电气系毕业设计PLC控制交通灯系统.pdf

目录摘要第一章引言.1.1 概述.1.2 PLC的特点及应用.1.2.1 PLC的特点.1.2.2 PLC的应用.1.3 PLC的结构及原理.1.3.1 PLC的分类.1.3.2 PLC的结构.1.3.3 PLC的工作原理.1.3.4 PLC的汇编语言，基本指令和编程器 件.第二章PLC控制交通灯系统.2.1 十字路口交通灯控制实际情况.2.2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实 验.2.3 交通灯控制流程图.第三章交通灯硬件设计.3.1 硬件及外围元器件的选择.3.2 PLC外部接线图的设计.3.3 交通灯的保护措施.3.4 干扰的来源3.5 抗干扰措施第四章交通灯控制程序设计.4.1 十字路口交通灯模拟控制时序图.4.2 可编程控制器I/O 端口分配 表.4.3 控制程序梯形图.4.4 程序设计.第五章设计总结.5.1 难点分析.5.2 调试错误与修改方法.5.3 收获与体会.参考文献致辞第一章引言1.1 概述据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大 都采用定时来控制（不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取 代交通灯的情况），这样必然产生如下弊端:当某条路段的车 流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相 对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象 是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨 声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。交通信号灯 的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道 路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路 的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实 现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提 高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问 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，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC 设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重 要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制 器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现 代工业中的作用更加突出。同时，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。在该设 计中，还引入F940触摸屏模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆 通行,十分形象地显示出了 PLC在交通灯系统中的实际应用.1.2 PLC的特点及应用1.2.1 PLC的特点PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算 机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高 可靠性丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力;它 采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑 运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产 过程;它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便。其特点可以归纳为以下几点：1.可靠性高，抗干扰能力强；2.通用性高，使用方便；3.程序设计简单，易学，易懂；4.采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便；5.系统设计周期短；6.安装简便，调试方便，维护工作量小；7.对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产。1.2.2 PLC的应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文 化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1.开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继 电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的 控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷 机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线 等。2.模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制 器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D 和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构 配置来说,早期直接用于开关量I/0模块连接位置传感器和 执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步 进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主 要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机 械、机床、机器人、电梯等场合。4.过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PI D调节是一般闭环控制系统中用得较多的 调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC 也具有此功能模块。