交通信号灯的自动控制系统设计sfc
交通灯智能控制系统设计
其发射接收电路如下所示:
+12V R6 500
PT1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
A0 VDD
A1 DOUT
A2 OSC1
A3 OSC2
A4
TE
A5 A11/D0
A6 A10/D1
A7 A9/D2
VSS A8/D3
PT2262
18
R5
17
R4
16
2K
15
14
470K
13
12
S17
11
10
+12V
4）直行绿灯通行时间可以根据道路上的交通车辆情况在 10—60秒范围内进行任意调节。
系统硬件设计
系统总体框图如下：
南北检测点
急 车 强
AT89S51单片机系统
南北红黄绿灯时间显 示模块
行
模 块
东西红黄绿灯时间显 示模块
东西检测点
本系统电路主要由以下几部分构成： • 车流量检测电路模块 • 信号灯电路模块 • 时间显示电路模块 • 急车检测电路模块 • 电源电路模块 • 看门狗电路模块 • 键盘电路模块
GND
C2 2000uF
C4 0.33uF
C6 0.1uF
VR1 MC7812
+12V
+12V
GND
C1 2000uF
C3 0.33uF
C5 0.1uF
+12V R6 500
VR2 MC7805 +5V +5V
L19
Y15 GND Y14 Y13 OE2 Y12 OE1 Y11 Y10 Y9 Y8 A3 Y7 A2 Y6 A1 Y5 A0 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0
交通信号灯自动指挥系统设计
交通信号灯自动指挥系统的设计1 设计目的（1）熟悉集成电路的引脚安排（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
（3）电路各部分的组成和工作原理，元器件的选取及其电路图和功能。
（4）电路各部分的调试方法。
（5）训练对简单数字系统的设计和实验能力。
2 设计思路（1）设计计时显示电路。
（2）设计可预置的时间。
（3）设计灯控逻辑电路。
（4）设计定时置数电路。
3 设计过程3.1交通信号灯控制系统交通信号灯控制系统原理框图如图1所示，它主要由控制器、定时器、译码器和脉冲信号发生器等部分组成。
脉冲信号发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经功率放大后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。
3.2交通信号灯自动指挥系统电路图如图1所示。
图2 交通信号灯自动指挥系统电路其工作过程为：R、Y、G分别表示甲车道的红、黄、绿信号指示灯，r、y、g分别表示乙车道红、黄、绿信号灯。
（1）开始时，甲车道黄灯亮，乙车道为红灯亮。
表示乙车道禁止车辆通行，甲车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行穿过十字路口。
黄灯亮足5秒时间时转到下一个工作状态。
（2）而后甲车道变为红灯亮，乙车道变为绿灯亮。
表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行。
绿灯两足25秒转到下一个工作状态。
（3）乙车道变为黄灯亮起，甲车道保持（2）状态中红灯亮不变。
表示甲车道上的车辆禁止通行，乙车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行穿过十字路口。
黄灯亮足5秒钟，系统转到下一个工作状态。
（4）5秒后甲车道变为绿灯亮，乙车道变为红灯亮。
表示甲车道上允许车辆通行，乙车道禁止通行。
绿灯亮足35秒时间，系统又转到第（1）种工作状态，进入新的一轮循环。
交通灯的以上4种工作状态的转换是由控制器进行控制的。
设控制器的四种状态编码为00、01、10、11，并分别用S0、S1、S2、S3表示，则控制器的工作状态及其功能如表1所示。
交通信号灯PLC控制系统设计论文
开放实验设计题目: 交通灯开放实验论文专业 : 数控技术班级： 2011级姓名：杨可孙孝俊谢官军指导教师：赵书朵邓冉旭交通信号灯PLC控制系统设计摘要本设计是用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是采用三菱的FX2N系列PLC编程软件对东西南北的红、黄、绿、左绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。
