【正文】 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于 FX2N 系列 PLC 的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì) 摘 要 近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展， PLC 的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。目前，我國(guó)許多大中城市的交通壓力都非常大。部分交通路口的信號(hào)燈工作時(shí)間不合理，交通違章或肇事記錄不確切。所以，改善與提高現(xiàn)有的交通系統(tǒng)的工作效率，加強(qiáng)交通路口的信號(hào)燈控制和安全狀況的監(jiān)控是非常重要的。 伴隨著城市的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷的更新?lián)Q代?？茖W(xué)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，人們的水平得到很大的提高。就拿 PLC 來(lái)說(shuō)， PLC 就發(fā)明以來(lái)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到第三代。 PLC 的體 積越來(lái)越趁于小型化， 這樣既節(jié)省空間 ,又 降低 了成本 ,使 安裝更加靈活。并且 PLC 運(yùn)算速度高速化，使控制更具實(shí)時(shí)性。 目前PLC 在國(guó)內(nèi)外已 到了 廣泛 的 應(yīng)用 。 因此 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)利用 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的控制。我們選用了三菱公司推出的 FX2N48MR001 型 PLC，該型號(hào)具有可靠性高、體積小、擴(kuò)展方便，使用靈活等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 ： PLC，交通燈，控制 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Design of traffic signal lamp based on PLC Mitsubishi FX2N series ABSTRACT With the development at full speed of science and technology in recent years, the application of the PLC is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. . At present, traffic pressure in many large and mediumsized cities in China is very great. Some traffic lights’ working hours is unreasonable, violation and records of the incident is inaccurate too. Therefore, to improve and enhance the existing transport system39。s efficienc y and strengthen the control of traffic lights and monitoring the security situation is very important. The main idea of design is to achieve the control of traffic lights at crossroads by PLC. We will use OMRON, CPM1A40CDRAV type PLC, high reliability, small size, easy to expand the use of flexible features. KEY WORDS : PLC, Traffic light , control 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 .................................................................................................. 1 第 1 章 可編程邏輯控制器概述 ......................................................... 3 概述 ........................................................................................... 3 PLC 的硬件結(jié)構(gòu) ....................................................................... 3 PLC 的軟件結(jié)構(gòu) ....................................................................... 4 PLC 的工作原理 ....................................................................... 4 PLC 的運(yùn)行方式 ....................................................................... 6 第 2 章 三菱 FX2N 系列 PLC ............................................................ 7 三菱 FX2N 系列可編程序控制器的基本組成 ....................... 7 三 菱 FX2N 系列可編程序控制器主要變成元件 ................... 7 FX2N 系列可編控制器基本指令功能及應(yīng)用 ........................ 8 第 3 章 GX Developer 編程軟件 ....................................................... 9 軟件概述 ................................................................................... 9 操作界面 ................................................................................... 9 工程創(chuàng)建 ..................................................................................14 在線監(jiān)控與仿真 ......................................................................15 第 4 章 基于 FX2N 系列 PLC 的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì) ..............................17 任務(wù)分析 ..................................................................................17 輸入 /輸出地址表和符號(hào)表 .....................................................17 程序框圖 ..................................................................................18 流程圖 ......................................................................................19 梯形圖的組成 ..........................................................................19 結(jié) 論 .................................................................................................27 謝 辭 .................................................................................................28 參考文獻(xiàn) .............................................................................................29 附 錄 .................................................................................................30 外文資料翻譯 .....................................................................................32 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。人、車(chē)、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。 不同的城市有不同城市的問(wèn)題，但共性就是混合交通流問(wèn)題。在交叉口如何解決混合交通流中的相互影響 或彼此的相互影響，就是解決問(wèn)題的關(guān)鍵！隨著我國(guó)城市化建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多的新興城市的出現(xiàn)，使得城市的交通成為了一個(gè)絕對(duì)主要的問(wèn)題。同時(shí)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，隨著城市機(jī)動(dòng)車(chē)量的不斷增加，人民的生活水平日漸提高，越來(lái)越多的汽車(chē)進(jìn)入尋常老百姓的家庭。 伴隨著城市的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷的更新?lián)Q代。科學(xué)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，人們的水平得到很大的提高。就拿 PLC 來(lái)說(shuō)， PLC 就發(fā)明以來(lái)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到第三代。 21 世紀(jì) PLC 更是得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，它適應(yīng)市場(chǎng)需要，加強(qiáng) PLC 通信聯(lián)網(wǎng)的信息處理能力；開(kāi)放性方面已有實(shí)質(zhì)性 突破，采用國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)不同的 PLC 之間都能夠很好的兼容。而且 PLC 的體積趁于小型化， PLC 小型化的好處是節(jié)省空間、降低成本、安裝靈活。并且 PLC 運(yùn)算速度高速化，使控制更具實(shí)時(shí)性。如今 PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè) 。 許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，再加上政府大力發(fā)展的道交、出租車(chē)，使得車(chē)輛越來(lái)越多，這不僅要求道路要越來(lái)越寬闊，而且要求有新的交通管理模式和交通規(guī)則的出臺(tái)。因此，自 80 年代后期，很多城市紛紛擴(kuò) 建城市道路，在道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)道路的系統(tǒng)研究和控制，加寬道路并沒(méi)有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市道路多十字路口、多交叉的特點(diǎn)，也決定了城市道路的交通狀況必然受這種路況的制約。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 于是，舊的交通控制系統(tǒng)的弊病和人們?cè)絹?lái)越高的要求激化了矛盾，使原來(lái)不太突出的交通問(wèn)題被提上了日程。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的多車(chē)道城市道路，緩解城區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門(mén)亟待解決的主要問(wèn)題。 由于交通路口的形 狀和規(guī)模不一，所采用的信號(hào)燈的數(shù)量、控制要求不一，控制的復(fù)雜程度也就不一樣，為此、有關(guān)部門(mén)愈來(lái)愈多的注重在交通管理中引進(jìn)自動(dòng)化、智能化技術(shù)，比如“電子警察”、自動(dòng)適應(yīng)交通信號(hào)燈以及耗資巨大的交通指揮控制系統(tǒng)等。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，道路交通已愈來(lái)愈成為社會(huì)活動(dòng)的重要組成部分。對(duì)交通的管控能力，也就從一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)了這個(gè)國(guó)家對(duì)整個(gè)社會(huì)的管理控制能力，因此各國(guó)都很重視用各種高科技手段來(lái)強(qiáng)化對(duì)交通的管控能力。 因此本設(shè)計(jì)將選用三菱公司推出的 FX2N48MR001 型 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)十字交通燈的控制。在以下的 內(nèi)容當(dāng)中將詳細(xì)介紹該方案的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)流程圖以及程序模塊，同時(shí)也會(huì)介紹一些關(guān)于三菱 FX2N 系列 PLC 的資料，如 FX2N 系列可編控制器的輔助繼電器功能、基本指令及三菱 FX2N系列 PLC可變程序控制器步進(jìn)梯形指令等，而且還會(huì)詳細(xì)分析三菱 FX2N 系列的 PLC與西門(mén)子 PLC 的共同特點(diǎn)與區(qū)別，也會(huì)介紹一下三菱 GXDeveloper 編程軟件的使用方法。在該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中如有不足之處還請(qǐng)給予指導(dǎo)。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 1 章 可編程邏輯控制器概述 概述 可編程控制器 [1]，簡(jiǎn)稱 PLC（ Programmable logic Controller） ,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC做了如下定義：“ PLC 是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生