PI D处理一般是运行专用的PI D子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广 泛的应用。5.数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑 运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在 存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用 通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处 理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也 可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大 型控制系统。6.通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC 厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.3 PLC的结构及原理1.3.1 PLC的分类1 按PLC的结构形式分类：整体式；模块式。2.41PLea分类、型256点以下中型输 入 接 口 部中央处理单元CPU板接 口 部 件 输256点以上，2048点以下；大型2048点以上。3.按PLC功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。1.3.2 PLC的结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构 基本上与微型计算机从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示 面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整 体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模 块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC的基本结构框图如下接受动现 驱号场信受控元件一、CPU的构成PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台 PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收 并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置 送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电 源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后 再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控 制电路，与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实 现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯 片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作 速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据，是PLC 不可缺少的组成单元。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令 及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥 下工作。CPU的寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也 是在控制器指挥下工作。CPU虽然划分为以上几个部分，但PLC中的CPU芯片实 际上就是微处理器，由于电路的高度集成，对CPU内部的详 细分析已无必要，我们只要弄清它在PLC中的功能与性能，能正确地使用它就够了。CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种 接口及设定或控制开关。一般讲，CPU模块总要有相应的状 态指示灯，如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC 的主箱体也有这些显示。它的总线接口，用于接I/O模板或 底板，有内存接口，用于安装内存，有外设口，用于接外部 设备，有的还有通讯口，用于进行通讯。CPU模块上还有许 多设定开关，用以对PLC作设定，如设定起始工作方式、内 存区等。二、I/O模块:PLC的对外功能，主要是通过各种I/0接口模块与外界 联系的，按I/0点数确定模块规格及数量，I/0模块可多可 少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最 大的底板或机架槽数限制。I/0模块集成了 PLC的I/0电 路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存 器状态。三、电源模块：有些PLC中的电源，是与CPU模块合二为一的，有些 是分开的，其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作 电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源 以其输入类型有：交流电源，加的为交流220VAe或 110VAC,直流电源，加的为直流电压，常用的为24V。四、底板或机架：大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机 械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。五、PLC的外部设备外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类1.编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工 作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不 可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。