基于三菱PLC的交通灯课程毕业设计.docx
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基于三菱PLC的交通灯课程毕业设计
电气控制与PLC课程设计
课题：
十字路口交通灯控制系统设计
系别：
电气与电子工程系
专业：
自动化
城建学院
2013年6月22日
一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。
二、评分
课程设计成绩评定
成绩：
（五级制）
指导教师签字年月日
一、引言...............................................1
二、系统总体方案设计...................................2
2.1系统硬件配置及组成原理............................2
2.2系统的I/O口配置..................................3
2.3系统接线图设计....................................4
三、控制系统设计.........................................5
3.1控制程序流程图设计................................5
3.2控制程序时序图设计................................6
3.3控制程序设计思路..................................6
四、系统调试及结果分析...................................7
4.1系统调试及解决的问题..............................7
4.2结果分析..........................................7
五、结束语................................................8
六、参考文献..............................................9
七、附录
一、引言
今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。
交通信号灯的控制系统，是城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
设计重点通过PLC实现交通灯自动控制的设计方法。
基于我国城市道路交通控制的现状根据十字路口交通灯的控制要求介绍了应用三菱PLC实现交通信号灯的自动控制。
通过分析对交通信号灯的控制要求，对PLC控制系统进行了软、硬件设计，并通过软件实验证明该系统简单、经济、运行可靠，达到了预期目标,具有很高的实用价值。
通过三菱-64MR-001型PLC实现控制交通灯，并且完成了软件部分设计，并且使用一种简单可靠且实用的应用软件来实现仿真.信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作。
设计要求有直行灯和左转灯的控制，同时有倒计时显示功能。
通行时间自行设定。
若因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式。
扩展功能：
分高峰时段、正常时段和夜间时段实现不同的控制。
二、系统总体方案设计
2.1系统硬件配置及组成原理
系统的硬件配置根据I/O的个数和裕量选择三菱-64MR-001型PLC、7段数码管2个、红灯黄灯绿灯和左转绿灯各四个、继电器9个、蜂鸣器一个、开关4个。
其组成原理是通过PLC来实现交通控制系统的正常运行，系统具有倒计时显示功能和错误报警功能，同时拥有区分正常时段、高峰时段、夜间时段的工作方式。
图2.1系统组成图
2.2PLC的I/O口分配表
类别
电器元件
PLC软元件
功能
输入（I）
按钮SB1
X1
启动
按钮SB2
X2
正常时段
按钮SB3
X3
高峰时段
按钮SB4
X4
夜间时段
输出（O）
东西方向红灯
Y1
东西方向黄灯
Y2
东西方向绿灯
Y3
东西方向左转绿灯
Y4
南北方向红灯
Y5
南北方向黄灯
Y6
南北方向绿灯
Y7
南北方向左转绿灯
Y17
东西南北全绿报警
Y27
数码显示管1
Y10~Y16
倒计时十位数字显示
数码显示管2
Y20~Y26
倒计时个位数字显示
表1I/O口分配表
2.3系统接线图设计
SB1
SB2
SB3
SB4
220V24V
图2.2系统连线图
图2.2系统接线图
三、控制系统设计
3.1控制程序流程图设计
图3.1系统流程图
3.2控制程序时序图设计
当选择正常时段控制程序的时序图如图3.2所示
X2
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y17
图3.2时序图
在高峰时段和夜间时段与正常时段的时序图类似只需将X2改为X3或X4即可
3.3控制程序设计思路
在十字路口的东西、南北十字路口上装设红灯、绿左转、绿直行和黄灯。
按下启动按钮并选择工作时段，当选择为正常时段时，东西方向的红灯亮52s，在此期间南北方向绿灯亮35s、黄灯亮4s、左转绿灯亮10s、黄灯3s。
