西安航空学院
毕业设计
题目： PLC交通灯设计论
姓 名 专 业 学 号 指导教师
a
a
目 录
a
a
摘要 前言
第一章 PLC的基础知识 1.1 PLC的概述 1.2 PLC的定义
第二章、交通信号灯控制的实现 2.1十字路口交通信号灯控制的实际情况 2.2十字路口交通信号灯的路况画出模拟图 2.3结合十字路口交通信号的灯的路况模拟控制实验 第三章、PLC对交通信号灯的控制 3.1交通灯PLC 自动控制 3.2PLC 输入、输出图（画出） 3.3状态图 3.4 指令表 参考文献 心得体会
a
a
摘要
近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。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/CAM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。
同时，PLC本身还具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。在实时检测和自动控制的PLC应用系统中，PLC往往是作为一个核心部件来使用，仅PLC方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。
第一章PLC的基础知识
1.1 PLC的概述
可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将计算机技术、自动控制技术、通讯技术融为一体的一种专门为适应恶劣的工业环境下而设计的工业控制装置，涉及到很多自动控制、电器方面的知识。经过30多年的发展，在工业生产中获得极其广泛的应用。目前，可编程控制器成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的首位。其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。 1.2 PLC的定义
可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业
a
a
控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC
a
a
PLC 问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA（National Electrical Manufactory Association） 经过四年的调查工作，于1984 年首先将其正式命名为PC（Programmable Controller），并给PC 作了如下定义
“PC 是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC 之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”
以后国际电工委员会（IEC）又先后颁布了PLC 标准的草案第一稿，第二稿，并在1987 年2 月通过了对它的定义：
“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，并通过数字或模拟式输入/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，都按易于与工业控制系 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计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。
a
a
第二章、交通信号灯控制的实现
2.1、十字路口交通信号灯控制的实际情况
（1）南北方向绿灯和东西方向的绿灯不能同时亮；如果同时亮，则应自动立即关闭信号灯系统，并立即发出报警信号。
（2）系统工作后，首先南北红灯亮并维持25s；与此同时，东西绿灯亮，并维持20s时间，到20s时，东西绿灯闪亮，闪亮3s后熄灭。
（3）在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮并维持2s，然后东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
（4）东西红灯亮并维持30s；与此同时，南北绿灯亮并维持25s；然后，南北绿灯闪亮3s后熄灭。
（5）南北绿灯熄灭时，南北黄灯亮维持2s后熄灭；同时南北红灯亮，东西绿灯亮。至此，结束一个工作循环。
2.2十字路口交通信号灯的路况画出模拟图
交通指挥灯示意图
a
北
绿黄 红 西 红 黄 绿 绿 东 黄红
红 黄 绿
南
a
a
a
2.3结合十字路口交通信号的灯的路况模拟控制实验
在PLC交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面都有3个控制灯，分别为： 禁止通行灯 （亮时为红色） 准备禁止通行灯 （亮时为黄色） 直通灯 （亮时为绿色）
另外行人道东西南北每面都有2个控制灯,分别为： 禁止通行灯 （亮时为红色） 直通灯 （亮时为绿色）
结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下：
当交通灯系统启动开关接通时，南北向（列）和东西向（行）主干道均设有绿灯 10S，绿灯闪亮2S（亮0.1 灭0.1）,黄灯2S和红灯14S。当南北主干道红灯点亮时，东西住干道应依次点亮绿灯，绿灯闪亮，黄灯，反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪，黄灯。南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮，当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮是点亮，当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。除此之外另设两个功能，使用10个脉冲开关。实现让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量。其中8个安装在人行道的两边当东西方向行走的盲人要过马路的时候，按下脉冲开关东西向行人道绿灯亮起，南北向主干道红灯闪亮，延迟10秒恢复原来的控制系统。南北向脉冲开关对应东西向功能相同，另外两个脉冲开可以控制车流量，当东西向主干道等待车量较多的时候，按下东西向控制脉冲开关，东西向主干道延长绿灯点亮时间到15秒。东西向行人道绿灯也要对应延长。南北向脉冲开关对应东西向功能相同。
a
a
第三章、PLC对交通信号灯的控制
3.1 交通灯PLC 自动控制
a
a
行向； 红色 30 秒绿色 20 秒绿闪 5 秒黄色 5 秒 要求： 绿色 20 秒绿闪 5 秒黄色 5 秒红色 30 秒
一、行向红灯亮 30 秒，绿灯亮20 秒，绿灯闪5 秒（周期1 秒），黄灯亮5 秒。 二、列向红灯亮 30 秒，绿灯亮20 秒，绿灯闪5 秒（周期1 秒），黄灯亮5 秒。 三、模拟屏显示：行向 Y0-----红灯 Y1-----绿灯 Y2-----黄灯。 列向 Y3-----红灯 Y4-----绿灯 Y5-----黄灯。 四、手动控制时，行、列均黄灯闪烁（周期 1 秒）。 （1）I/O 输入、输出分配 Y0-----行向红灯
X0-----起动 Y1-----行向绿灯 Y2-----行向黄灯
X1-----停止 Y3-----列向红灯 Y4-----列向绿灯
X2-----手动/自动 Y2-----列向黄灯
3.2 PLC 输入、输出图（画出）
a
a
3.3状态图
a
a
3.4 指令表
a
LD M8000 SET S0 STL S0 LD X1 OR M0 LD X2 PLS M0 ANI T21 OUT T20 K5 AND T20 OUT T21 OUT Y2 OUT Y5 ZRST CO C1 ZRST Y0 Y5 ZRST S20 S34LD X0 ANI X1 SET S20 SET S30 STL S20 OUT Y0 OUT T0 K300
a
LD T0 SET S21
STL S21 OUT Y1 OUT T1 K200LD T1 SET S22 STL S22 OUT T2 K5 LD T2 SET S23 STL S23 OUT C0 K5 OUT Y1 OUT T3 K5 LD T3 ANI C0 RST C0 OUT S22 LD T3
a
AND C0 SET S24 STL S24 OUT Y2 OUT T4 K50 LD T4 OUT S20 STL S30 OUT Y4
OUT T10 K200LD T10 SET S31 STL S31 OUT T11 K5 LD T11 SET S32 STL S32 OUT C1 K5 OUT Y4 OUT T12 K5 LD T12
a
SET S33 STL S33 RST C1 OUT Y5 OUT T13 K50
LD T13 SET S34 STL S34 OUT Y3 OUT T14 K300
LD T14 OUT S30 RET END
参考文献：
1. 廖常初主编. PLC基础及应用 . 北京：机械工业出版社， 2004 2. 廖常初主编. PLC基础及应用.北京：机械工业出版社，2002 3. 廖常初.PLC梯形图的顺序控制设计法.电工技术杂志，2001 4. 朱献清 编著.物业供用电.北京.机械工业出版社.2003
心得体会：
a
a
通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。
毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业，从老师的角度来说，指导做毕业设计是老师对学生所做的最后一次执手训练。其次，毕业设计的指导是老师检验其教学效果，改进教学方法，提高教学质量的绝好机会。
李天宇
过控1308班
文本仅供参考，感谢下载！
a
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容