2.监控设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或 通过画面监视数据。3.存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如 EPROM、EEPROM 写入器等。4.输入输出设备：用于接收信号或输出信号，一般有条码读 人器，输入模拟量的电位器，打印机等。六、PLC的通信联网PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC 与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一 个统一的整体，实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新 产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里 的范围内交换信息。当然，PLC之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC与计 算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标 准通讯协议靠拢，这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算 机之间可以方便地进行通讯与联网。了解了 PLC的基本结构，我们在购买程控器时就有了一 个基本配置的概念，做到既经济又合理，尽可能发挥PLC所 提供的最佳功能。1.3.3 PLC的工作原理PLC用户程序的执行采用循环扫描工作方式。它有两种 基本工作模式，即运行模式（RUN）和停止模式（STOP）。在运行模式中，PLC除进行内部处理和通信服务工作外,还要完成输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段的周期扫 描工作。（1）输入采样阶段:在此阶段，顺序读入所有输入缎子 通断状态，并将读入的信息存入内存，接着进入程序执行阶 段，在程序执行时，即使输入信号发生变化，内存中输入信 息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能读 入信息。(2)程序执行阶段：PLC对用户程序扫描。(3)输出刷新阶段：当所有指令执行完毕通过隔离电 路，驱动功率放大器，电路是输出端子向外界输出控制信号 驱动外部负载。1.3.4 PLC的汇编语言，基本指令和编程器件采用面向控制过程，面向问题，简单直观的plc编写横 语言，常用的有：梯形图，语句表，功能图等。1.梯形图：由继电器控制逻辑演变而来，两者具有一定 程度的相似性，但梯形图编程语言功能更强更方便。主要特点：1)自上而下，从左到右的顺序排列，两列垂直线为母 线。每一逻辑行，起使左母线。2)梯形图中采用继电器名称，但不是真实物理继电 器称为“软继电器”3)每个梯级流过的是概念电流，从左向右，其两端 母线设有电源。4)输入继电器，用于接入信号，而无线圈，输入继 电器，通过输入接入的继电器，晶体及晶闸管才能 实现。2.语句表：又叫指令表，类似计算机汇编语言形式，用指令的记助符编程。例：下图是三菱公司的FX2N系列产品 的最简单的梯形图例Y0000 _ ENDX0001它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅 一个END指令，用以结束程序。梯形图与助记符的对应关系：助记符指令与梯形图指令 有严格的对应关系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予以 体现。一般讲，其顺序为：先输入，后输出（含其他处理）;先上，后下；先左，后右。有了梯形图就可将其翻译成助记 符程序。上图的助记符程序为：地址指令变量0000 LD X0000001 OR X0100002 AND NOT X0010003 OUT Y0000004 END反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图。PLC的基本指令有输入输出指令（LD/LDI/OUT）;触点 串连指令（AND/ANDI）、并联指令（OR/ORI）;电路块的 并联和串联指令（ORB、ANB）;程序结束指令（END）.3.电路块的并联和串联指令（ORB、ANB）含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接 块”，串联电路块并联连接时，支路的起点以LD或LDNOT 指令开始，而支路的终点要用ORB指令。ORB指令是一 种独立指令，其后不带操作元件号，因此，ORB指令不 表示触点，可以看成电路块之间的一段连接线。如需要将 多个电路块并联连接，应在每个并联电路块之后使用一个 ORB指令，用这种方法编程时并联电路块的个数没有限 制；也可将所有要并联的电路块依次写出，然后在这些电 路块的末尾集中写出ORB的指令，但这时ORB指令最多 使用7次。将分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时 使用AN B指令,各并联电路块的起点，使用LD或LDN0T 指令；与ORB指令一样，ANB指令也不带操作元件，如 需要将多个电路块串联连接，应在每个串联电路块之后使 用一个ANB指令，用这种方法编程时串联电路块的个数 没有限制，若集中使用ANB指令，最多使用7次。4.程序结束指令（END）在程序结束处写上END指令，PLC只执行第一步至 END之间的程序，并立即输出处理。若不写END指令，PLC将以用户存贮器的第一步执行到最后一步，因此，使 用END指令可缩短扫描周期。另外。在调试程序时，可 以将END指令插在各程序段之后，分段检查各程序段的 动作，确认无误后，再依次删去插入的END指令。其他的一些指令，如置位复位、脉冲输出、清除、移 位、主控触点、空操作、跳转指令等，同学们可以参考一 些课外书，在这里我们不详细介绍了。在PLC编程器中，一般情况下，X代表输入继电器，Y代表 输出继电器，M代表辅助继电器,SPM代表专用辅助继电器,T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表 数据寄存器，MOV代表传输等。第二章 PLC控制交通灯系统2.1十字路口交通灯控制实际情况南北主干道直行绿27s直行绿闪3S左转绿10S左 转绿闪3s黄2s红45S东西人行道红45s绿27s绿闪3S红60S东西主干道红45S直行绿27s直行绿闪3s左转绿 10S左转绿闪3S黄2s南北人行道 绿27s绿闪3S红60S循环控制方式交通灯变化顺序表（单循环周期90秒）1.