【正文】 口的需要控制各個(gè)十字路口的 PLC，從而控制十字路口交通燈的變化，以及對(duì)各個(gè)路口 的安全狀況進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控機(jī)動(dòng)車(chē)是否違章、是否肇事，并把記錄的結(jié)果存儲(chǔ)、上傳和處理。采用順序功能圖與梯形圖相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)程序。s superior machine uses PC. Through installs in the intersection monitoring equipment as well as the mobile electron monitoring equipment, carries on the monitoring to each intersection39?？渴裁磥?lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。其中包括近來(lái)提出的在車(chē)道（紅綠燈前）安裝車(chē)流量傳感器，統(tǒng)計(jì)車(chē)流量再控制綠燈的放行時(shí)間； 設(shè)定定時(shí)器在上、下班高峰期增加綠燈的放行時(shí)間以及對(duì)各個(gè)路口違章、肇事的監(jiān)控與記錄等等問(wèn)題。這樣的交通控制系統(tǒng)效率低，容易造成交通擁擠，而且也浪費(fèi)人力、物力 。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 PLC 控制設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù) 本設(shè)計(jì)采 用 PLC 做控制器，完成 對(duì)十字路口交通燈的 自動(dòng)控制 與監(jiān)控 ， 主要實(shí)現(xiàn)城市交通路口信號(hào)燈自動(dòng)控制，機(jī)動(dòng)車(chē)是 否違章、肇事記錄的上傳、存儲(chǔ)和處理；實(shí)現(xiàn)顯示、通信等功能。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱(chēng)為微控制器。使用單片機(jī)設(shè)計(jì) 的 優(yōu)點(diǎn)在于 它們的 CPU 功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。 可編程序控制器控制 可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng) PC（ Programmable Controller），它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器 PSC、可編程序邏輯控制器 PLC（ Programmable Logic Controller）和可編程序控制器 PC 幾個(gè)不同時(shí)期。咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。并可通過(guò)通信隨時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。 繼電器是用于邏輯控制，起到過(guò)渡作用的，亦可控制小負(fù)載?？?編 程序控制器可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。 PLC 有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥 和交流接觸器。 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。完成了系統(tǒng)的安裝和接線(xiàn)后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。 PLC 或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。 將 PLC 用于對(duì)交通信號(hào)燈的控制，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可對(duì)目前普遍使用的 “ 漸進(jìn)式 ” 信號(hào)燈進(jìn)行精確控制，特別對(duì)多岔路口的控制可方便的實(shí)現(xiàn)。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 系統(tǒng)硬件 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的組成框圖 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 圖 交通燈控制系統(tǒng) 交通燈的控制過(guò)程 信號(hào)燈受啟動(dòng)及停止按鈕的控制，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)工作，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài)，所有信號(hào)燈都熄滅。 （ 2）南北向和東西向人行道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。隨后按正常時(shí)序控制。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 表 輸入點(diǎn)數(shù)分配 序號(hào) 輸入信號(hào)名稱(chēng) 電氣符號(hào) 1 啟動(dòng)按鈕 SB1 2 停止按鈕 SB2 3 急車(chē)強(qiáng)通按鈕 1 SB3 4 急車(chē)強(qiáng)通按鈕 2 SB4 表 輸出點(diǎn)數(shù)分配 序號(hào) 輸出信號(hào)名稱(chēng) 電氣符號(hào) 1 南北左轉(zhuǎn)綠 HL2 2 南北左轉(zhuǎn)黃 HL11 3 南北左轉(zhuǎn)紅 HL13 4 東西左轉(zhuǎn)綠 HL16 5 東西左轉(zhuǎn)黃 HL19 6 東西左轉(zhuǎn)紅 HL6 7 南北直行綠 HL9 8 南北直行黃 HL14 9 南北直行紅 HL3 10 東西直行綠 HL18 11 東西直行黃 HL22 12 東西直行紅 HL7 13 南北右行綠 HL10 14 南北右行黃 HL21 15 南北右行紅 HL4 03 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 16 東西右行綠 HL8 17 東西右行黃 HL15 18 東西右行紅 HL17 19 南 北人行綠 HL12 20 南北人行紅 HL5 21 東西人行綠 HL1 22 東西人行紅 HL20 根據(jù)表 和表 可以確定 PLC 以及擴(kuò)展模塊的選型。還需要擴(kuò)展 16 點(diǎn)數(shù)字量輸出。和 CPU224 相比，CPU226 增加了通訊口的數(shù)量，使得它的通信能力大大增強(qiáng)，可以用于點(diǎn)數(shù)較多，要求較高的小型或者中型控制系統(tǒng)。