【正文】 王 平 學(xué) 號： 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 指導(dǎo)教師： 高孝亮（講師） 2021 年 6 月 湖南科技經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 I 摘要 ： 本文是利用 PLC 對十字路口交通燈進(jìn)行模擬控制，從而能夠?qū)φ嬲氖致房诮煌艨刂葡到y(tǒng)有更深入的了解。最后通過有效的布局將相應(yīng)的器件安裝到相應(yīng)的地方，組成模擬的十字路口 交通燈控制系統(tǒng)。 人們經(jīng)常會為道路擁擠、交通秩序混亂、出行時間過長等城市交通問題倍感苦惱 ，例如： 綠燈方向幾乎沒有什么車輛 ,而紅燈方向卻排著長隊(duì)等候通過。更重要的是：通過對十字路口交通燈系統(tǒng)的每個環(huán)節(jié)的實(shí)際制作，鍛煉了自身的刻苦鉆研、勇于探索、實(shí)事求是、善于與他人合作的工作作風(fēng)，這為我們將來的上崗實(shí)習(xí)做好了充分的準(zhǔn)備。而且隨著集成電路的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)時代的到來， PLC必將能夠獲得更大的發(fā)展空間。外部的開關(guān)信號、模擬信號各種以及各種傳感器檢測信號作為 PLC的輸入變量，它們經(jīng) PLC的輸入端子進(jìn)入 PLC的輸入存儲器，收集和暫存被控對象實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)；經(jīng) PLC內(nèi)部運(yùn)算與處理后，按被控對象實(shí)際動作要求產(chǎn)生輸出結(jié)果；輸出結(jié)果送到輸出端子作為輸出變量，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如果有與計算機(jī)等的通信請求，則進(jìn)行相應(yīng)處理。一次掃描周期也可以簡單的分為輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理三個階段。 在存儲容量方面，有的 PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。 小型 PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型 PLC，最小配置的 I/O點(diǎn)數(shù)為 8～ 16點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動控制的需要 。另外 PLC的外部故障的檢測與處理能力也在不斷的增強(qiáng)。 所以通過 PLC對十字路口交通燈進(jìn)行控制 ，是大勢所趨。 湖南科技經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 4 / 32 功能 ： ① 東西兩組燈，南北兩組燈，分別用來指示轉(zhuǎn)彎和直行。具體交通燈控制電路狀態(tài)如表21所示： 表 21 交通燈控制電路狀態(tài)表 狀態(tài) 直行燈（南北） 左轉(zhuǎn)燈（南北） 直行燈（東西） 直行燈（東西） 持續(xù)時間 （ s） 紅 黃 綠 紅 黃 綠 紅 黃 綠 紅 黃 綠 S0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 27 S1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 3 S2 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 27 S3 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 3 S4 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 27 S5 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 3 S6 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 27 S7 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 3 S0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 27 注： 0表示燈滅， 1表示燈亮。 使用壽命長：從目前反饋情況看 ,目前控制電路的使用壽命大部分均不足五年這與其電路設(shè)計、元器件選型、工作環(huán)境及控制方式等因素有關(guān) ,是其本身無法克服的固有缺點(diǎn)。 所以十字路口交通燈的 PLC控制系統(tǒng)因?yàn)?PLC 的應(yīng)用也具有了這樣的一些優(yōu)點(diǎn)。 外部的執(zhí)行設(shè)備我們選擇了中間繼電器， 這里用它主要是為了保護(hù) PLC 的觸點(diǎn)不被意外燒壞，因?yàn)?PLC畢竟比中間繼電器貴多了 ，且 可以由一個輸入控制幾個輸出動作，減少了PLC的輸出點(diǎn)數(shù)。 、硬件選擇 本控制系統(tǒng)選用了三菱的 FX2N48MR這一型號的小型 PLC. FX2N48MR是小型化 ,高速度 ,高性能 裝置，有 48個輸入和輸出 點(diǎn) ，而我們只需要 2個 輸入點(diǎn)和 16個輸出點(diǎn)，所以相當(dāng)充足。 