【正文】 幾 周的忙碌 學習中 ， 我也真正的感受到畢業(yè)設計的麻煩與繁瑣。把具體的 要解決的問題 給我 講解了 ，然后又給我提出了可能會遇到的問題讓我加以注意。 在仿真和調試過程中，我們會遇到很到問題，有時候這些小問題很難發(fā)現，被我們所忽略，不加以注意，就會導致整個實驗仿真的失敗。上述所有狀態(tài)的實物現象如下列圖片所示： 圖 52 白天正常模式東西紅燈南北綠 圖 53 白天正常模式東西紅燈南北黃 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書（ 2020） 21 圖 54 白天正常模式東西綠燈南北紅 圖 55 白天正常模式東西黃燈南北紅 圖 56 白天緊急模式情況 1 圖 57 白天緊急模式情況 2 交通信號燈 PLC 控制系統(tǒng)的設計 22 圖 58 夜間模式東西南北黃燈閃爍 程序調試過程中遇到的問題 在硬件接線時，一開始出現了一個嚴重的問題，實驗之前誤以為交通燈實驗面板和數碼管顯示面板所供用的電壓都是 12V。在接線完成后檢查連接是否正確，然后再給 PLC 上電。在附錄里的主程序里包晗這兩個功能的程序，這里只是臨時測試用的程序。夜晚模式單獨一個分支，共分為三個分支，每一步都有各自的轉移條件。當交通繁忙時調整東西方向和南北方向的綠燈亮燈時間，首先按下亮燈時間預置按鈕，用戶可根據不同方向的實際交通情況，將配合亮燈時間預置按鈕使用的轉換開關撥到需要設定綠燈亮燈時間的一方。第一步就是判斷當前時間選擇白天模式或者夜晚模式。 PLC 編程軟件 GX Developer 的使用概述 進入 GX Developer 編程軟件的編程環(huán)境 雙擊計算機桌面 GX Developer 圖標或者按 Tab 鍵選擇到圖標 GX Developer，即可進入編程環(huán)境。交通信號燈的時間預置和更改功能上使 用 BCD 撥碼盤是很必要的。擴展模塊可用點數為 48~64，電源用直流 24V。 I/O 地址分配 根據硬件系統(tǒng)的組成分析，可知其中輸入點包括 6 個按鈕需要 6 個輸入點；一個轉換開關占用兩個輸入接點，需要準備 4 個輸入接點供兩個轉換開關使用。但是這種高級語言比較難掌握，需要很好的計算機基礎和 C 語言知識，學習者的思維邏輯能力要很強。習慣上成為 “梯形圖 ”。以往用高級語言和匯編語言編程時都要經過三步，即編輯、編譯、鏈接。其基本規(guī)律是同一廠家生產的 PLC 編程語言是可以通用 。從輸入映像寄存器和元件映像寄存器中讀取出元件的狀態(tài)，并根據程序運算出結果，把運算的結果存儲在輸出映像寄存器 和元件映像寄存器中。 為了消除繼電器控交通信號燈 PLC 控制系統(tǒng)的設計 6 制裝置的工作方式與 PLC 的運行方式之間的差異， PLC 采用一種掃描技術，這種技術不同于微型計算機的工作方式。 用戶想要完成某項任務，就要編寫 PLC 可以識別的任務指令，而這種用編程器或者編程軟件編寫的完整指令被稱為用戶程序 。 PLC 的軟件系統(tǒng)組成 實際上 PLC 是 一種工業(yè)控制計算機，不僅要有硬件系統(tǒng)，而且軟件系統(tǒng)也是必備的，只有軟件系統(tǒng)配合硬件系統(tǒng)才能完成某一項任務，兩者是相輔相成的。像溫度、速度、流量、位移等都是對應于電壓或電流的模擬量，這些量通過一定的 PID 運算后，控制生產的過程。 I/O 接口是 PLC 與輸入 /輸出設備連接的部件，輸入接口用來接收和采集現場設備向 PLC 提供的信號。它的具體作用如下 : 能夠 接受 和 存儲用戶程序： 接受外部設備的 最新 狀態(tài)和數據，存入相應的數據寄存區(qū)； 檢查存儲器、電源、 I/O 的狀態(tài)，診斷用戶程序是否存在語法錯誤； 實現 PLC 之間或者 上位機與 PLC 之間的通信； 執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序，完成指令的操作； 響應現場設備的請求 。正常運行時則無需特殊處理，當交通繁忙和交通堵塞時則需要特殊的處理，以減少司機等待時間，緩解交通壓力。 交通信號燈 PLC 控制系統(tǒng)的設計 2 ，出行結構不合理。 