上部分 到 為 16 點(diǎn)輸出端子，下部分 到 為 24 點(diǎn)輸入端子。 EM222 的端子連線(xiàn)圖 如圖 所示， L+接 24VDC， M 接地。 圖 CPU226與 EM222的連接圖 I/O 分配 如表 、表 所示，優(yōu)先分配主機(jī) CPU226 的地址 ， 后分 配 擴(kuò)展模 塊 EM222（ 8輸出數(shù)字量模塊） 的地址。它以用戶(hù)定義的通信協(xié)議為基礎(chǔ)，通過(guò)使用相關(guān)的中斷指令和專(zhuān)用的通信指令控制 S7200 CPU 通信口的操作模式，實(shí)現(xiàn)與多種智能設(shè)備的連接。RS485 是 S7200 最常用的電氣通信基礎(chǔ)。 S7 200 系列 CPU226 提供 2 個(gè)串口，其中一個(gè)端口(PORT1)作為 DP 口，另一個(gè)端口 (PORT 0)為自由口，自由口為標(biāo)準(zhǔn) RS485 口 .西門(mén)子公司提供的 PC/PPI 電纜帶有 RS232/RS485 電平轉(zhuǎn)換器，因此在不增加任何硬件的情況下，可以很方便地 將 PLC 和 PC 機(jī)互聯(lián)，如圖 所示。 PLC 一旦收到命令，在對(duì)命令進(jìn)行確認(rèn)無(wú)誤后，返回該命令作為應(yīng)答。其中雙絞線(xiàn)（帶屏蔽）成本低、安裝簡(jiǎn)單；光纜尺寸小、質(zhì)量輕、傳輸距離遠(yuǎn)，但成本高、安裝維修需專(zhuān)用儀器。以下面一個(gè)十字路口為例 (傳感器及紅綠燈控制端口設(shè)置見(jiàn)表一 ) , 該路口控制為普通采用的方式，依次放行順序南、東、西、北。 流程圖 交通燈正常循環(huán)運(yùn)行邏輯流程圖 交通燈正常循環(huán)運(yùn)行邏輯流程圖如圖 所示。 STEPMirco/WIN32 編程軟件是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，由西門(mén)子公司專(zhuān)門(mén)為S7200 系列可編程控制器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。 本設(shè)計(jì)采用順序控制指令進(jìn)行編程，具體程序如下： 網(wǎng)絡(luò)一：置位初始狀態(tài)。急車(chē)強(qiáng)通控制梯形圖如下。為此，我們考慮設(shè)計(jì)十字路口的監(jiān)控系統(tǒng)。上位機(jī)采用 VB 高級(jí)語(yǔ)言，由于本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，涉及的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理要求不是太高，因此考慮用價(jià)格便宜，通 訊容易實(shí)現(xiàn)的 VB 作為上位機(jī) 的語(yǔ)言界面 。并給出了該方法在十字路口交通燈實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。 有 40G 的硬盤(pán)空間；選用 Microsoft windows XP 操作系統(tǒng)；有一個(gè) COM 口。 圖 配置 S7200CPU 為 PLC 選擇站地址、波特率。 將 PLC 處于 RUN 模式。即在 VB 中輸入數(shù)據(jù)傳送給 PLC。 當(dāng)沒(méi)有按下停止或結(jié)束按鈕時(shí)， VB 每隔 發(fā)送一次數(shù)據(jù)給 PLC, PLC 接收到數(shù)據(jù)后，如果滿(mǎn)足發(fā)送條件，就把數(shù)據(jù)發(fā)送給 VB。因?yàn)樗谠O(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采用了精選元器件及多層次抗干擾 等措施，使可編程控制器的平均無(wú)故障時(shí)間 MTBF 通常在 50 000h 以上，有些可編程控制器的平均無(wú)故障時(shí)間可以達(dá)到幾十萬(wàn)小時(shí)以上。 PLC 編程方便，體積小，易于使用和方便操作，并且功能完善。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己對(duì) PLC 以及交通燈的控制有了進(jìn)一步的了解，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)智能交通燈監(jiān)控系統(tǒng)。 一次又一次的學(xué)習(xí)，探索 ， 我們慢慢地在體會(huì)，研究和感悟，終于開(kāi)始領(lǐng)會(huì)到將近成功的那一份喜悅，從撰寫(xiě)開(kāi) 題 報(bào)告，查找資料， 程序設(shè)計(jì) ，到整理 每一個(gè)次的調(diào)試 ，我們學(xué)會(huì)了細(xì)心和耐心，也品嘗到了酸、甜、苦、辣，無(wú)數(shù)的成功與失敗更加肯定了我們 的研究成果。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，受益匪淺。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34 參考文獻(xiàn) [1] 王 永華等編 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [2] 楊公源主編 .可編程序控制器（ PLC）原理與應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [3] 陳立定等編 .電氣控制與可編程序控制器 [M].廣州：華南理工大學(xué)出版社， 2021 [4] SIEMENS 公司 .SIMATIC S7200 應(yīng)用實(shí)例 [M].1997 [5] 邱公偉主編 .可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [6] 廖常初 .PLC 梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法 .電工技術(shù)雜志， 2021（ 11） （ 12） [7] 王永華等編 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [8]李道霖等 .電氣控制與 PLC 原理及應(yīng)用（西門(mén)子系列） .北京：電子工業(yè)出版社， [9] 高欽和 . 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例 . 北京 :人民郵 電出版社 , [10] 汪曉平等 .可編程控制器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航 . 北京 :人民郵電出版社 , [11] 常斗南 . 可編程序控制器原理 .應(yīng)用 .實(shí)驗(yàn) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , [12] 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