之后南北方向的红灯亮52s，同样在这期间东西方向的绿灯亮35s、黄灯亮4s、左转绿灯亮10s、黄灯亮3s，然后整个过程循环运行。
在高峰时期时绿灯的切换频率减小，修改红灯延迟时间为62s和绿灯延迟时间45s。
在夜间时段提高绿灯的切换频率，修改红灯延长时间为42s和绿灯的延长时间为25s。
该系统通过Y10~Y16来作为倒计时十位显示的七段数码管的输入，Y20~Y26来作为倒计时个位显示的七段数码管的输入，以此来实现倒计时的功能。
当因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式。
四、系统调试及结果分析
4.1系统调试及解决的问题
设计的系统是通过软件进行的调试，根据控制系统的设计要求画出梯形图，将梯形图编译在仿真软件中，编译后检查语法错误，成功后进行仿真调试，将仿真成功的梯形图转换成指令表。
在设计的过程中解决了如何实现倒计时显示功能和分时段的运行方式。
4.2结果分析
通过仿真实验结果可以知道设计的系统基本完成了设计要求，实现了交通灯系统的正常运行，并具有倒计时显示功能和当系统出现故障时报警功能并关闭所有的红绿灯，而且实现了正常时段、高峰时段、夜晚时段的不同的交通控制。
五、结束语
通过这次课程设计，了解了PLC在实际工程中的运用，可编程序控制器（简称PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动化控制装置，它专门为工业控制而设计，具有功能强，编程简单，使用方便等优点，在现代工业自动控制中使用越来越广泛。
此实验后，基本掌握了三菱-64MR-001型PLC的使用方法，并用其来设计简单的工程控制过程，受益匪浅。
通过这次设计实践。
我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在对理论的运用中，提高了我的应用素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。
能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。
在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法。
在此对老师和同学表示感。
六、参考文献
[1]PLC编程及应用.廖常初主编.第3版.：
机械工业
[2]可编程序控制器应用技术.廖常初主编.第4版.大学
[3]PLC基础及应用教程.春斌继伟主编.：
机械工业
[4]史国生.电气控制与可编程控制器技术.：
化学工业，2003
[5]振强.可编程控制器原理及应用教程.：
清华大学
[6]阮友德.电气控制与PLC实训教程.：
人民邮电，2006
附录
0LDX001
1ANDM8002
2OUTM0
3LDM0
4ORM2
5ORM3
6ORM4
7MPS
8ANDM2
9MOVPK35D0
14MRD
15ANDM3
16MOVPK45D0
21MPP
22ANDM4
23MOVPK25D0
28LDIM3
29ANIM4
30ANDX002
31OUTM2
32LDIM2
33ANIM4
34ANDX003
35OUTM3
36LDIM2
37ANIM3
38ANDX004
39ANIM7
40OUTM4
41LDM2
42ORM5
43ANIM3
44ANIM4
45OUTM5
46LDM3
47ORM6
48ANIM2
49ANIM4
50OUTM6
51LDM4
52ORM7
53ANIM2
54OUTM7
55LDM5
56ORM6
57ORM7
58ANDM8013
59ANDX001
60DECPD0
63LDM8000
64DIVD0K10D10
71SEGDD10K2Y010
76SEGDD11K2Y020
81LD=D0K0
86OUTC0K1
89OUTC1K2
92OUTC2K3
95OUTC3K4
98LDX001
99ANDC0
100MPS
101ANDM2
102MOVPK35D0
107MRD
108ANDM3
109MOVPK45D0
114MPP
115ANDM7
116MOVPK25D0
121LDC1
122MOVPK4D0
127LDC2
128MOVPK10D0
133LDC3
134MOVPK3D0
139ZRSTC0C3
144LDX001
145ANDM5
146OUTT0K350
149OUTT1K390
152OUTT2K490
155ANIT3
156OUTT3K520
159LDX001
160ANDM6
161OUTT4K450
164OUTT5K490
167OUTT6K590
170ANIT3
171OUTT7K620
174LDX001
175ANDM7
176OUTT8K250
179OUTT9K290
182OUTT10K390
185ANIT11
186OUTT11K420
189LD=T3K520
194OUTC4K0
197OUTC5K1
200OUTC6K2
203OUTC7K3
206LD=T7K620
211OUTC4K0
214OUTC5K1
217OUTC6K2
220OUTC7K3
223LD=T11K420
228OUTC
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