交通灯机电综合实践论文.docx
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交通灯机电综合实践论文
机
电
综
合
实
践
题目：
十字路口交通灯控制模拟系统
班级：
机自07-10
小组成员：
xxxxxxxx
实验时间：
2010年12月7日星期二
十字路口交通灯控制模拟系统
摘要：
选用组态王软件和SIMEINSS7-200的PLC控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建了完成十字路口交通灯控制模拟系统。
通过详述交通灯工作原理，进行了PLC程序的及组态王的构造，在实际中用实验面板模拟，在电脑上用组态王软件进行监视和控制。
实验表明，PLC控制模拟交通灯达到了实验的要求。
关键词：
组态王；PLC；交通灯；监控
1实验要求及设备
1.1实验要求
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，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。
当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。
到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒，到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒。
南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。
1.2实验设备
（1）TKPLC-1型实验装置一台
（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态软件的计算机一台。
（3）PC/PPI编程电缆一根。
（4）连接导线若干。
交通灯信号设置示意图
1.3十字路口交通灯控制的实验面板图：
十字路口交通灯控制面板
2交通灯时序图及I/O分配表、接线图
2.1交通灯时序图
2.2I/O分配
根据实验要求，应有一个输入控制变量，八个输出变量。
它们分别为控制启停的变量I0.0，控制南北红灯HL1、HL2的Q0.0，控制南北黄灯HL3、HL4的Q0.1，控制南北绿灯HL5、HL6的Q0.2，控制东西红灯HL7、HL8的Q0.3，控制东西黄灯HL9、HL10的Q0.4，东西绿灯HL11、HL12的Q0.5，控制南北车灯HL14的Q0.6，
控制东西车灯HL13的Q0.7。
得到I/O分配表如下所示。
I/O分配表：
I/O分配表:
输入信号
启动按钮SB
I0.0
输出信号
南北红灯HL1、HL2
Q0.0
南北黄灯HL3、HL4
Q0.1
南北绿灯HL5、HL6
Q0.2
东西红灯HL7、HL8
Q0.3
东西黄灯HL9、HL10
Q0.4
东西绿灯HL11、HL12
Q0.5
东西车灯HL13
Q0.7
南北车灯HL14
Q0.6
2.3根据实际的接线原理可得如下I/O接线图
I/O接线图：
3PLC选型、程序设计及调试
3.1PLC选型
由于交通灯模拟原理简单，要求能够用计算机对PLC进行监控和控制，故选用西门子公司的S7-200PLC,它是一种折叠式结构的小型PLC，指令丰富、功能强大、可靠性高、适应性好、结构紧凑、偏于扩展、性能价格比高。
3.2PLC编程
由于本实验接点较少，逻辑关系清楚。
程序设计时，利用定时器来实现几个时间的要求，并按接触器执行的顺序完成控制的要求。
以下两图分别为语句表程序和梯形图程序。
语句表
梯形图
3.3接线调试
在试验室交通灯模拟控制面板上进行接线，通过安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机进行下载、调试运行，结果满足了控制要求，符合设计目的。
4组态王程序、图形界面设计、动画连接及调试
4.1组态王程序设计
进入组态王的“工程管理器”，新建工程，选择工程所在的路径，添加工程名称和描述，即可建立新工程。
本文新建工程名为“交通灯”。
双击工程名，进入“工程浏览器”，设置端口，单击“com1”,然后双击新建图标，按照向导，依次选择PLC-西门子-S7200-PPI-自定义设备名称为PLC1-
指定串口为com1-设备地址为2。
单击“数据词典”，单击新建，依次设计如下设计变量
变量名称
变量类型
连接设备
寄存器
开关量报警
南北红灯
I/O离散
PLC1
Q0.0
勾选
南北黄灯
I/O离散
PLC1
Q0.1
勾选
南北绿灯
I/O离散
PLC1
Q0.2
勾选
东西红灯
I/O离散
PLC1
Q0.3
勾选
东西黄灯
I/O离散
PLC1
Q0.4
勾选
东西绿灯
I/O离散
PLC1
Q0.5
勾选
南北车灯
I/O离散
PLC1
Q0.6
勾选
东西车灯
I/O离散
PLC1
Q0.7
勾选
开关
I/O离散
PLC1
I0.0
勾选
变量如下图所示：
4.2组态王图形界面设计
单击“画面”-双击“新建”，可打开组态王图形设计界面，单击“T”，在界面上输入“十字路口交通灯模拟”，选中后，在工具栏选择颜色和修改字体工具，可修该字体的大小、类型及颜色。
单击工具栏中的“折线”工具，可绘制线段，按下“F2”键可调出库，选择“指示灯”，双击图标后，在主界面单击即可得到图形，调整大小以使图形美观，得到如下图形：
4.3动画连接
双击图标，设置报警色为相应颜色（红灯为红色），正常色为淡色，单击“?
”,将相应灯设置成相应名称的变量
4.4组态王模拟监控
关闭计算机中的PLC程序，防止与组态王产生地址冲突，进入“VIEW”界面，可观察到以下现象：
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。
到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒，到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒。
南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。
按下开关按钮，可打开或关闭模拟。
5结束语
本文介绍了西门子公司的S7-200系列PLC在交通灯模拟中的的应用，详述了交通灯模拟的原理、设计要求、程序设计方法和监控。
使用组态软件和PLC控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，。
本次实验锻炼了使用PLC解决实际问题的能力，有效地把课堂所学内容与实际相结合，很好的完成了此次机电综合实践的任务并达到了所需的要求。
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