十字路口智能交通灯.docx

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十字路口智能交通灯

XXXX大学

电气控制与PLC应用课程设计

设计题目十字路口智能交通灯

指导教师XXX

院（系、部）电气与控制工程学院

专业班级电力09-1

学号XXXXXXXXX

姓名XXX

日期

电气工程系课程设计标准评分模板

课程设计成绩评定表

学期

2011/2012第2学期

姓名

XXX

专业

电力系统及其自动化

班级

电力09-1班

课程名称

电气控制与PLC应用

设计题目

十字路口智能交通灯

成绩

评分项目

优

良

中

及格

不及格

设计表现

1.设计态度

非常认真

认真

较认真

一般

不认真

2.设计纪律

严格遵守

遵守

基本遵守

少量违反

严重违反

3.独立工作能力

强

较强

能独立设计完成

基本独立设计完成

不能独立设计完成

4.上交设计时间

提早或按时

按时

迟交半天

迟交一天

迟交一天以上

设计说明书

5.设计内容

设计思路清晰，结构方案良好，设计参数选择正确，条理清楚，内容完整，结果正确

设计思路清晰，结构方案合理，设计参数选择正确，条理清楚，内容较完整，极少量错误

设计思路较清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有少量错误

设计思路基本清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有些错误

设计思路不清晰，结构方案不合理，关键设计参数选择有错误，调理清楚，内容不完整，有明显错误

6.设计书写、字体、排版

规范、整洁、有条理，排版很好

较规范、整洁、有条理，个别排版有问题

基本规范、整洁、有条理，个别排版有问题

基本规范、整洁、有条理，排版有问题较多

不规范、不整洁、无条理，排版有问题很大

7.封面、目录、参考文献

完整

较完整

基本完整

缺项较多

不完整

图纸

8.绘图效果

很出色

较出色

一般

较差

很差

9.布局

合理、美观

较合理

基本合理

有些混乱

布局混乱

10.绘图工程标准

符合标准

较符合标准

基本符合标准

个别不符合标准

完全不符合标准

评定说明：

不及格标准：

设计内容一项否决制，即5为不及格，整个设计不及格，其他4项否决；

优、良、中、及格标准：

以设计内容为主体，其他项超过三分之一为评定标准，否则评定为下一等级；如优秀评定，设计内容要符合5，其余九项要有4项符合才能评定为优，否则评定为良好，以此类推。

最终成绩：

评定教师签字：

课程设计任务书

一、设计题目

十字路口智能交通灯

二、设计任务

采用PLC设计十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制系统。

系统上电后，按下启动按钮，开始按预设规律循环工作。

具体过程：

系统除能按预设规律指挥车辆通行外，南北方向及东西方向均有数码管灯显示相应的指示灯剩余时间值。

三、设计计划

第1天，针对选题查资料，确定设计思路和方案；

第2天,进行元器件选择及参数确定；

第3天，具体设计，画出梯形图程序，指令表；

第4天，整理并编写设计报告。

四、设计要求

1.画出整体设计的外围接线图，梯形图程序，指令表；

2.对所设计的系统全部或部分进行测试和调试，使之达到设计任务要求；

3.设计报告书思路清晰，用词严谨准确。

指导教师：

XXX

教研室主任：

XXX

时间：

XXXX年X月XX日

摘要

随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题,一个城市的交通是否便捷成为衡量其是否具有发展潜力的重要指标。

为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过，往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。

PLC被普遍应用于工业生产自动化中,所以利用PLC技术设计交通灯来完成这个需求就显的更加迫切，同样也是非常的实用和合理。

本文介绍了用三菱FX系列的PLC设计一个十字路口带倒计时显示的交通灯控制模拟系统。

该交通灯控制系统可以实现的功能有：

各路口有固定的工作周期，并用七段数码管倒计时显示相应灯的剩余时间。

关键词：

PLC交通灯三菱

1.引言

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。

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。

用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，实践证明其实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。

为此，通过应用所学的PLC知识设计了一套交通灯控制系统,用以模拟实际运行的交通灯控制系统。

并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。

2.控制要求分析

2.1系统工作过程分析

交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。

红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示,从绿灯过度到红灯时点亮。

南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯。

交通灯控制示意图如图2.1所示。

如图2.1所示，它是按信号灯置1与置0两种状态绘制的，东西向红灯亮9s，南北向绿灯亮，4s后南北向绿灯闪烁3s，然后熄灭。

在绿灯熄灭的同时，东西向黄灯亮2s，然后熄灭。

在黄灯熄灭的同时，南北向红灯亮及东西向绿灯亮，以下的变化规律与上述相同。

到南北向绿灯亮，东西向红灯亮开始第二个循环，以后周而复始地循环动作。

同时南北向及东西向均有一位数码管倒计时显示相应指示灯的剩余时间值。

按下停止按钮,所有灯熄灭,系统停止工作。

2.2工作时序图

图2.2十字路口交通灯正常工作时序

3.硬件设计

3.1PLC选择

本设计采用三菱

可编程序控制器。

其具有27条基本指令、两条步进质量和128种功能指令；有3072点辅助继电器、256点定时器、235点计数器、8000多点16位数据寄存器、128点跳步指针和15点中断指针；内附8K步RAM（RUN过程中可更改程序），最大可达16K（包括注释），最大可扩展到256个I/O点。