設計采用可編程序控制器 PLC 進行整體控制，在可靠性方面得到很大的提升，硬件設備的故障率減少，更重要的是實現了智能控制，根據實際需要更改放行時間參數，合理確定各路口交通信號燈之間的時間差，使控制系統(tǒng)變得更加便捷、靈活，有效的縮短了 行駛車輛的等待時間，大大的提高十字路口的利用率，對交通狀況實現了科學化的管理?？刂葡到y(tǒng) 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書（ 2020） Design of Traffic Light Control System based on PLC Abstract: The installation of traffic lights at the junction with heavy traffic and congestion able to effectively clear, you can make right traffic participants get strong protection. At present, China39。同時可以根據實際的交通情況，解決交通繁忙和交通堵塞的問題，使得整個交通控制最優(yōu)化。 畢業(yè)設計說明書 交通信號燈 PLC 控制系統(tǒng)的設計 專業(yè) 電氣工程及其自動化 學生姓名 孫敦峰 班級 Z 電氣 111 學號 1160601147 指導教師 朱學來 完成日期 2020 年 6 月 5 日 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 ( 2020) 畢業(yè)設計說明書 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的畢業(yè)設計說明書是本人在導師指導下進行的研究、設計工作后獨立完成的。 該設計采用 PLC 控制核心，實現交通信號燈的時間參數設置和倒計時顯示。智能化 。這種交通信號控制系統(tǒng)可以解決車輛在十字路口滯留的問題，使交通變得通暢，便捷，很大程度上提高交通控制系統(tǒng)的工作效率。而與之相對應的人均道路面積卻一直處于低水平狀態(tài)，盡管近十幾年來已經有了很大發(fā)展，但是目前的交通狀況依然呈現出擁擠狀態(tài)。 實際的交通情況分為正常運行，交通繁忙和交通堵塞三種情況。 圖 21 PLC 的基本結構圖 （ CPU） CPU 是 PLC 的核心部分，即 PLC 的大腦，控制著這個系統(tǒng)的正常運行。此單元可分為輸入 /輸出接口和輸入 /輸出信號。模擬量輸入單元是將模擬量信號轉換成二進制數字信號，然后送給 CPU 模塊進行數據處理和控制。 很多 PLC的直流電源采用直流開關穩(wěn)壓電源，為避免電源干擾，接口電路的電源回路是相互獨立的。 PLC 開始啟動后，由系統(tǒng)監(jiān)控程序啟動解釋程序，對用戶程序進行解釋，把原來用梯形圖或者指令表編寫的程序， 解釋成 PLC 的微處理器可以接受執(zhí)行的程序，完成用戶想要完成的目的，這一切的活動都在系統(tǒng)監(jiān)視程序的監(jiān)視下完成，防止出現錯誤。 可編程序控制器的 CPU 采用順序邏輯掃描用戶程序的工作方式，實際的含義是指輸出線圈或邏輯線圈被接通 或者斷開時， 直到本次掃描結束未進入下一個掃描周期之前，所有被掃描到的線圈上的觸點均不會發(fā)生相應的動作。 在程序執(zhí)行階段， CPU 對用戶的程序按照 步序號，遵照從左到右，從上到下 的掃描原則，逐條進行掃描、解釋、執(zhí)行。 目前市場上 現有 的 PLC 種類較多，不同類型的 PLC對應的編程軟件也有所不同。 ：我們需要的軟件越簡單越好。是一種由圖形符號組成的編程語言。 高級語言的更接近于人腦的思維，更 加的通俗易懂，而且彌補了其他編程語言的不足之處。整個的硬件系統(tǒng)就要這些元器件按一定的順序、位置連接在 PLC 上，完成交通信號燈 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設計。此型號的 PLC 有 24 個輸入點和 24 個輸出點，繼電器輸出，它是由電源、 CPU、 I/O模塊、 RAM 的單元型 PLC，其主機稱為基本單元 ，還有為主機準備的可擴展其 I/O點的擴展單元和擴展模塊。