控制过程中采用了顺序控制设计法用了八个定时器六个计数器分时段分频率自动实现对八个控制对象的控制。
控制程序包括有顺序功能图（SFC）、梯形图(LAD)、指令表(STL)。
关键词：三菱FX2N，交通信号灯，顺序功能图，梯形图，调试，自动控制目录第1章绪论 (1)1.1 PLC的发展及现状 (1)1.2 每人的主要工作 (1)第2章十字路口交通信号灯的PLC控制线路设计 (2)2.1 十字路口交通信号灯的工作原理及设计要求 (2)2.2 十字路口交通信号灯所选PLC的I/O点统计 (3)2.3 PLC的选型及技术参数 (3)2.3.1 PLC的选型原则 (4)2.3.2 十字路口交通信号灯所选类型PLC的技术参数 (7)2.4 十字路口交通信号灯的接线图和接线电路设计 (7)2.4.1 十字路口交通信号灯的I/O分配表 (7)2.4.2十字路口交通信号灯的外部接线图设计 (8)第3章十字路口交通信号灯的PLC系统的程序设计 (9)3.1 常用梯形图的设计方法 (9)3.2 PLC内部继电器的分配 (10)3.3 十字路口交通信号灯控制系统的SFC图、梯形图及指令表 (10)3.3.1 十字路口交通信号灯PLC控制的SFC图 (10)3.3.2 十字路口交通信号灯梯形图设计 (14)3.3.3 十字路口交通信号灯分离指令表 (14)3.4 在实验室的调试和仿真 (14)结束语 (15)参考文献 (16)附录1 (17)第1章绪论1.1 PLC的发展及现状在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
交通信号灯自动控制设计
3、PLC硬件配置 先安排输入、输出点及机 内器件。自动小车由电动机 M驱动，正转（右行）由PLC 的输出点Y1控制，反转（左 行）由Y2点控制。延时5s， 选用定时器T0控制。将起动 按钮SB及限位开关SQ1、SQ2、 SQ3分别接于X0、X1、X2及 X3点，热继电器FR接在外围 输出电路中（这样可以节省 I/O点），如图3所示。
【项目解说】
三盏信号灯HL1，HL2，HL3，按下启动按钮 后HL1亮，1s后HL1灭HL2亮，1s后HL2灭HL3亮， 1s后HL1、HL2、HL3全亮，1s后HL1、HL2、 HL3全灭，1s后HL1、HL2、HL3全灭如此循环； 随时按下停止按钮停止系统运行。 【涉及到的新知识】
单流程状态转移图的画法；步进顺控指令
注：①状态的编号必须在指定范围内选择。 ②各状态元件的触点，在PLC内部可自由使用，次数不限。 ③在不用步进顺控指令时，状态元件可作为辅助继电器在程序中使用。 ④通过参数设置，可改变一般状态元件和掉电保持状态元件的地址分配。
五、项目验收及评价
3）状态转移图（SFC）的画法 状态转移图（SFC）也称功能表图。用 于描述控制系统的控制过程，具有简单、 直观的特点，是设计PLC顺控程序的一种 有力工具。 状态转移图的三要素：驱动动作、转移 目标和转移条件。其中转移目标和转移条 件是必不可少的，而驱动动作则视具体情 况而定，也可能没有实际的动作。如图2所 示，在初始步S0，没有驱动动作，S20为 其转移目标，X0、X1为串联的转移条件； 在S20步， Y1为其驱动动作，S21为其转 移目标，X2为其转移条件。 步与步之间的有向连线表明流程的方向， 其中向下和向右的箭头可以省略。图2中流 程方向始终向下，因而省略了箭头。
附：实训考核标准
交通信号灯自动控制系统设计报告doc
目录一．设计任务与要求二．方案设计论证与可行性分析三．单元电路设计四．参数计算五．安装与调试六．性能测试与分析心得七．参考文献八．元件清单附录1、程序设计与分析2、操作说明一、设计任务与要求1．任务十字路口交通信号指示系统示意图设计并制作一个如上图所示的十字路口交通信号自动控制模拟指示系统。
设该路口由A、B两条通行干道相交而成，四个路口各设一组红、黄、绿三色信号灯，用两位数码管作倒计时显示。
十字路口交通信号模拟指示系统的工作流程如下图所示。
十字路口交通信号模拟指示系统工作流程图2.设计要求1．系统基本功能要求（1）以秒为计时单位，两位数码管以十进制递减计数形式作定时显示，在递减计数回零瞬间完成换灯操作。
