【正文】 ............... 22 PLC 接地 ..................................................... 23 程序調(diào)試 ..................................................... 23 第 5 章 總 結(jié) ................................................. 27 第 6 章 謝 詞 ................................................. 28 參考文獻(xiàn) ..................................................... 29 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 5 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 第 1 章 緒 論 交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果?？删幊绦蚩刂破髟诠I(yè)自 動化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。 在 80 年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。 道路通交通系統(tǒng)是一個地區(qū)、一個城市的主要組成部份，這個系統(tǒng)的運行狀況如何，直接反映了一個地區(qū)、一個城市的現(xiàn)代化管理水平。所以我認(rèn)為交通燈控制系統(tǒng)很有改進(jìn)的必要，它需要順應(yīng)社會生活的需要。 方案 比較 方案一： 十字路口每個方向各一組紅綠燈，共四組。在此時段內(nèi)：①前 30S 內(nèi)，南北方向左轉(zhuǎn)紅燈亮 30S，且南北方向直行綠燈亮 27S，然后南北方向直行黃燈亮 3S。東西方向人行道為過街天橋。 第二種 方案： 它是由主道和副道組成的十字路口，現(xiàn)今的交通狀況各式各樣，該方案 主道（南北方向）設(shè)計了左轉(zhuǎn)、直行和右轉(zhuǎn)的三組信號燈。 此時南北方向都不通車。人行道信號燈的亮滅也是根據(jù)東西方向紅燈與綠燈的亮滅來決定的。其優(yōu)點：設(shè)計簡單，使用方便，成本低。 由于交通路口的形狀和規(guī)模不一，所采用的信號燈的數(shù)量、控制要求不一，控制的復(fù)雜程度也不一樣， 所以我選擇的設(shè)計思路就是根據(jù)車流 較大的主道和車流較少的副道相結(jié)合的路口，來設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)，即 方案二。 這些都是為了設(shè)計出簡單實用的控制系統(tǒng)，來解決當(dāng)前交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀。 可編程序控制器 PLC 在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。在可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)一個控制任務(wù)，首先要針對具體的被控對象，分析它對控制系統(tǒng)的要求，然后編制出相應(yīng)的控制程序，利用編程器將控制程序?qū)懭肟删幊炭?制器的程序存儲器中。它是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。 可編程控制器的組成 如圖所示， PLC 與通用計算機(jī)沒有什么區(qū)別，只是一臺增強(qiáng)了 I/O 功能的可與控制對象方便連接的計算機(jī)。 圖 PLC的組成 輸出寄存器 輸出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一個時間段的輸出值 ,而程序循環(huán)執(zhí)行開始時的輸出寄存器的值 ,表明的是上一時間段的真實輸出值。系統(tǒng)存儲器存儲的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能更改， PLC 要在系統(tǒng)程序的管理下運行。 PLC 的特點 高可靠性 (1)所 有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 11 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 電路之間電氣上隔離。 (5)對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。 編程簡單易學(xué) PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機(jī)的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。由于采用模 塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。凡普通計算機(jī)能做到的，它也都可作到。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 12 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 它的內(nèi)部種種繼電器，相當(dāng)于中間繼電器，數(shù)量更多。 而且，這些內(nèi)部器件還可設(shè)置成丟電保持的，或丟電不保持的，即上電后予以清零的。 PLC 還 有豐富的外部設(shè)備，可建立友好的人機(jī)界面，以進(jìn)行信息交換。數(shù)據(jù)送入可鍵入、可以讀卡入等等。其結(jié)果可自動記錄。這是因為：首先 PLC 控制邏輯的建立是程序，用程序代替硬件接線。種種控制系統(tǒng)所需的模塊， PLC 廠家多有現(xiàn)貨供應(yīng)，市場上即可購得。對硬件講，它的配置可變，而且也易于變。內(nèi)部什么線都不要接，只要做些必要的 DIP 開關(guān)設(shè)定或軟件設(shè)定，以及編制好用戶程序就可工作。而且，這些繼電器的接點可無限次地使用。大型 PLC 的控制點數(shù)可達(dá)萬點以上，哪有那么大的現(xiàn)實系統(tǒng) ?若實在不夠，還可聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制，不受什么限制。 