交通信号灯PLC控制系统设计说明
PLC实训13--交通信号灯的PLC控制

图2-3-6 图2-3-3相应旳梯形图和指令表
PLC原理及应用
项目实施
模块2 基本应用模块
项目3 交通信号灯旳PLC控制
(一)拟定PLC旳I/O分配表 本项目中PLC旳I/O分配见表2-3-2。 表2-3-2 十字路口交通信号灯旳PLC控制项目I/O分配表
项目3 交通信号灯旳PLC控制
该控制系统是一种时间顺序控制系统,能够采用基本逻辑指令编程,也能够用 前面学习过旳单流程步进程序设计;同步还能够将东西方和南北方各看成一条根 本,并行同步执行,即用并行分支步进程序进行设计。所以,可画出该项目旳控 制时序图,如图2-3-2所示。
图2-3-2 十字路口交通信号灯控制旳时序图 按下开启按钮,十字路口交通信号灯控制系统开始周而复始地循环工作下去;按 下停止按钮,系统完毕目前一种循环后自动停止工作。
(1)东西方向,人通行旳“申请经过按钮”有四个,按下任何一种, 南北方向交通灯,立即为黄灯亮2秒,红灯亮10秒,同步,东西方向旳交 通灯也是黄灯亮2秒,立即为绿灯亮10秒,之后,回到重新开启开始运营。
(2)南北方向,人通行旳“申请经过按钮”也有四个,按下任何一 种,东西方向交通灯,立即为黄灯亮2秒,红灯亮10秒,同步,南北方向 旳交通灯也是黄灯亮2秒,立即为绿灯亮10秒,之后,回到重新开启开始 运营。
(三)项目所用器材 项目所用器材见表2-3-3 表2-3-3 十字路口交通信号旳PLC控制项目器材表
序号
符 号
1 PLC
2
3 SB1 4 SB2
5
6 7
PLC原理及应用
器材名称
可编程控制器 十字路口交通信
号灯控制板 按钮开关 按钮开关
实验五 PLC实现的交通信号灯控制

实验五 PLC实现的交通信号灯控制一、实验目的用PLC构成交通灯自动控制系统,通过本实验使学生进一步掌握PLKC的使用与编程方法,初步具备编写较复杂程序的能力。
二、实验内容1、十字路口交通控制要求自控开关X0闭合后,东西绿灯亮4秒,再闪烁2S后灭,红灯亮8秒灭,绿灯亮4秒,再闪烁2秒后灭......依次循环。
与此对应,当东西绿灯、黄灯亮是,南北红灯亮8S,绿灯亮4S后闪烁2S灭,黄灯亮2S灭,红灯亮8S灭......循环。
2、I/O分配输入:X0---自控开关;输出:Y0---东西红灯;Y1----东西黄灯;Y2----东西绿灯;Y3----南北红灯;Y4----南北黄灯;Y5----南北绿灯。
3、根据控制要求编写梯形图程序,将涉及的程序输入可编程控制器,并进行PG转换。
三、实验要求根据控制时序图和I/O接口分配表设计交通灯控制程序,写出程序清单集注释,画出梯形图。
调试程序。
四、实验设备1 、TVT-90A太师可编程控制器训练装置2、RS422/RS232适配器3、UNIT---3交通信号灯控制实验板4、微型电子计算机5、连接导线若干五、实验步骤1、启动计算机进入FPWIN----GR软件,将梯形图输入并进行PG转换,将程序存入磁盘;2、将24V的+ 极分别接至数字量调试单元X和Y 的COM端,将电源的—极接至数字量调试单元X和Y 的C端。
3、将电源的—极接至实验模板的0V 端,为PLC的输出点提供电源回路;4、根据电路设计将数字量调至单元的Y输出接至实验板上的对应输入端;5、打开实验装置电源开关,将PLC的方式选择开关置于REMOTE 位置,然后在计算机上输入Ctl+Esc键盘指令,或使用编程软件界面中的联机工具按钮,使PLC工作于在线状态;6、将程序下装到PLC,然后把PLC上的方式选择开关置于RUN 位置即可运行程序。
六、实验过程2.实验程序0. LDI Y61.AND X02.ANI T43.OUT T54.K 85.ANI T06.OUT Y3 南北红灯8s7.LD T08.OUT T49.K 810.OUT Y0 东西红灯8s11.LDI Y612.AND X013.ANI T014.OUT T615.K 416.LD Y317.ANI T618.LD T619.ANI T720.AND R901C22.OUT Y2 东西绿灯4s23.LD T624.OUT T7 东西绿灯闪烁2s25.K 226.LD T727.OUT T528.K 229.ANI T530.OUT Y1 东西黄灯2s31.LD T032.OUT T133.K 434.LD Y035.ANI T136.LD T137.ANI T238.AND R901C39.ORB40.OUT Y5 南北绿灯4s41.LD T142.OUT T2 南北绿灯闪烁2s43.K 244.LD T245.OUT T346.K 247.ANI T348.OUT Y4 南北黄灯2s49.LD Y550.AND Y251.OUT Y6七、思考题1.