LC十字路口红绿灯课程设计带梯形图.docx

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LC十字路口红绿灯课程设计带梯形图

电气与电子信息工程学院《电气控制与PLC课程设计》设计报告

名称:

十字路口红绿灯的设计

专业名称:

电气工程及其自动化

班级:

学号:

姓名:

指导教师:

设计时间：

2013年6月3日一2013年6月14日

设计地点：

K3-218PLC实验室

摘要

PLC可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯

技术发展而来的一种新型工业控制装置。

它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,

已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。

据统计，可编程控制器是工业自动化装置中

应用最多的一种设备。

专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要

的基础设备之一，

PLC机器人、CAD/CA将成为工业生产的三大支柱。

由于PLC具有对

使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。

因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。

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EDA莫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。

【关键词】：

十字路口交通灯PLC

Abstract

ThePLCprogrammablelogiccontrollerisanewindustrialcontroldevices,whichisbasedonmicroprocessor,synthesizescomputertechnology,automaticcontroltechnologyandcommunicationtechnologies.Ithasthesimplestructure,theconvenientprogramming,thereliablehighermerit,andhaswidelyusedinthecommercialrunandpositionautomaticcontrol.Statisticshaveindicated,theprogrammablecontrollerismostonekindofequipmentintheindustrialautomationinstallmentapplies.Theexpertbelievedthattheprogrammablecontrollerwillbecomethemainmethodandoneofimportantfoundationequipmentinfurther,PLC,therobot,CAD/CAMwillbecometheindustrialproductionthreebigprops.BecausePLCadaptstoenvironmentstrong,simultaneouslyitsinternaltimerresourcesareextremelyrich,whichcarryontheaccuracycontroltothepresentuniversalusemany“theevolutiontype”thesignallight,specialtothemulti-roadforkcontrol.ThereforethepresentPLCisusedinthetrafficlightsystem,whichmayreducethevehiclesgeneralwaitingtimeandrealizescientificstylemanagement.Inthisdesign,alsointroducestheEDAsimulationintersectiontrafficlighttoglistenandthevehiclestopassesthrough,whichvisualdemonstratesPLCinthetrafficlightsystempracticalapplication.

Keywords】crossroadstrafficlightPLC

交通信号灯的作用和意义

随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。

人，车，路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。

城市交通控制系统是用于城市交通数据监测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。

随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京，上海，南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速公路，在高速公路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。

然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。

而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路和普通道路耦合出交通状况的制约。

所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道，城区与周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题，

根据交通等工艺控制要求和特点，我们采用了日本三菱公司FX2N_48M。

三菱PLC

有小型化，高速度，高性能等特点，三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。

本系统就是应用可编程控制器（PLC对十字路口交通控制等实现控制。

本系统采用PLC是基于以下四个原因：

（1）PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力。

通常的平均无障碍时间都在30万小时以上；

（2）系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善，实用性强；

3）干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的

PLC；

（4）近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。

一、PLC的基础

PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

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，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

总之，可编程控制器是一台专为工业环境应用而设计的计算机，它是将传统的继电器技术，计算机技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置。

在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一具体工业应用，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。

随着微处理器的出现，大规模、超大规模、集成电路技术的迅速发展和数据通信技

术的不断进步，PLC也迅速发展其发展过程大致可以分为三个阶段⑴。

1.早期的PLC

早期的PLC称为可编程逻辑控制器。

这时，PLC主要功能只是执行原先由继器完成的顺序控制、定时等。

早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障指示及能重复使用等。

其中PLC特有的编程语言-－梯形图，一直沿用到现在。

2.中期的PLC

这时PLC产品已使用了16位、32位高性能微处理器，而且实现了多处理器的多通道处理，通信技术是PLC的应用得到了进一步的发展。

在硬件方面，除了保留原有的开发模块外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。

并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC的范围

更大。

在软件方面，还增加了算术运算、数据处理和传送通信、直诊断等功能。

3.近期的PLC

由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器价格的大幅度下降，使的各种类

型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。

为了提高PLC的处理速度，各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片。

世界上生产PLC产品的厂家多达200多个，其中比较着名的有美国的AB通用（GE）,日本的三菱（MITSBISHI）、欧姆龙（OMRON）松下，德国的西门子（SIEMENS）韩国的三星（SUMSUNG）LG等。

1.1PLC的特点

PLC具有以下主要特点：

1.可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采

用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

由于PLC模块均采用大规模与超大规模集成电路，所以的I/O接口电路均采用光电隔离；在结构上对、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑;在硬件上采用隔离、滤波、屏蔽、接地等抗干扰措施；在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施。

以上这些使PLC具有较高的抗干扰能力。

2.控制系统结构简单，通用性强

在PLC控制系统中，只需要在PLC输入/输出端子上接入相应的信号线即可，不需要连接如继电器之类的低压电器和大量而又复杂的硬件接线线路，大大简化了控制系统的结构。

，PLC的输入/输出可直接与交流220V、直流24V等强电相连，并且具有较强的带负载能力。

3.编程方便，易于使用

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。

它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

4.功能完善

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。

可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。

在PLC内部具备许多控制功能，如：

逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、PID控制、数据控制、通信和联网，还有其他特殊功能模块。

5.设计、施工、调试的周期短

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计

及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。

更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

6.体积小，维护操作方便

PLC体积小，质量轻，便于安装，不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。

使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。

各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。

1.2PLC的结构和工作原理

1.2.1PLC的基本结构

在种类繁多的PLC中，其组成结构和工作原理都