南北向（列）和东西向（行）主干道均设有直行绿灯 27S,直行绿灯闪亮3S,左行绿灯10S,左转绿闪3S,黄 灯2s和红灯45S。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道 应依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪 亮和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依 次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪亮和 黄灯。2.南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮，当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行人道绿灯也要对应闪 亮，其它时间为红灯。东西人行道通行绿灯于东西主干道直 行绿灯点亮时点亮，当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人 道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。2.2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验在 PLC交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面都有3 个控制灯，分别为：禁止通行灯（亮时为红色）准备禁止通行灯（亮时为黄色）直通灯（亮时为绿色）另外行人道东西南北每面都有2个控制灯，分别为：禁止通行灯（亮时为红色）直通灯（亮时为绿色）结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系 统如下：当交通灯系统启动开关接通时，1.南北向（列）和东西向（行）主干道均设有绿灯10S,绿灯闪亮2s（亮0.1灭0.1）,黄灯2s和红灯14S。当南北 主干道红灯点亮时，东西住干道应依次点亮绿灯，绿灯闪亮，黄灯，反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点 亮绿灯，绿灯闪，黄灯。2.南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮，当南 北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应 闪亮，其它时间为红灯。东西行人道通行绿灯于东西主干道 绿灯点亮是点亮，当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西 行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。3.除此之外另设两个功能，使用10个脉冲开关。实现 让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量。其中8个 安装在人行道的两边当东西方向行走的盲人要过马路的时 候，按下脉冲开关东西向行人道绿灯亮起，南北向主干道红 灯闪亮，延迟10秒恢复原来的控制系统。南北向脉冲开关 对应东西向功能相同，另外两个脉冲开可以控制车流量，当 东西向主干道等待车量较多的时候，按下东西向控制脉冲开 关，东西向主干道延长绿灯点亮时间到15秒。东西向行人 道绿灯也要对应延长。南北向脉冲开关对应东西向功能相 同。2.3十字路口交通灯流程图启动开关东西主干道东西绿灯亮南北红灯亮OS东西绿灯闪2S南北主干道 414S南北绿灯亮10S东西黄灯亮南北绿灯闪2S2S东西红灯亮南北黄灯亮束 结启动开关南北行人道南北红灯亮东西绿灯亮4S114S南北绿灯东西行人道10S14SOS1A南北绿灯闪结束东西绿灯闪4S东西红灯亮交通灯模拟控制系统流程图盲人脉冲按键控制流程图对应方向绿灯点亮时间 延长到15秒，另一方向 红灯点亮延长到15秒N手动控制车流量流程图第三章交通灯硬件设计3.1 交通灯硬件及外围元器件的选择根据信号灯的要求，所有器件有：三菱FX系列PLC,启动按钮SB1,停止按钮SB2,红黄绿色信号灯各4个，各 种传感器以及若干导线。3.2 PLC外部接线图的设计输入，输出接口连线如下图所示：由图可见启动按钮SB1接于输入继电器X0端，停止按 钮SB2接于输入继电器X1端，东西方向绿灯接于输出继电 器Y5端，东西方向黄灯接于输出继电器Y4端，东西方向 的红灯接于输出继电器的Y3端，南北方向的绿灯接于输出 继电器的Y2端，南北方向的黄灯接于输出继电器的Y1端，南北方向的红灯接于输出继电器的Y0端。将输出端的 C0M1和COM2用导线相连，输出端的电源为交流220V。如果信号灯的功率较大，一个输出继电器不能带动两只信号 灯，可以采用一个输出点驱动一只信号灯，也可以采用输出 继电器先带动中间继电器，再由中间继电器驱动信号灯。停止起动南北红灯南北黄灯南北垛灯东西红灯东西黄灯东西嫌灯3.3 交通灯的保护措施感应线圈（电感式传感器）电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深 处的环状绝缘电线（特别适合新铺道路，可用混凝土直接预 埋，老路则需开挖再埋）。当有高频电流通过电感时，公路面 上就会形成如图1（a）中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入 这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线 的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该 感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应 线圈中流动的高频电流的振幅（本论文所涉及的检测工作方 式）和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振 幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝 缘电线作为振荡电路的一部分，则只要检测振荡频率的变化 即可知道汽车的存在和通过。电感式传感器的高频电流频率为60kHz,尺寸为 2x3m,电感约为100 H.这种传感器可检测的电感变化率在 0.3%以上。电感式传感器安装在公路下面，从交通安全和美观考虑,它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上 检测电感电流变化的检测器，并将之转化为标准脉冲电压输 出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比 较鉴别部。