PLC 的外設(shè)很豐富，編程器種類很多，用起來都較方便，還有數(shù)據(jù)監(jiān)控器，可監(jiān)控 PLC 的工作。某定型產(chǎn)品用的 PLC 的程序完善之后，凡這種產(chǎn)品都可健用。這在講述 PLC 的第三個特點時，還將進(jìn)一步介紹。所以， PLC 出了故障，很易診斷 。 (5)改用方便： PLC 用于某設(shè)備，若這個設(shè)備不再使用了，其所用的 PLC 還可給別的設(shè)備使用，只要改編一下程序，就可辦到。事實上，如果 PLC 工作 不可靠，就無法在工業(yè)環(huán)境下運用，也就不成其為 PLC 了。西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 14 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 這是因為使用 PLC 的投資雖大，但它的體積小、所占空間小，輔助設(shè)施的投入少；使用時省電，運行贊少；工作可靠。即在 PLC 運行時，CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。共 12 個輸出信號。為大量實際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能開發(fā) 了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要 ， 模擬 I/O，高速計數(shù)器。時間設(shè)置和比較指令易于操作。RUN/STOP 開關(guān)面板上運 行 /停止開關(guān)易于操作。有 高速運算 ， 基本指令 :指令 ， 應(yīng)用指令 : 至幾 百 us/指令 。 為了簡約整個系統(tǒng)組件及成本，提高工作可靠性，交通燈選用 220VAC 為宜，選用其它型號的交通燈，只需加裝相應(yīng)等級電壓轉(zhuǎn)換裝置即可，同時要特別注意單點負(fù)載電流不能超過 2A，若高于 2A 則要采取隔離技術(shù)手段。 在 東西方向直行左轉(zhuǎn)紅燈亮的 同時， 南北方向人行道綠燈亮并維持 60S。在同時 東西 方向 綠燈亮并維持 32S， 且 南北方向左轉(zhuǎn)紅燈亮并維持 35S，南北方向直行紅燈亮并維持 35S。同時，接地電阻要小于 100Ω，接地線的截面應(yīng)大于 2mm2。首先將編寫好的程 序 使用電腦通過 PLC編譯工具寫入 PLC，寫入時要注意先把 PLC原有的程序刪除然后在寫入操作。按下啟動按鈕 SB1，啟動 30S 后，南北方向直行綠燈 Y001 不滅， 后面循環(huán)繼續(xù)，但是每盞燈亮后都不熄滅。修改完成后繼續(xù)通電， 啟動后，到T7 運行時它沒有計時。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 24 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 如圖： M5 T7T0 K32 0 圖 錯誤 在檢查的時候 發(fā)現(xiàn) 圖 為多余的 T7，經(jīng)過修改將其支路去掉 ，并保留了圖 。 ，按下停止按鈕 SB2 時，經(jīng)過監(jiān)控看到部分輔助繼電器線圈繼續(xù)得電，沒有斷開。能無 限循環(huán)下去，且按下停止按鈕 SB2 后，能及時停止。 ，南北直行紅燈 Y002 不亮，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是因為 T1計時完成后斷電，用 T1 延時閉合的觸點來控制 Y002 達(dá)不到閉合的目的。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 25 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 如圖： 南北直行紅燈T5 Y002T1 圖 錯誤 圖 為用 T1 和 T5 來控制的，不能達(dá)到程序正常亮滅的要去。 ，南北人行道綠燈 Y012一直亮不熄滅，而南北人行道紅燈 Y013一直不亮。 南北人行道紅燈南北人行道綠燈Y000Y000Y007Y007Y012Y013133130 圖 正確 經(jīng)過修改后，我用 東西直行右轉(zhuǎn)紅燈 Y007 的瞬時常開常閉觸點來代替之前T0 的延時常開常閉。經(jīng)過檢查 發(fā)現(xiàn)是因為 黃燈 Y010 亮后， T8開始計時， 3S 后 M10 不能得電，因為 M5 此時得電，常閉處于斷開狀態(tài)，通往 M10線圈的線路無法接通，因此 M5 線圈一直處于得電狀態(tài)。 東西直行左轉(zhuǎn)黃燈65Y000 M10Y 010T 8 K30M10M107672M5M5Y007T8Y007T7M5 圖 正確 圖 為修改后的東西直行左轉(zhuǎn)黃燈的梯形圖，經(jīng)過通電檢查后，該圖能實現(xiàn)本次設(shè)計需要的控制要求。 我覺得這是 一次非常難得的理論與實際 相 結(jié)合的機(jī)會。還有在信號燈旁邊 加上計時牌，或者是按照地域的不同對東西方向信號燈進(jìn)行改進(jìn)，加入 1 組信號燈，在原有的控制系統(tǒng)中進(jìn)行改進(jìn)，總之設(shè)計是推陳出新，一切為了順應(yīng)社會發(fā)展的需要。我們 只有發(fā)現(xiàn)問題、面對問題才能更好的去解決問題。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 28 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 第 6 章 謝 詞 設(shè)計的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心幫助。在這里我還要感謝楊福剛老師，在我們的程序調(diào)試階段給予了指導(dǎo)和幫助，在此我向劉老師、陳老師和楊老師的辛勤指導(dǎo)和幫助，呈上我最真誠的謝意。 2021 [19] 吳建強(qiáng)，姜三勇 主編 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .黑龍江： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1998 [20] 廖常初 主編 .PLC 編程及應(yīng)用 .重慶：重慶大學(xué)出版社 ,2021 [21]； [22]； [23]；