管

A.D（南北） O：0/0 O：0/5 O：0/2 O：0/3 O：0/8～11

B.C（东西） O：0/4 O：0/5 O：0/6 O：0/7 O：0/8～11

4 实验步骤

1、熟悉及Micrologix1000，Micrologix1200及Micrologix1500组成、安装及与PC的连接；Micrologix1000 I/O分布；Micrologix1200及Micrologix1500的I/O分布及扩展模块的I/O分布。

2、熟悉并操作Rslogix500软件包及变成方法。

3、熟悉并操作Rslinx软件包。 4、用上述两软件包进行系统组态，确认系统连接成功。

5、理解实验内容，构思并编制实验梯形图。

6、下载并调试。

提示：利用若干个定时器控制两个方向的四个灯的点亮时间及亮、灭顺序。

思考：上述实验为交通灯正常时序控制，若改为急车强通控制，试编制程序，即有急车来时，不管原来交通灯的状态如何，一律强制有急车方向的绿灯亮，放行急车，直到通过为止，随后按正常时序控制。

付：交通灯控制梯形图提示：

交通灯控制梯形图

结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验

1 实验目的

1、进一步熟悉Allen-Bradley公司的微型可编程控制器的运用。

2、充分理解与实验I/O点的分配及运用。

3、进一步提高编程技能，实验路矿的模拟控制。

2 实验内容

1、实验台介绍

实验台为十字路口模型，分A（南）、D（北）、B（东）、C（西）四个方向，每个方向为六车道控制，有规律的对称布置，每个方向车流流向为左拐、直通、右拐，中间为四面的交通灯控制显示。 交通灯周围对称布置着直通和左拐车流。车流用24V直流电源控制的众多灯的闪亮来模拟，闪亮时间由实验者根据实验的模拟情况来确定。车流的控制要配合四面的交通灯的控制要求。交通灯的控制规律见十字路口交通灯控制实验说明。

实验台的一个侧面有90个引出插座，供实验者组线用。要注意插座与路况上每个车（即控制灯）对应关系。Micrologix1500的扩展I/O模块的输出口已由插线平台引出。路况上车流的控制规律如下：

A、D、B、C每面最外围六个灯接到一起形成闪亮控制，闪亮时间由实验者根据需要而定。最外围以内的灯模拟车流的规律实验者可以根据实际的路况控制自行构造。

2、推荐参考控制规律

开启开关接通，首先A、D方向直通灯和右拐灯点亮，同时B、C方向进制通行灯和右拐灯点亮。A、D方向的直通车和右拐车滚动行驶（按一定延时时间顺序点亮某一方向的灯），通行时间为16S，此间，A、D方向左拐车及B、C方向直通和左拐车禁止通行，B、D方向允许右拐车通行。16S到后，A、D方向的直通车禁行，左拐车通行。过后，A、D方向禁止通行灯点亮，同时左拐车禁行，B、C方向直通灯点亮，直通车通行。也通行16S后，B、C方向直通灯熄灭，直通车禁行，左拐灯点亮，左拐车通行，通行16S后返回起始点循环控制。（若加上数码管可按上一实验所述规律控制）。

3、编号控制

① A1=A2=B1=B2=C1=C2=D1=D2:

右拐灯不断闪亮

② A4→8→3→D4, D7→6→1→A7：

A、D直通灯亮，B、D禁止红灯亮

③ A5→15→10→C5, D6→12→13→B6：

A、D左拐

④ B4→7→2→C4, C7→5→4→B7：

B、C直通

⑤ B5→14→16→A6, C6→9→11→D5：

B、C左拐

⑥ A3→B8;B3→D3;D8→C3;C8→A8：

A、B、C、D右拐灯亮

3 实验所需装置

Micrologix1000 Micrologix1200及1769-0W8 1761－CBL-PM02

Micrologix1500（1764-LSP 1769-0B16 1764-24BWA 1769-ECR）

十字路口交通系统实验平台 PC机

4 I/O地址分配

在本智能交通控制系统中没有需要控制的输入信号，所以这里不需要对输入点进行分配，下面对输出地址进行分配。 1、控制器输出模块地址分配

标号 功能说明 输出端口号

1 AD向禁止通 O：0.0/0

2 AD向直通 O：0.0/2

3 AD左拐 O：0.0/3

4 BC向禁止通行 O：0.0/4

5 BC向直通 O：0.0/6

6 BC左拐 O：0.0/7

7 AD，BC右拐 O：0.0/5

说明：这是十字路口红绿灯的控制地址位分配。由于红绿灯的电压为3V直流，所以在控制器的上述输出端口对应的电压应该为3V

8 路况模拟最边上一圈以及右拐的所有灯 O：0.0/1

说明：对应的电源电压为24V直流

9 七段数码管显示（YA，YB，YC，YD） O：0.0/8～11

说明：YA，YB，YC，YD为与数码管相连的译码器的四个输入端（从低位到高位），分别与控制器的8～11输出位对应相连。控制器中对应输出位相应的电源电压为5V

2、输出扩展模块地址分配

标号 功能说明 输出端口号

1 输入电源24V ＋VDC

2 电源接地点 DCCOM

3 AD直行 O：2.0/0～3

4 AD左拐 O：2.0/4～7

5 BC直行 O：2.0/8～11

6 BC左拐 O：2.0/12～15

3、路况模拟的控制点与具体灯泡的对应关系

输出端口号 路况灯泡编号

out0 A4，D7

out1 8，6

out2 3，1

out3 D4，A7

out4 A5，D6

out5 15，12

out6 10，13

out7 C5，B6 out8 B4，C7

out9 7，5

out10 2，4

out11 C4，B7

out12 B5，C6

out13 14，9

out14 16，11

out16 A6，D5

说明：上面的输出端口号output1代表O：2/1，控制着编号为8和6的灯（此两灯连成一个点），output15控制着编号为A6和D5的灯等等以此类推。

由于路况边上的一圈灯泡都接为一个点了，所以这里把路况模拟做成4点控制的，即中间部分是滚动的，可以看见灯泡的闪动，真实模拟了车流。

Micrologix1500（或Micrologix1200）的扩展输出模块的16个输出端口（或8个输出端口）已接到控制器转接板上。

O：0.0/0～O：0.0/11为Micologix1500的基本输入输出模块的输出点；O：2.0/0～O：2.0/15为Micrologix1500扩展输出模块的控制点。这里扩展输出模块为O：2是因为在实验中我们在控制器的扩展槽中加了一块输入扩展模块，如果没有输入扩展模块，那么对应的输出模块应为O：1，希望注意。

5 实验步骤

1、 对系统组态

2、 构思控制规律

3、 确定所需I/O点数，分配I/O点

4、 编程及调试

提示：1、程序结构划分：（梯形图供分为56行，大致的功能划分为）

1、0000～0010行控制红绿灯

2、0011～0018行控制路况模拟中的AD直行

3、0019～0026行控制路况模拟中的AD左拐

4、0027～0034行控制路况模拟中的BC直行

5、0035～0042行控制路矿模拟中的BC左拐

6、0043～0055行控制控制七段数码显示

2、程序编译：

当把交通路况分析清楚后，在编写程序时就比较容易了，相对来说，数码管要复杂一些，所以这里只是对七段数码显示的程序段作一点说明。