传感器的铺设车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现 象，环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上 中的出口地（停车线处）以及在离出口地一定远的进口的地方 各铺设一个相同的传感器，方案如图3（以典型的十子路口为 例），同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时 所允许的最长停车车龙为好。3.4 干扰的来源所谓干扰，就是有用信号以外的噪音或造成恶劣影响的 变化部分的总称。干扰源有的在设备内部，有的在设备外部。1.外部干扰有：电台及雷达发射的电磁波；太阳及其它 天体辐射的电磁波；气象条件、空中雷电、气温、湿度、地 磁场影响；周围电气装置如高压输电线、汽车、日光灯、家 用电器发出的电或磁的干扰；电机、接触器的启停和通断；供电电源的波动；各接地点间的点位差等。2.内部干扰有：信号线互相之间的串扰；多点接地造成 的电位差；寄生振荡；元件热噪音、触点电势的影响；馈电 系统电压或电流突变引起的浪涌干扰；相邻回路之间的耦 合；数字地和摸拟地的影响等；在实际工作环境中，干扰总是客观存在的。内部干扰与 系统结构有关，它可以通过精心设计，改变结构布局和生产 工艺等方法，将内部干扰抑制到工程所允许的程度。外部干 扰是随机的，它与系统结构无关，因而难以对干扰源加以限 制，而只能针对不同情况，采用不同的方法来处理。3.5抗干扰措施1.系统总体设计中的抗干扰措施无论控制系统的规模如何，在总体设计时就应该充分考 虑系统的抗干扰措施，尽量提高它的抗干扰能力。在具体的 电路设计上，应注意一下几个方面：提高系统电平、采用选 通脉冲输出、去耦电容、模拟量输入方法、A/D转换器的选用。2.信号隔离在信号传输网络中，为了避免形成接地环路引入的电位 差，同时也是为了切断干扰噪音的通道，需要将输入和输出 的信号与系统本体在电路上分开，我们把这种措施称之为信 号隔离。当然，采取了隔离措施之后，系统的信号传输功能 仍应保持不变。信号可分为开关量（或称数字量）和模拟量 两大类型，信号隔离方法很多，主要有：开关隔离、光电耦 合、固态继电器、隔离放大器。3.光纤传输与传感第四章 交通灯控制程序设计4.1十字路口交通灯模拟控制时序图东西红十字路口行人道交通灯模拟控制时序图南北绿4S14S东西向绿灯延时时序图4.2 PLC的I/O分配与接线1.PLC的I/O分配启动开关0000停止开关0001东西主干道绿灯1000东西主干道黄灯1001东西主干道红灯1002南北主干道绿灯1003南北主干道黄灯1004南北主干道红灯1005东西行人道绿灯1100东西行人道红灯1101南北行人道绿灯1102南北行人道红灯1103东西向绿灯延迟 控制按钮0004南北向绿灯延迟控 制按钮0005东西盲人脉冲按 钮0003南北盲人脉冲按钮00022.PLC的I/O接线4.3控制程序梯形图LOOOZ4.4程序设计0LD 00001OR 203002AND-NOT00013AND-NOT200004OUT203005LD 203006AND-NOT200017AND-NOT202038OUT203019LD 2030110OR Tl M00511OR Tl M02712OR 2000013AND-NOTTl M 00214AND-NOT2010315AND-NOT000116OUT2000017TlM 000#10018Tl M 001#12019Tl M 002#14020LD Tl M 00221OR 2000122OR Tl M01823AND-NOTTl M 00524AND-NOT000125AND-NOT2020326OUT 200127TlM 003#10028Tl M 004#12029TlM 005#14030LD 000431OR 2010032AND-NOT000033AND-NOT000534AND-NOT000135OUT2010036LD 2010037AND2010538OUT2010239LD Tl M 00540OR Tl M02741OUT2010542LD 2010243OR 2010344AND-NOT000145AND-NOTTl M 01846OUT2010347Tl M 016#15048Tl M 017#17049Tl M 018#19050LD 000551OR 2020052AND-NOT000153AND-NOT000054AND-NOT000455OUT2020056LD Tl M 00257LD Tl M01858OUT2020559LD Tl M 2020060AND2020561OUT2020262LD 2020263OR 2020364AND-NOT65AND-NOT000102766OUT2020367Tl M 025#15068TlM 026#17069TlM 027#19070LD 2000071AND-NOTTl M 00072LD 2010373AND-NOTTl M 01674ORLD75AND-NOT000176OUT2000277LD Tl M 00078AND-NOTTl M 00179LD Tl M01680AND-NOTTl M 01781ORLD82AND-NOT2000483AND-NOT000184OUT2000385Tl M 006#00286LD Tl M 00687OR Tl M00888OR Tl M01089OR Tl M00990OR 2000491AND-NOTTl M 00792AND-NOT000193OUT2000494Tl M 007#00295LD 2000296OR 2000397AND-NOT98AND-NOT00012000999OUT 1000100LD Tl M001101AND-NOTTl M 002102LD Tl M 017103AND-NOTTl M 018104ORLD105AND-NOT20009106AND-NOT0001107OUT 1001108LD 20000109AND-NOTTl M 002110LD 20103111AND-NOTTl M 018112ORLD113AND-NOT20009114AND-NOT0001115OUT 1103116LD20000117AND-NOTTl M 002118LD 20103119AND-NOTTl M 018120ORLD121AND-NOT20103122AND-NOT0001123OUT20015124LD 20015125OR 20014126AND-NOT0001127OUT 1005128LD 20001129AND-NOT130LD 20203131AND-NOTTl M 003Tl M 025132ORLD133AND-NOT0001134OUT20005135LD Tl