（2）通过键盘红、黄、绿三色信号灯所亮时间在0～99秒内任意设定。
（3）十字路口的通行起始状态可人工设定，运行中可通过人工干预使十字路口通行状况固定于任何一种工作模式。
2．发挥部分（1）具有时间控制功能，交通信号灯工作时间：05：00～23：00；其余时间两个干道上的黄色信号灯闪烁显示;（2）绿色信号灯倒计时最后3秒和黄色信号灯显示时闪烁显示。
（闪烁频率：1Hz）;（3）其它功能。
二、方案设计论证与可行性分析2.1硬件设计（1）单片机预选用51系列，但没买到，选用了AT89S52单片机，其内部带有8KB的程序存储器ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。
(2) 键盘系统：设置3个程序按键：设置键、增加键、减少键，另需配置一个非程序按键：系统复位键。
（3）电源供电系统：本系统采用220V电源供电，应设计相应的稳压电源电路。
但设计竞赛受时间和经费限制，也可采用现成的5V直流稳压电源供电，这样可以节约设计时间、简化设计过程。
(4)两个干道的红绿灯用发光二极管（红、黄、绿）显示（5）两个干道时间显示采用二位共阴数码管软件设计：（1）系统资源分配：为了便于程序的设计、阅读及修改，需要先对系统的存储器资源进行分配和说明。
实验七、SFC并行流程 十字路口红绿灯
安徽工商职业学院 2009～2010学年第二学期
《可编程控制器PLC 》综合项目四
考试类型 考试 ； 考试形式 上机 ；
考试时间：100 分钟
姓名 班级 学号
可编程控制器设计综合项目四（计100分）
在日常生活中离不开十字路口交通信号灯，请运用所学的电气控制知识和PLC 知识设计出十字路口交通信号灯控制系统；
设计要求：
1、交通信号灯一个周期120s ，南北和东西信号灯同时工作；0-50s 期间南 北绿灯亮，东西红灯亮；50-60s 期间南北黄灯亮，东西红灯亮；60-110s 期 间南北红灯亮，东西绿灯亮；110-120s 期间南北红灯亮，东西信号黄灯亮； X0
运行开关。
2、输入/输出端口分配表；（25分） 2、十字路口交通信号灯控制线路图；（25分）
3、程序的编写与仿真（状态转移图（25分）、指令表（25分）、程序注释）；。
顺序功能图(sfc)
目录
• SFC基本概念 • SFC的组成元素 • SFC的绘制方法 • SFC的编程实现 • SFC的优化与改进 • SFC的未来发展与展望
01
SFC基本概念
SFC定义
顺序功能图是一种用于描述控制系统或工业过程的流程 图，它以图形化的方式展示系统或过程的顺序行为。
顺序功能图使用一系列的矩形、圆圈和箭头来表示系统 或过程中的不同状态、条件和转换。
01 工业自动化
顺序功能图广泛应用于工业自动化领域，用于描 述和控制生产线的流程和逻辑。
02 控制系统设计
在控制系统设计中，顺序功能图常被用于描述控 制系统的行为和逻辑，帮助工程师进行系统设计 和优化。
03 过程控制
在过程控制领域，顺序功能图可以用于描述化工、 制药等行业的生产过程，帮助企业实现高效的过 程控制和管理。
总结词
优化动作序列可以提高SFC的效率和可维护性。
详细描述
动作序列是SFC中控制流程执行的步骤，优化这些序列可以减少不必要的步骤和 冗余操作。具体方法包括合并相似的动作，简化复杂的动作流程，以及使用标 准的、易于理解的符号和语言描述动作。
优化状态管理
总结词
优化状态管理是提高SFC可维护性和可扩 展性的重要手段。
05
SFC的优化与改进
优化转换条件
总结词
优化转换条件是提高顺序功能图(SFC)可读性和可靠性的关键 步骤。
详细描述
转换条件是SFC中控制流程顺序的关键因素，优化这些条件 可以减少冗余和潜在的错误。具体方法包括简化复杂的条件 表达式，使用更具体的条件描述，以及确保所有转换条件都 是清晰和准确的。
优化动作序列
04
SFC的编程实现
十字路口交通灯自动控制
课堂小结
总结课堂效果： 对比教学法：对经验设计和顺序控制设计两
种方法进行比较总结；
课后思考练习；
课后作业与思考练习
1.完成本次实验的实验报告 2.练习采用经验法设计交通灯自动控制 3.拓展与提高：采用顺序控制法设计两组 灯控制程序 。
两组灯控制