与传统的继电器——接触器控制系统相比较,PLC控制系统有什么主要的优点?答:2.简要说明PLC中“Y”继电器和“R”继电器的区别是什么?答:输出继电器Y:由输出接口电路和输出映像寄存器组成。
交通信号灯的PLC控制

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交通信号灯的控制
3、状态流程图(用GX-Developer编程软件SFC编写的
SFC内置梯形图块—续7)
安徽蚌埠机电技师学院
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交通信号灯的控制
3、状态流程图(用GX-Developer编程软件SFC编写的
SFC内置梯形图块—续8)
安徽蚌埠机电技师学院
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交通信号灯的控制
一、实例一 用PLC控制交通信号灯(基本程序)
本例用三菱的GP软件编程
某十字路口,交通信号灯分别有东西方向的红灯、 绿灯、黄灯和南北方向的红灯、绿灯、黄灯。
用二个自复位式按钮控制,一个启动按钮,一个停止按 钮。
1、 具体控制要求如下: (参见后附的时序图)
(1)接通电源后进入初态,此时东西和南北的黄灯同 时以亮0.5秒灭0.5秒的规律连续闪烁。
可编程序控制技术及 应用
吕芝山
安徽蚌埠机电技师学院
电气工程系
课题五 交通信号灯的控制
一、用PLC控制交通信号灯(基本程序) 二、用PLC控制交通信号灯(较多控制要求) 三、相关知识(顺序控制及设计方法)
安徽蚌埠机电技师学院
电气工程系
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交通信号灯的控制
一、实例:
安徽蚌埠机电技师学院
18:07:15
1)在23点至5点的夜间时间段,则两个方向的黄灯 同时按亮0.5秒,灭0.5秒的规律连续闪烁。
2)在23点至5点的白天时间段,各信号灯自动地按例 一中的时序图周而复始的工作。(本例将东西红灯改为亮 20秒,南北红灯改为亮25秒)
( 3)运行中任何时刻,都可以从手动转换为自动,也 可以从自动转换为手动。
15S 闪3次 次 2S
十字路口红绿灯PLC控制

目录1。
项目要求 (1)1。
1十字路口红绿灯PLC控制系统的构成 (1)1。
2控制功能分析 (1)2.总体方案设计 (2)3.硬件电路图 (3)4.PLC的I/O控制点分配 (4)5.软件编制 (5)5.1PLC控制程序流程图如下: (5)5.2 PLC软件编制 (5)5.3组态王界面设计 (6)7软件调试 (7)7。
1PLC及组态王的调试 (7)7.2组态实时监控 (7)7。
3测试结果分析 (9)8。
心得体会 (9)附录 PLC控制程序 (10)十字路口红绿灯PLC控制1.项目要求1.1 十字路口红绿灯PLC控制系统的构成十字路口交通信号灯通常设置红、绿和黄三种颜色,但是有的路口仅设置红、绿两种,如果采用PLC控制则可少用两个控制点.现有一个十字路口,东西和南北方向每个路口都设有红色和绿色指挥信号灯,其示意图如下:图1—1十字路口交通信号灯示意图1。
2控制功能分析1.2.1 工作过程(1)接通启动开关后,信号灯系统开始工作,且以南北方向红灯先亮、东西方向绿灯才亮作为初始状态。
当断开启动开关时,全部信号灯熄灭。
(2)南北绿灯东西绿灯不能同时亮,否则系统自动熄灭信号灯并报警。
(3) 南北红灯持续25s ,与此同时东西绿灯亮维持20s ,然后闪烁3s 后熄灭。
接着东西黄灯亮2s ,然后南北绿灯亮。
(4) 东西红灯持续亮30s ,同时南北绿灯亮25s ,然后闪亮3s 后熄灭。
接着南北黄灯又亮2s ,然后东西绿灯亮。