中間繼電器是將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的繼電器。它與接觸器不同的是觸頭無主、輔之分，所以當(dāng)電動機(jī)額定電流不超過 5A 時，也 可用它來代替接觸器使用，也就是說可以認(rèn)為它是一個小容量的接觸器。用發(fā)光二級管（串接相應(yīng)電阻保證 24V壓降）來代替交通信號燈。通過串行口，可將用戶程序與 PLC進(jìn)行通訊、文件傳送，可實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)控和測試功能。 、硬件連接 硬件連接需要根據(jù)附錄中的各圖進(jìn)行相應(yīng)的連接，首先要 根據(jù)布置圖進(jìn)行大體的硬件布置規(guī)劃，將相應(yīng)的器件安裝到相應(yīng)的地方。只有先按照系統(tǒng)的控制要求，一步一步地寫出 程序控制流程圖，才能夠在編寫程序的時候，不至于出現(xiàn)思維上的混亂，導(dǎo)致編寫的程序出現(xiàn)較大的錯誤。 STL也成步進(jìn)觸點(diǎn)指令（占 1 步）， STL 的梯形符號稱為 STL 觸點(diǎn)，它沒有動斷觸點(diǎn)。步進(jìn)指令 RET也稱為步進(jìn)返回指令，在一系列 STL指令之后必須使用 RET指令，以表示步進(jìn)指令功能結(jié)束，母線恢復(fù)至原位。當(dāng) X0接通時， M8002產(chǎn)生初始脈沖程序啟動，進(jìn)入下一步，線圈 Y1 Y1 Y Y Y6和Y11接通（既東西走向過街人行道的綠燈亮、南北走向過街人行道的綠燈 亮、南北走向直行綠燈亮、南北走向左轉(zhuǎn)紅燈亮、東西走向直行紅燈亮和東西走向左轉(zhuǎn)紅燈亮），接通 27S（時間繼電器的設(shè)定時間）后，時間繼電器的常開觸點(diǎn) T0閉合，進(jìn)入下一步（置位 S21步）。當(dāng) Y1 Y Y1 Y Y4和 Y17接通（既南北走向的綠燈亮、東西走向直行紅燈亮、東西走向左轉(zhuǎn)紅燈亮、南北走向黃燈閃爍、南北走向左轉(zhuǎn)黃燈閃爍和東西走向過街人行道綠燈閃爍） 3S 后，時間繼電器 T1的常開觸點(diǎn)閉合，置位 S22步。 湖南科技經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 12 / 32 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 、系統(tǒng)程序調(diào)試 對于 PLC控制系統(tǒng)來說，可以用裝在 PLC上的模擬開關(guān)來模擬輸入信號的狀態(tài)，用輸出點(diǎn)的指示燈來模擬被控對象，將設(shè)計號的軟件程序傳送到 PLC中，就可以進(jìn)行程序調(diào)試了。（ 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行檢查包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)對輸入信號的響應(yīng)時間和運(yùn)轉(zhuǎn)正反等狀態(tài)檢查。 正式調(diào)試的方法是：根據(jù)程序的 執(zhí)行順序先后，分別用手動的方法分別對輸入點(diǎn)進(jìn)行開閉的動作，檢查程序是否按照過程控制的要求進(jìn)行動作、相應(yīng)的輸出信號是否存在，延時的時間是否正確，對于一些輸出通道的反饋信號也應(yīng)該根據(jù)是否有系統(tǒng)輸出，再用手動給出相應(yīng)的反饋輸入信號，直到整個運(yùn)行程序正確運(yùn)行。需要仔細(xì)檢查原因，并且解決問題。這個問題最后經(jīng)過萬用表的檢查原因是 24V轉(zhuǎn)換電源的 220V外接電源線沒有接好（不通）。解決的辦法是把壞掉的那個發(fā)光二級管換掉。 （ 4）南北走向的南向過街人行道的兩個綠燈不亮，而北向的兩個過街人行道亮，問題現(xiàn)象好像和第（ 3）項(xiàng)的一樣。同樣，也可以從新接線，把這兩個信號燈接到壞了的中間繼電器的別的觸點(diǎn)上，不過這樣有點(diǎn)麻煩，所以我們使用了上面的方法來解決。通過對十字路口交通燈的 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計也使我們對國情和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際有所認(rèn)識，并且擺正了自己設(shè)計思想，使我們設(shè)計出的程序更符合實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用（雖然我們只是模擬真正的十字路口交通燈控制系統(tǒng)）。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師 高孝亮 老師 ，他為我們的畢業(yè)設(shè)計給予 了急切的關(guān)注和悉心的指導(dǎo)，特別是在 論文的寫作和措辭等方面， 他總是嚴(yán)格要求，從論文的內(nèi)容格式到最后的論文的反復(fù)修改、潤色，高 老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn) 撥。所以，我要感謝他們