分布式课程设计报告实验报告Word文档下载推荐.docx
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完成时间:
2014/6/19
绪论..........................................................................................1
第一部分:
交通灯的设计准备
一.设计的目的........................................................................................2
二.交通灯的现场图.................................................................................3
三.交通灯系统设计要求..........................................................................3
第二部分:
用PLC编程控制程序
一.编程前的准备...................................................................................4
二.硬件选型...........................................................................................5
三.建立符号表........................................................................................6
四.建立变量表.......................................................................................7
五.交通灯控制梯形图.............................................................................8
第三部分:
东向的电气连接图与PLCSM模块图
一.交通灯东向电气连接图....................................................................12
二.电气连接图分析..............................................................................12
三.画图时所遇到的问题.......................................................................12
第四部分:
设计心得
设计心得...................................................................................12
绪论
随着社会的不断进步,社会的不断发展,城市规模的不断扩大,交通也变得日渐复杂。
城市交通问题成越来越引起人们的关注,人、车、路三者的协调,已成为社会关注的焦点,于是交通灯成为了疏导交通最常见和最有效的手段,也成为了城市经济活动及生活活动的重要命脉。
在技术快速发展的当今,交通的自动化不断更新,交通技术迅速的发展,其交通的一些指挥系统光靠人来完成是远远不够的,这就需要设计各种交通指挥自动化系统来完成这些复杂的工作。
从而使交通指挥系统更加有秩序,更加安全。
交通灯通常由红、黄、绿三者颜色的灯组成,用于指挥交通的通行与停止。
当绿灯亮时,允许车辆通行;
当黄灯亮时,已超过停止线的车辆可以继续通行,没超过停止线的车辆停止通行;
当红灯亮时,禁止车辆通行。
在实际应用中,采用PLC来控制的仍然在有一定的比例。
因为采用PLC控制,能够根据不同的路况要求,随时修改控制程序,以改变各信号灯的工作时间和工作状况。
与继电器或逻辑电路控制系统相比,PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和抗干扰能力,其还具有硬件故障的自我检查能力,同时还具有维护方便、改造容易、功能完善,实用性强等特点。
因此具有很大的经济实用性。
第一部分:
交通灯的设计准备
一、设计的目的
课程设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节,是教学计划中进行综合训练的重要实践环节,是有助于培养应用性人才的一种教学形式,它将使得我们同学在综合运用所学知识,解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。
该课程设计的主要目的是:
通过对交叉路口交通灯的控制,首先让我们了解交通灯的具体工作和实现原理,然后通过所给的要求对红绿灯进行PLC编程控制。
同时让我们更进一步的去熟悉Step7软件的编程环境、功能及相关的应用再通过画电气连接图,使我们对电气控制的知识又得以复习和巩固,同时让我们深刻的体会到课程之间的联系强度,为今后从事自动化控制领域的工作打下一定的基础。
二.交通灯的现场图
三.交通灯系统设计要求
1.当把可编程控制器拨向RUN后,程序自行启动运行;
2.东西向的控制权优先于南北向的控制权,并且实现南北同时控制,东西轮流控制,其中东西向分别实现先直行右转再左转的控制。
具体的控制为:
首先南北向红灯亮25S,同时东西向亮绿灯20S,然后闪3S,跳黄灯2S,随后南北向跳绿灯,东西向跳红灯,南北向跳绿灯25S,闪3S,跳黄灯2S,东西向跳红灯30S。
最后南北向跳红灯,东西向跳绿灯,如此循环。
一.编程前的准备
1)根据要求列出如下的表:
其中黄灯闪烁2秒并闪烁2次,每一方格中的绿灯为5秒。