南北和东西的信号灯,就这样按控制要求周而复始的进行工作. 1。
2。
2 控制要求要求采用PLC 作为控制中心,采用触摸屏或上位机(组态软件编程)监控。
(1). 控制系统应有电路联锁和保护功能。
(2)。
操作界面要求有动作效果,可以显示操作的进度。
(3)。
检测、控制信号要准确,安全、可靠。
1.2.3 硬件设计根据控制要求,主控设备选用PLC ,信号灯采用红、黄、绿灯泡(各4个),启动采用单刀开关实现。
基于PLC十字路口交通灯的控制系统的设计

基于PLC十字路口交通灯的控制系统的设计智能化交通管理的新篇章随着城市化进程的加快,交通拥堵问题日益严重,给人们的出行带来了极大的不便。
为了解决这一问题,基于PLC(可编程逻辑控制器)的十字路口交通灯控制系统应运而生。
本文将详细介绍基于PLC十字路口交通灯控制系统的设计原理、方法和实际应用,以期为智能化交通管理提供有益的参考。
首先,我们需要了解PLC的基本概念。
PLC是一种可编程逻辑控制器,具有高度可靠性、灵活性和可扩展性。
它可以根据用户的编程逻辑对输入信号进行处理,并输出控制信号,实现对设备的自动控制。
在十字路口交通灯控制系统中,PLC可以实现对交通灯的精确控制,提高交通流的效率。
基于PLC十字路口交通灯控制系统的设计主要包括以下几个方面:1. 系统硬件设计:硬件设计是PLC控制系统的基础。
在硬件设计中,需要选择合适的PLC型号、输入输出模块、电源模块等,以满足系统的功能和性能要求。
此外,还需要考虑系统的抗干扰能力,确保在复杂的电磁环境中稳定工作。
2. 系统软件设计:软件设计是PLC控制系统的核心。
在软件设计中,需要编写PLC的梯形图程序,实现对交通灯的控制逻辑。
梯形图程序应能够根据输入信号的变化,自动调整交通灯的亮灭状态,实现交通流的优化。
3. 系统集成与调试:系统集成是将PLC控制系统与其他交通设施(如交通信号灯、摄像头等)相结合的过程。
在系统集成中,需要确保PLC控制系统与其他设施的正常通信和数据交换。
调试则是确保PLC控制系统按照预期工作,包括功能测试、性能测试等。
在实际应用中,基于PLC十字路口交通灯控制系统具有以下优势:1. 高度可靠性:PLC具有高度可靠性,能够在恶劣的环境下稳定工作,确保交通灯控制系统的正常运行。
2. 灵活性:PLC控制系统易于编程和修改,可以根据实际交通需求调整交通灯的控制策略。
3. 可扩展性:PLC控制系统具有良好的可扩展性,可以随时增加或减少控制功能,适应不断变化的交通需求。
基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计

基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计城市道路交错分布,交通灯是城市交通的重要指挥系统。
交通信号灯作为管制交通流量、提高道路通行能力的有效手段,对减少交通事故有明显效果。
可编程控制器PLC作为工业用的计算机,在工业自动化中的地位极为重要。
其具有小型化、价格低、可靠性高等特点,在各个行业也得到了广泛应用。
本文基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统,构成十字路口带倒计时显示交通信号灯的电气控制以及该系统软、硬件设计方法。
实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。
1、设计系统简介系统上电后,交通指挥信号控制系统由两个按钮控制。
启动按钮按下,交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作,按照如图1所示的工作时序周而复始、循环往复工作。
南北绿灯亮25s闪3s,黄灯亮2s后南北红灯亮30s。
东西方向与南北方向相同。
正常运行时,南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。
系统主要实现十字路口交通灯数码显示控制和显示时间智能调节两大功能。
图1十字路口交通灯正常工作时序2、硬件系统设计2.1、元器件选用FX系列PLC拥有无以企及的速度、高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点。