M003136AND-NOTTl M 004137LDTl M025138AND-NOTTl M 026139ORLD140AND-NOT20004141AND-NOT0001142OUT20006143Tl M 008#002144LD 20005145OR 20006146AND-NOT20013147AND-NOT0001148OUT 1003149LD Tl M 004150AND-NOTTl M 005151LD Tl M026152AND-NOTTl M 027153ORLD154AND-NOT0001155AND-NOT20013156OUT 1101157LD 20001158AND-NOTTl M 005159LD 20203160AND-NOTTl M 027161ORLD162AND-NOT163AND-NOT164OUT 1101200130001165LD 20001166AND-NOTTl M 005167LD 20203168AND-NOTTl M 027169ORLD170AND-NOT0001171AND-NOT20009172OUT21000173LD 21000174OR 20011175AND-NOT0001176OUT 1002177LD Tl M001178AND-NOTTl M 002179LD Tl M017180AND-NOTTl M 018181ORLD182AND-NOT20004183AND-NOT0001184OUT20007185TlM 009#002186LD Tl M 004187AND-NOTTl M 005188LD Tl M 026189AND-NOTTl M 027190ORLD191AND-NOT20004192AND-NOT0001193OUT20008194Tl M 010#2195LD 20007196OR 20003197OR 20002198OR 20013199AND-NOT0001200OUT 1100201LD 20008202OR 20005203OR 20006204OR 20009205AND-NOT0001206OUT 1102207LD 0002208OR 20009209AND-NOTTl M 011210OUT20009211Tl M 011#100212LD 20009213AND-NOT20010214OUT20011215Tl M 012#010216LD Tl M012217OR Tl M015218OR 20010219AND-NOTTl M 013220OUT20010221Tl M 013#010222LD0003223OR 20013224AND-NOTTl M 014225OUT20013226Tl M 014#100227LD 20013228AND-NOT20010229OUT20014230Tl M 015#010231END215216217218219220221222223224225第五章设计总结5.1 难点分析本程序在设计过程遇到了一些难点我把它整理了一下发 现有以下几个问题。1.行人道红绿灯和主干道红绿灯的对应关系因为实际的红绿灯控制中行人道的红绿灯和主干道的 红绿灯是有这一定的对应关系的，所以在编程前一定要理清 它们，这样有利于在编程时简化程序、减少PLC不必要的运 算。2.盲人脉冲按键按下时要实现功能的同时不影响和它没关 系的主干道盲人在东西南北的行人道同时通过十字路口的情况不 会经常出现，可以说是非少的，如果我们要把盲人脉冲分开 东西控制和南北控制使他不影响和它没关系的主干道就可 以使车辆行走更加通顺减少车辆堵塞的情况。要实现这样的 功能就要在脉冲按键按下时不影响他们的计时程序只在对 应的主干道红绿灯输出程序上进行插入常闭继电器以此把 输出程序断开3.手动车流控制按键的控制方式手动车流控制按键是对相应的主干道绿灯延长的进行 控制，但不能使它在按下时使改变当时的红绿灯显示情况，如现在是南北红灯东西绿灯时按下南北绿灯延长按键就不 能使它变成南北绿灯东西红灯。这就涉及到了一个请求和响 应的关系。4.交通灯的闪亮交通灯绿灯在实际运行中是要经过闪烁的，所以在设计 程序中也要加入这个功能，参考了一些PLC的交通灯程序介 绍时发现PLC中有一些继电器可以实现闪烁这些继电器也就 是PLC内部的功能继电器，这是一种硬件实现功能的方法，虽然程序可以减少但比较死板闪烁频率不能控制。由于对 PLC内部的功能继电器不太熟悉（不同型号的PLC内部功能 继电器编号也不一样）我想了一个用程序实现的方法（程序 段在第86条第94条指令之间），此方法可以说是软件实 现功能的方法，虽然程序加长了但闪烁频率可以控制比较灵 活。5.2 调试错误与修改方法经过设计，想一次性把程序完成是非常难的，在调试中 就出现了不少的错误。刚开始的时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起 来而且在完成了一个周期后就循环不起来了。那时真的不知 道从哪里入手，只好一条一条地检查才发现了一条指令把常 闭写成了输出真正的输出口就没有收到信号了。灯虽然是亮 了但仍然循环不起来。从梯形图又仔细的看了一次却看不出 什么问题出来。突然想起来编程器还可以进行监控于是再在 运行的同时进行监控，于是发现了在程序的第一周期一切都 运行正常但再运行下去的时候第二周期就再没有反应了，包 括里面的辅助继电器，最后发现原来是程序前面没有并上完 成这个循环的继电器号。后来就这样把加上其他功能出现的 错误也找出来了。虽然找错误是一个枯燥无味的工作，但只 要你耐心的去做的话，你肯定能学到有用的动西。在不断的 尝试之后才能找到正确的方案来解决设计的难题。5.3 收获与体会经过一个多月的艰苦奋斗，设计成果终于要出来了，我 才松了一口气，俗话说：“万事开头难。”这话一点也不假，回想当初确定这个，还是挺茫然的。不知怎下手。最后采用 了先采集资料、进行实际考察后设计的方法。查找资料也是一件繁琐的事情，虽说网上有资料但要找 到一些真正有用的资料也不是一件容易的事，需要耐心查 找。好了终于到了设计的时候了，花了整整十几天，终于完 成了设计，不过调试的时候却发现结果和想的有所不同，通 过监控和修改才得出了需要的设计。这次的设计让我们增长 了实践技能，还增加了有关交通知识，这些对于我们真是受 益匪浅。最后，我们觉得，不见风雨，怎么能见彩虹呢？我 把体会用十个字概括：天下无难事，只怕有心人一次又一次的学习，探索又，我们慢慢地在体会，研 究和感悟，终于开始领会到将近成功的那一份喜悦，从撰写 开报告，查找资料，程序设计，到整理每一个次的调试，我们学会了细心和耐心，也品尝到了酸、甜、苦、辣，无数 的成功与失败更加肯定了我们 的研究成果。兴趣是自发形 成的，而默契是慢慢培养出来的。当前的社会，科技迅速发 展，知识更新速度大大加快，只有我们共同去探索，用自己 的双手去征服每一片天空，用我们新的力量去打造一片创新 的领域。