即可在内部安装一块

通信用功能扩展板，用于与各种

设备通信；还可安装模拟量设定功能扩展板和其他特殊用途的选件。

是FX系列功能最强、速度最快的微型可编程控制器。

3.2数码管

七段码译码指令的功能是驱动七段显示器，可以显示1位十六进制数，其助记符、指令代码、操作数见表3.1，使用说明如图3.2所示。

七段码译码表如表3.1所示，B0表示位原件的首位或子元件的最低位。

表3.2七段码译码表

十六进制数

位组合格式

七段组合数

预设定

表示的数字

B7

B6

B5

B4

B3

B2

B1

B0

0

0000

0

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0001

0

0

0

0

0

1

1

0

1

2

0010

0

1

0

1

1

0

1

1

2

3

0011

0

1

0

0

1

1

1

1

3

4

0100

0

1

1

0

0

1

1

0

4

5

0101

0

1

1

0

1

1

0

1

5

6

0110

0

1

1

1

1

1

0

1

6

7

0111

0

0

1

0

0

1

1

1

7

8

1000

0

1

1

1

1

1

1

1

8

9

1001

0

1

1

0

1

1

1

1

9

A

1010

0

1

1

1

0

1

1

1

A

B

1011

0

1

1

1

1

1

0

0

B

C

1100

0

0

1

1

1

0

0

1

C

D

1101

0

1

0

1

1

1

1

0

D

E

1110

0

1

1

1

1

0

0

1

E

F

1111

0

1

1

1

1

0

1

1

F

3.2.1数码管输入/输出信号分配

表3.3数码管输入/输出分配

数码管1（南北向）

数码管2（东西向）

B0

Y10

B0

Y20

B1

Y11

B1

Y21

B2

Y12

B2

Y22

B3

Y13

B3

Y23

B4

Y14

B4

Y24

B5

Y15

B5

Y25

B6

Y16

B6

Y26

4.PLC控制程序设计

4.1系统流程图

图4.1系统流程图

4.2可编程序控制器I/O分配

本设计用了2点输入，其中SB1为启动按钮，SB2时停止按钮。

20个输出分别控制交通灯和数码管显示。

具体见下表。

表4.1十字路口交通灯控制信号说明

输入

输出

文字符号

说明

文字符号

说明

SB1

启动

X0

HL0

南北向红灯指示

Y0

SB2

停止

X1

HL1

南北向绿灯指示

Y1

HL2

南北向黄灯指示

Y2

HL3

东西向红灯指示

Y3

HL4

东西向绿灯指示

Y4

HL5

东西向黄灯指示

Y5

B10～B16

南北向七段数码显示管

Y10-Y16

B20～B26

东西向七段数码显

Y20-Y26

4.3顺序功能图

4.4梯形图程序

4.5指令表

5、交通信号灯外围接线图

图5.1系统外围接线图

6心得体会

通过一周的努力，课程设计终于完成了。

在这过程中我遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论与在实际运用中的还是有一定的出入，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。

一切问题必须要靠自己一点一滴的挖掘，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。

对于十字路口交通灯控制的实验，我是用PLC来实现的。

当中主要是解决程序设计问题，而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它是整个设计的关键和精华。

因此在整个设计过程中大部分时间花在程序设计上了，其中部分程序是通过网络和自学完成的，但怎样把它融入进来是问题之所在，这需要对系统的结构很熟悉。

因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。

通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的难题。

以后我会更加严谨、认真地学习，以求真正掌握并能灵活运用知识。

附录

本设计所用原件清单：

①三菱PLC（FX2N—48MR）×1；

②交通信号灯红×2、黄×2、绿×2；

③共阴极七段数码管×2；

④直流电源×2。

参考文献

1.漆汉宏.PLC电气控制技术.北京：

机械工业出版社，2006.

2.陈以定.电气控制与可编程控制器.北京：

高等教育出版社，2002.

3.汤以范.电气与可编程序控制器技术.北京：

机械工业出版社，2004.

4.王庭有.可编程控制器实用技术原理及应用.北京：

国防工业出版社，2005.

5.常晓玲.电气与可编程序控制器.北京：

机械工业出版社，2005

6.蔡红斌.电气与PLC控制技术.北京：

清华大学出版社，2007