FX2N 系列是三菱PLC的FX家族中最先进的系列,具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点;FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案。
这里选用的是FX2N-80MR-D基本单元,带40点输入/40点继电器输出,选用额定电压12V、额定电流25mA(每段)高亮的共阴极两位25.4cm七段数码管;供电直接使用DC12V/25mA电源供电。
选用直径200mm的圆形LED点阵,左边红、绿、黄灯额定电压DC12V,额定电流4.2A,额定功率50W,直接采用DC12V/4.2A电源供电。
各控制信号说明如表1所示。
SB2按下时,接点断开,停止工作。
按下SB3时,七段数码管显示“00”。
PLC智能交通灯控制系统设计

PLC智能交通灯控制系统设计一、引言交通是城市发展的命脉,而交通灯则是保障交通有序运行的关键设施。
随着城市交通流量的不断增加,传统的交通灯控制系统已经难以满足日益复杂的交通需求。
因此,设计一种高效、智能的交通灯控制系统具有重要的现实意义。
可编程逻辑控制器(PLC)作为一种可靠、灵活的工业控制设备,为智能交通灯控制系统的实现提供了有力的支持。
二、PLC 简介PLC 是一种专为工业环境应用而设计的数字运算操作电子系统。
它采用可编程序的存储器,用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、维护方便等优点,广泛应用于工业自动化控制领域。
在交通灯控制系统中,PLC 可以根据实时交通流量信息,灵活调整交通灯的时间分配,提高道路通行效率。
三、智能交通灯控制系统的需求分析(一)交通流量监测系统需要能够实时监测道路上的交通流量,包括车辆数量、行驶速度等信息。
(二)时间分配优化根据交通流量监测结果,智能调整交通灯的绿灯时间,以减少车辆等待时间,提高道路通行效率。
(三)特殊情况处理能够应对紧急车辆(如救护车、消防车)通行、交通事故等特殊情况,及时调整交通灯状态,保障道路畅通。
(四)人机交互界面提供直观、方便的人机交互界面,便于交通管理人员对系统进行监控和管理。
四、PLC 智能交通灯控制系统的硬件设计(一)传感器选择为了实现交通流量的监测,可以选择使用电感式传感器、超声波传感器或视频摄像头等设备。
电感式传感器安装在道路下方,通过检测车辆通过时产生的电感变化来统计车辆数量;超声波传感器通过发射和接收超声波来测量车辆与传感器之间的距离和速度;视频摄像头则可以通过图像识别技术获取更详细的交通信息,但成本相对较高。
(二)PLC 选型根据交通灯控制系统的输入输出点数、控制精度和复杂程度等要求,选择合适型号的 PLC。
交通信号灯PLC控制设计

10
四 上位机设计
4.1 MCGS组态软件简介
MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两部分。组态环境 相当于一套完整的工具软件,用来帮助用户设计和构造自己的应 用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程,以用户指 定的方式运行,并进行各种处理,完成用户组态设计的目标和功 能。组态环境和运行环境的关系如图示。
交通信号灯设计内容
一 控制要求
二 硬件设计
三 下位机设计
四 上位机设计
五 联机总调
2
一 控制要求
1.1 交通灯控制系统的控制要求如下:
❖ a 信号灯受两个按钮控制,当启动按钮动作时,信号系统开始工作, 且先南北红灯亮,东西绿灯亮。当停止按钮动作时,所有信号灯都 熄灭。
❖ b 南北绿灯和东西绿灯不能同时亮,如果同时亮时应关闭信号灯系 统,并报警。
初始界面
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启动
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17
18
可编程控制器要满足两个信号输入(分别起系统启动、停止作用),七
个信号输出,十字路口有十二个交通信号灯,但南北、东西两个为一组用一 个输出信号控制,再加上一个报警信号驱动的报警灯。