2)表格分析:
根据要求:
a当“东直右为绿灯”时,东左、西直右、西左和南北向都为“红灯”;
b当东左由“红灯变为绿灯”时,东直右仍然亮“绿灯”,而西向及南北向都为“红灯”;
c之后东直右和东左一同“闪烁黄灯3s”然后共同变为“红灯”,在东向由黄灯闪烁变为红灯的同时,西直右也由“红灯”转为“绿灯”,而西左和南北向仍然亮“红灯”;
d接着西左由“红灯转为绿灯”,而西直右仍然保持亮绿灯,东向及南北向仍保存红灯;
e之后西直右和西左一起进入黄灯闪烁3s,然后共同变为红灯,而在西向变为红灯的同时,南北向由红灯转为绿灯,此时东向仍然保持亮红灯。
f在接着南北向由绿灯转为黄灯闪烁,同样闪烁3s后变为红灯,这时东直右由红灯转变为绿灯,之后的亮灯情况同开始一样,进入了不断的循环过程。
3)在“e”步,即南北向由红灯转变为绿灯时,同时进行车辆检测,当东直右的等待车辆超过6辆时,南北向让出控制权,即南北向马上由绿灯进入黄灯闪烁,之后变为红灯,而在其变为红灯的同时,东直右由之前的红灯转变为绿灯。
二、硬件选型
硬件组态的任务就是在STEP7中生成一个与实际的硬件系统完全相同的系统。
由于交通灯属于小规模的控制系统,故选择CPU312C的紧凑型的CPU,比较实用与具有较高要求的小型应用,且价格也相对便宜,若选用CPU313C、CPU314C等的型号,其价格较昂贵,用来实现红绿灯控制不划算。
由于红绿灯的输出地址分别分配与Q4、Q5、Q6上,故给4、5、6槽中分配如图所示的地址。
三.建立符号表
建立的符号表下图所示:
其中T56、T57、T58、T59、T510、T511、和T63、T64、T65分别同T4##对应,控制西向和南北向的黄灯闪烁。
四.建立变量表
建立的变量表如下图:
五.交通灯控制梯形:
1)完整的梯形图为附录所示:
2)核心梯形图为:
其控制过程分析:
1)当将STOP转向RUN-P(仿真中)时,寄存器线圈得电,于是其常开的触点得电。
这时T42、T43、T50、T53、T60同时得电(即Q4.2、Q4.3、Q5.0、Q5.3、Q6.0线圈得电,即“东直右红灯”,其它向都为红灯),并且分别得电10s、5s、13s、18s、26s。
2)当5s后,T43输出为0(即Q4.3为0,即“东左红灯”熄灭),同时T45线圈得电(则Q4.5也立即得电,即“东左绿灯”亮),这时实现“东左方向绿灯变红灯”,“东直右”及“西向”和“南北向”都是“红灯”。
3)当再过5秒,即10s后,T42减为0,输出端Q4.2线圈断电(即“东直右绿灯"
熄灭),接着常闭的Q4.2线圈闭合,T41脉冲定时器得电(开始计时3s),同时T410脉冲定时器也得电(将得电0.5s),则Q4.1(“东直右黄灯亮”)。
0.5s后,T410输出为0(即Q4.1失电,“东直右黄灯灭”),同时T49接通延时定时器得电并开始计时,0.25s后T49输出为1,即T411脉冲定时器得电开始计时,此时T411常闭触点断开,T410断电,当T411计时0.25s后,T411又得电,即T410又得电开始计时,同时Q4.1黄灯又再次亮。
这样再循环一次,则黄灯完成在3s的时间闪烁3次。
(10s后,“东左向”也由“绿灯”进入“黄灯”闪烁阶段,其运行过程同“东直右方向”的类似。
)此时实现“东直右”和“东左”黄灯同时闪烁,西向和南北向仍为红灯。
4)东向黄灯闪烁完后(即过13s后),“西直右”由红灯变绿灯,其他向为红灯。
之后的运行过程同东向类似。
5)程序段7与程序段8为检测东向等待车辆个数的程序。
其实现的过程为:
当南北向绿灯亮时,同时在输入块点击“I1.0”(相当于检测等待的车辆个数),点击两下(相当于给加计数器一个信号),则MW2加1。
同时Q6.4得电,比较器开始将MW1的值与6比较(为了方便调试编程,在编程过程中设定比较器的比较值为2)。
当给加计数器7个信号时,MW1的值为7,通过比较器比较,MW1的值大于6,于是比较器有输出,即Q6.5得电。
这时Q6.5线圈的常闭触点(在Q6.2“南北绿灯”前)断开,即“南北绿灯”熄灭,进入黄灯闪烁,闪烁完后又回到“东直右”方向继续循环执行。
其具体的灯显示过程于上面的表格分析中。
一.交通灯东向电气连接图:
见附录
二.电气连接图分析:
给电气图接上三相交流电,由于控制电路的所用到的电器所能承受的电压都相对较小,故需要一个降压的过程,将交流的高电压降为控制电器能够承受的电压。
同样,交通灯也不能够直接承受220V的电压,需要降压或者给交通灯串联一个适宜的电阻,从而使交通灯可以在允许的电压正常工作。
电路中串有熔断器,是用来保护电路的,防止电路发生短路时造成的一系列损失。
三.画图时所遇到的问题
在画图的过程中发现图像无法垂直的旋转过90度,于是上网搜到了其应用方法,再一个就是右下角的标题快,其容不太符合本次设计所需要的要求,但是想把它修改,却改不了,想删掉了再重画发现也删不掉,于是又去求助了网络,最后得到了帮助,把默认的标题块去掉,自己画了一个适合要求的标题快。
第四部分:
在本次设计主要是针对南北、东西方向交通的分别计时、分别控制。
十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令,是司机和行人的行为准则。
十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。
当前,国大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯,它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔,并自动切换。
它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。
但是,实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的,是高度非线性的、随机的,还经常受认为因素的影响。
因此,