在一些不必要更改設備參數的情況下，盡量不要用 BCD 撥碼盤，因為 BCD 撥碼盤會占用相當多的一部分輸入接點，使輸入接點的利用率降低。此款軟件能夠匹配三菱 PLC 的硬件設備，將 GX Developer 軟件編寫的程序下載到 PLC 內部，三菱 PLC 可進行檢測和判斷程序的正確性，并與 Developer 軟件通信進行監(jiān)控。 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書（ 2020） 13 系統(tǒng)的工作原理 在給系統(tǒng)供電后才可以啟動 PLC 開始工作。正常運行時則無需特殊處理，當交通繁忙和交通堵塞時則需要特殊的處理，以減少司機等待時間，緩解交通壓力。 圖 47 交通燈正常運行時序圖 交通信號燈 PLC 控制系統(tǒng)的設計 16 梯形圖設計 狀態(tài)轉移圖 根據設計的具體要求和要實現的功能，用功能圖編程語言進行編寫，在編寫之前按照白天和夜晚模式進行細分，在白天模式里又分為緊急模式和正常運行模式，在正常運行模式里進行時間預置。 圖 411 亮燈時間預置程序圖 X10 M8014 C0 K60 C1 K24 RST C0 RST C1 ZCP K6 K23 C1 M0 X11 M8012 C0 C1 M8000 BIN K2X20 D0 SUB D0 K6 D2 BIN K2X20 D1 SUB D0 K6 D2 X5 X6 X7 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書（ 2020） 19 系統(tǒng)仿真與調試 仿真系統(tǒng)硬件接線 本實驗系統(tǒng)仿真是在學院綜合實驗室仿真 的，由于實驗室實驗設備條件有限，畢業(yè)設計說明書里的部分功能不能在實驗設備上演示出來，比如時間預置這部分，實驗設備上沒有數字撥碼盤，所以在仿真測試過程中直接省略了時間預置程序，而是在程序中計時器里賦值代替撥碼盤實現時間預置功能；再有就是實時時間顯示部分，由于實驗室里的 PLC 輸出 I/O 口不足和數碼管不足，這項功能也不能正常演示出來。共陽數碼管顯示用的是 24V 穩(wěn)壓電源供電，穩(wěn)壓 24V 電源的正極接在數碼管的正極上，不過四個數碼管的正極要串聯在一起供電，穩(wěn)壓 24V 電源的負極與 PLC 的輸出公共端 COM3 和 COM4 串聯。（ 3）在夜間 23 點到 6 點之間，當按下 X17后，等待正常運行模式運行一周期后，開始執(zhí)行夜間模式，東西、南北四個方向，黃燈分別開始閃爍。修改后，終于實現了這項功能。在做畢業(yè)設計之前，我觀察了各種交通十字路口， 自己研究普通的十字 路口 交通燈，在了解透徹的情況下，老師又跟我們具體講解 分析了 這次設計的思想。 現在感覺整個畢業(yè)設計做完并不是想象的那么簡單。我的畢業(yè)設計指導老師 ——朱老師，在這里衷心的的謝謝您的幫助，是您的指導，讓我有了畢業(yè)設計的大體思路；是您的不辭辛苦，讓我順利的在實驗室里仿和調試真程序；是 您的慷慨解囊，無私奉獻，讓我擁有了無數的相關論文資料，是我的論文更加的豐富多彩；是您日日夜夜的叮嚀，才讓我的論文在內容和格式上沒有出現錯誤；太多的感動事情，作為一名老師，能付出了超出職責的范圍，是您讓我看到了一名人民教師的不容易。謝謝你們，進入我的生活，讓我的生活充滿樂趣。感謝你們這些同學，在你們身上我學到了很多，是你對問題的執(zhí)著，對知識觀點的懷疑，對科學真理的追求，讓我看到了學習的態(tài)度與方法。 交通信號燈 PLC 控制系統(tǒng)的設計 24 參考文獻 [1] 曹金福，譚勝富 .電氣控制與 PLC[M].北京： 化學工業(yè)出版社， 2020. [2] 向曉漢，王寶銀 .三菱 FX 系列 PLC 完全精通教程 [M].北京： 化學工業(yè)出版社， 2020. [3] 肖明耀 .三菱 FX 系列 PLC 應用 技能實訓 [M].北京： 中國電力 出版社， 2020. [4] 秦春斌，張繼偉 .PLC 基礎及應用教程 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020. [5] 范次猛 .PLC 編程與 應用技術 [M].湖北 : 華中科技 大學出版社 , 2020. [6] 王建 ,張