通过以上分析可以知道,系统共有开关量输入点2个,开关量输出点7 个,所以选用主机为CPU224。
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2.2 I/O分配
交通信号灯PLC的输入/输出点分配表
❖ c 南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维 持20S。到20S时,东西绿灯闪烁,闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭 时,东西黄灯亮,并维持2S。到2S时,东西黄灯熄,东西红灯亮。 同时,南北红灯熄灭,南北绿灯亮。
❖ d 东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S,熄灭。 同时南北黄灯亮,维持2S后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。
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电气及自动化课程设计报告题目:交通信号灯PLC控制系统设计学生:学生学号:年级: 2014级专业:自动化班级: 14自动化1班指导教师:机械与电气工程学院制2017年5月交通信号灯PLC控制系统设计机械与电气工程学院自动化专业1 前言随着我国经济的飞速发展,城市人口越来越多,居民出行次数和机动车拥有量不断增加,城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。
人们经常会为道路拥挤,交通秩序混乱,出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼,例如:绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。
因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保,已成为政府规划的一个重要问题。
通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作,使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论,基本技能和专业知识的认识掌握。
同时也培养自身综合运用所学过的基础理论,基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力,更使我们受到了PLC系统开发的综合训练并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。
更重要的是,通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际操作锻炼了勇于探索,刻苦钻研的工作作风。
1.1 PLC的基本知识早期的可编程控制器主要是用来代替继电器控制系统的,因此功能较为简单,只能进行开关逻辑控制,称为可编程控制器(programmable logic controller),简称PLC。
随着电子技术,计算机技术和通行技术的快速发展,20世纪70年代后期微处理器被用作可编程控制器的中央处理器,从而较大的扩展了可编程控制器的功能。
可编程控制器有开关逻辑,模拟量控制,高速计数,PID贿赂调节,远程I/O和网络通信等功能。
1980年,美国电气制造协会正式将其命名为可编程控制器,简称PC。
1987年2月,国际电工委会对PLC的具体含义做出了明确的定义:在工业环境的背景之下,一种常用来做数字运算操作的电子系统,它既可以进行逻辑运算、顺序控制,也可以进行定时、计数、数字运算等操作。
虽然它中间的运算是采用的数字模式,但是它的输入和输出还是采用模拟的信号。
这种可编程控制器,可以控制各类生产的过程。
1.2 PLC的基本结构1.2.1中央处理器(CPU)与通用计算机一样,中央处理单元(CPU)是PLC的核心部件,它的主要作用是控制整个系统协调一致的运行。
它解释并执行用户及系统程序,完成所有控制、处理、通信以及所赋予的其他功能,它的主要功能有以下几点。