要求：有两组灯分别为A组YO-Y3，B组Y4-Y7。 当按下SB1后，A组灯逐步点亮（后亮前保持）， 速率为1.5秒/步，直到全部点亮。同时（即按SB1 后）B组灯依次点亮（后亮前灭）速率为1秒/步， B组灯运行两次循环以后（即Y7第二次点亮延时1 秒后），A组与B组的所有灯作1秒亮/0.5秒灭闪亮， 任何时候按SB2所有灯全灭。 1）写出I/O地址分配，并画出接线图； 2）写出梯形图； 3）调试并运行程序。
十字路口交通灯自动控制
要求：参考下面状态图，设计一个十字路口交通灯 自动控制程序，按下启动按钮，实现交通灯的自动 控制功能，按下停止按钮，所有灯都灭。 1）写出I/O地址分配，并画出接线图； 2）写出梯形图； 3）调试并运行程序。
实验项目分析
问题1：有哪些设计方法可以采用？ 问题2：采用顺序控制设计有哪些注意点？ 问题3：本实验用到哪些主要指令？
顺序功能图法SFC设计步骤：
1.序控制程序。 LSCR（顺序段的开始） SCR指令包括 SCRT（程序段的转换）
SCRE（程序段的结束）
经验法和顺序控制设计法比较
◇ 经验设计法的设计方法不规范，没有一个普遍的 规律可遵循，具有一定的试探性和随意性。 ◇由于联锁关系复杂，用经验设计法进行设计一般 难于掌握，且设计周期较长，设计出的程序可读 性差，即使有经验的工程师阅读它也很费时。同 时，给日后产品的使用、维护带来诸多不便。 ◇与经验设计法相比，顺序功能图法有着明显的优 势，简单清晰明了，适合初学者和不熟悉继电器 控制系统的人员运用。
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----交通信号灯的自动控制系统设计
教学目标
1、 掌握可编程序控制器控制系统设计方法 的步骤 2、 掌握利用可编程序控制器来实现十字路 口双向交通灯自动控制的系统设计方法
交通信号灯的自动控制系统设计
交通信号灯的自动控制系统设计
信号转换关系
十字路口双向交通灯
自动控制系统动作要 求如时序图所示。
LD
T8
OUT S0 RET END
STL S32
OUT Y3 OUT T5
AND C1
PLC程序设计方法比较
下面将经验设计法和顺序控制设计法进行适当比较,以 便设计时选用。 采用经验设计法设计梯形图时，不可能找出一种简单 通用的设计方法。 顺序控制设计法将整个程序分成了控制程序和输出程 序两个部分。由于步是根据输出Y的状态划分的，所以M 和Y之间具有很简单的逻辑关系，输出程序的设计极为简 单。而代表步的辅助继电器或状态继电器的控制程序，不 管多么复杂，其设计方法都是相同的，并且很容易掌握。
K40
RST C1 STL S35 STL S25
LD
T0
SET S22
STL S24 OUT Y1 OUT T3 K40 RST C0
OUT C1
K3 OUT T7 K10 LD T7
SET S22 STL S22 OUT T1 K10 LD T1 SET S23 STL S23
AND T3 SET S32
指令程序表
LD M8002 OUT Y0 OUT C0 K3 OUT T2 K10 LD CO
LD
T3
LD
K100 T5
SET S35 LD T7
SET S0 STL S0 LD X0
SET S25 STL S25 OUT Y2 OUT T4 K200 STL S31 OUT Y5 OUT T9 K200 LD T9
信号转换 地址分配
交通信号灯的自动控制系统设计
PLC的I/O分配
输
器件
0
功能说明
启动按钮 停止按钮
出
功能说明
东西向绿灯 东西向黄灯 东西向红灯 南北向绿灯
器件
G1 Y1 R1 G2
器件号
Y0 Y1 Y2 Y3
Y2
R2
Y4
Y5
南北向黄灯
南北向红灯
接线图
交通信号灯的自动控制系统设计
要求：
1.采用PLC控制 2.根据动作时序图画 出顺序功能图 3.进行PLC地址分配 4.完成PLC外围电路 5.完成PLC程序设计
交通灯时序工作波形图
思考问题
交通信号灯的自动控制系统设计
思考问题：
1．该控制系统是否属于顺序控制？是哪 种结构？ 1．该控制系统工作步如何划分？共有多 少工作步？ 2．输入/输出信号有那些？
SET S33 STL S33 OUT T6 K10
ANI C1
SET S33
STL S35 OUT Y4 OUT T8
SET S21 SET S31
STL S21
OUT Y0 OUT T0 K100
AND T2
SET S24 LDI C0 AND T2
LD
T6
SET S34 STL S34 OUT Y3