(1)接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。
(2)以扫描方式接收来自输入单元的输入变量,状态数据,并存入相应的数据存储区(输入映像寄存器)。
(3)利用错误检验技术监控存储和通信状态、诊断部电路的工作状态、电源状态和用户编程中的语法错误。
(4)执行用户程序,完成各种数据的处理、传输和存储,并根据数据处理结果,刷新有关标志位的状态和输出状态寄存器的容,产生相应的部控制信号,以完成用户指令规定的各种操作。
(5)响应各种外围设备的要求。
1.2.2存储器存储器一般分两种:系统存储器和用户存储器。
系统存储器存储的是系统程序。
它是由厂家开发固化好了的,用户不能更改,PLC要在系统程序的管理下运行。
用户存储器中存放的是用户程序和运行所需的资源,I/O存储器的值作为条件决定着存储器中的程序如何被执行,从而完成复杂的控制功能。
常用的存储器类型有CMOS RAM、EPROM、EEPROM。
由于系统程序用来管理PLC系统,用户不能直接存储,因此PLC产品中所说的存储类型极其容量,是指用户程序存储器而言。
PLC中所配用的用户存储器的容量大小具有较大的差别,其中小型的PLC在8K以下,而大型的PLC可以达到256K。
1.2.3输入/输出(I/O)模块输入模块和输出模块简称I/O模块,它是联系外部设备和CPU模块的桥梁。
PLC 的对外功能模块,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。
I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出存储器状态。
输入模块用来接收和采集输入信号,输出模块用来送出PLC运算后得出的控制信息,并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。
PLC有多种I/O模块,常见有数字I/O模块、模拟量I/O模块、快速响应模块、高速计数模块PID控制模块等。
1.2.4电源PLC配有开关式稳压电源模块,用来将外部供电电源转换成使PLC部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需的直流电源。
PLC的电源部件有很好的稳压措施,因此对外部电源的稳定性要求不高。
小型PLC的电源往往和CPU单元合为一体,大中型PLC都有专用电源模块。
1.2.5编程器编程器用来生成用户程序,一般分为手持式编程器和图形编程器。
手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图,只能输入好编辑指令表程序,因此又叫做指令编程器。
它的体积小,价格便宜,一般用来给小型的PLC编程。
或者用于现场调试和维护。
图形编程器既可以用指令语句进行编程,又可以用梯形图编程;既可联机编程,又可脱机编程,操作方便,功能强。
现在,很多PLC都可以用计算机作为编程工具,在计算机上直接生成和编辑梯形图或指令表,并可以实现其转换。
最重要的是这种程序可以存盘或者打印,也可通过网络远程传送。
1.3 PLC型号的选定以及可行性分析本设计拟采用三菱FX2——64MR——001型PLC,此型号是PLC家族中最先进的PLC之一。
它具有一些显著的特点:最大围的包容了标准特点、程序执行更快、全面补充了通信功能,适合世界各个国家不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块,因此在选定的过程中,它有着广泛的选定围。
它的各方面参数如下:I/O总数为64、输入数目为32、输出数目为32、型号为漏型。
采用24V、400mA的直流电源,它优良的快速断开端子块使得接着线缆也可以更换单元,并且它的远程维护功能使得远处的编程软件可通过调制解调器通信来监测、上传、卸载程序和数据。
与其他PLC 相比,本PLC价格便宜,功能齐全,除了有着速度、逻辑、定位等优越之处而且还安装简单,维修方便。
本设计中的十字路口东西南北四个方向各有一个光点计数器来统计通过车子的数量,再加上启动开关和停止开关总共需要6个接口。
而东西南北方向各有红绿黄灯一个,一共有交通信号灯18个,也就是需要18个输出接口。
据此看来,如果通过选择三菱FX2——64MR——001型PLC,根据实际情况完全能够满足要求。
2 控制方案设计2.1设计思路如图1是十字路口交通信号灯示意图,本系统的控制对象有八个,东西方向红灯两个,南北方向红灯两个,东西方向黄灯两个,南北方向红黄灯两个,东西方向绿灯两个,南北方向绿灯两个,东西方向左转弯绿灯两个,南北方向左转弯绿灯两个,本控制系统分为高峰时段和正常时段进行控制。
图 1十字路口交通信号灯示意图2.2方案分析本系统是一个多时段十字路口交通灯的PLC控制系统,利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯交通灯进行控制。
本系统具有一定的智能性,即它可以对交通灯按高峰期、正常期及晚间几个时段进行分段控制。
高峰、正常及晚间时段的时序分布见图2。
高峰时段的控制方案为:(1)南北方向左转弯灯和南北方向红灯同时亮10秒,同时东西方向红灯亮;(2)南北方向绿灯亮35秒,东西方向红灯继续亮;(3)南北方向黄灯闪烁5秒,东西方向红灯继续亮;(4)东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒,东西方向红灯继续亮;(5)东西方向绿灯亮25秒,南北方向红灯继续亮;(6)东西方向黄灯闪烁5秒,南北方向红灯继续亮,然后跳至第(1)步,依次循环。
正常时段的控制方案为:(1)南北方向左转弯灯和南北方向红灯同时亮10秒,同时东西方向红灯亮;(2)南北方向绿灯亮30秒,东西方向红灯继续亮;(3)南北方向黄灯闪烁5秒,东西方向红灯继续亮;(4)东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒,东西方向红灯继续亮;(5)东西方向绿灯亮30秒,南北方向红灯继续亮;(6)东西方向黄灯闪烁5秒,南北方向红灯继续亮,然后跳至第(1)步依次循环。
晚间的控制方案为:东、南、西、北四个黄灯继续闪亮,其余灯全部熄灭,黄灯闪亮按亮0.4秒,暗0.6秒的规律反复循环。
图 2高峰、正常及晚上时段的时序分布图 3高峰时段时序图图 4正常时段时序图2.3方案设计系统采用主程序调用子程序的设计方案,通过主程序计算比较当前时间,进而根据对时间段的判断和分析来调用子程序段。
子程序段分别是正常时间段、高峰时间段和晚间时间段,它们分别和各自的时序图相对应,见上面的图2、图3和图4从而控制交通灯的信号。
3 控制系统设计3.1输入输出点分配表为了将十字路口交通灯的控制关系用PLC控制器实现,PLC需要2个输入点(启动开关、转换开关),12个输出点选择FX2N-64MT型的PLC。
表1 输入/输出点分配注:表中所有直行绿灯和左转弯灯都分别由9个发光二极管和一个电阻串联而成,所组成的简单电路。
3.2.1十字路口交通灯的I/O接线图根据十字路口交通灯的输入输出点分配表,画出如图5所示的PLC控制系统的I/O 接线图。
图 5 PLC控制系统的I/O接线图3.2.2十字路口交通灯的电路接线图根据十字路口交通灯的实际连线,画出如图6所示的十字路口交通灯的接线图。
图 6 十字路口交通灯的接线图3.3十字路口交通灯的程序设计根据十字路口交通灯的控制关系写出如图7所示的程序。
图 7 十字路口交通灯的PLC程序在图7中,Y0控制南北红灯,Y1控制南北绿灯,Y2控制南北黄灯,Y3控制东西红灯,Y4控制东西绿灯,Y5控制东西黄灯。
为了控制各个时间段,选用T0~T5为控制正常时间段的定时器,T6~T11为控制高峰时段的定时器。
3.4元器件清单硬件名称型号数量可编程控制器(PLC)三菱FX-2N-48MR 1台中间继电器220V.5A 16个低压断路器DZ47-60 C10 1个熔断器RT18-32 32A.380V 1个转换电源220VAC~24DC 1个发光二极管2V 多量根据程序仿真出实物接线图,如下面的图8所示。
图 8 实物接线仿真图4 十字路口交通灯的程序调试4.1编辑思路本组的课程设计是用PLC控制十字路口交通灯,用PLC控制可以实现更多功能,同时也比较简单。
由于现在越来越多的人拥有自己的汽车,从而使交通变得繁忙,而早晚上下班时间更是交通的高峰期,同时也是为了适应不同路段的交通繁忙程度,所以本组设计了正常时段、高峰时段和晚间时段可以切换的程序,从而使本组设计的实用性更强。