【正文】 交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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。西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 1 頁 /共 29 頁 設(shè)計(jì)人：梁丹明 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目 ：《基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 專 業(yè) 班 ： 07 機(jī)械制造本科 1 班 姓 名 ：梁 丹 明 指導(dǎo)老師 ：劉 艷 華 2021 年 3 月 26 日 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 2 頁 /共 29 頁 設(shè)計(jì)人：梁丹明 摘要： 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。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對(duì)高澎路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。也需要找到功能更強(qiáng)大，應(yīng)用更方便，性價(jià)比更高的控制系統(tǒng)。②后 30S 內(nèi)，南北方向直行紅燈亮 30S，且南北方向左轉(zhuǎn)綠燈亮 27 秒，然后南北方向左轉(zhuǎn)黃燈亮 3S；后半循環(huán)為南北方向人行道紅燈亮 35S。在副道（東西方向）上設(shè)計(jì)的則是右轉(zhuǎn)一 組信號(hào) 燈，直行和左轉(zhuǎn)為一組雙箭頭的信號(hào)燈。而東西方向采用了天橋進(jìn)行人流疏導(dǎo)。 還有，現(xiàn)今 出現(xiàn) 了 各個(gè)控制系統(tǒng)，如：單片機(jī)控 制系統(tǒng)、 PLC 可編程控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)和繼電器控制系統(tǒng)等。 PLC 現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（ PLC、 CAD/CAM、 ROBOT）之一，它以其可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、 體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備高速計(jì)數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。它的內(nèi)部存儲(chǔ)器可以執(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，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。在程序執(zhí)行過程中 ,CPU可以讀其值 ,并作為條件參加控制 ,還可以修改其值 ,而中間的變換僅僅影響寄存器的值。 (2)各輸入端均采用 R－ C 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 1020ms。另外為了提高操作性能，它還有多種人、機(jī)對(duì)話的接口模塊：為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。 功能豐富 PLC 的功能非常豐富。它的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器也很多，是繼電電路所望塵莫及的?？伤腿氤绦颍腿霐?shù)據(jù)，可讀出程序，讀出數(shù)據(jù)。這為它的維修增加了透明度，提供了方便。所以，硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。 (3)編程方便： PLC 內(nèi)部雖然沒有什么實(shí)際的繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器，但它通過程序 (軟件 )與系統(tǒng)內(nèi)存，這些器件卻實(shí)實(shí)在在地存在著。 PLC的指令系統(tǒng) 也非常豐富，可毫不困難地實(shí)現(xiàn)種種開關(guān)量，以及模擬量的控制。生產(chǎn)一臺(tái)，拷貝一份即可。同時(shí)，診斷出故障后排故也很簡單。 經(jīng)濟(jì)合算 高新技術(shù)的使用必將帶來巨大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，這是科技是第一生產(chǎn)力的體現(xiàn)，也是高新技術(shù)生命力之所在。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。內(nèi)置式 24V 直流電源 ,24V、 400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。遠(yuǎn)程維護(hù)遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過調(diào)制解調(diào)器通信來監(jiān)測(cè)、上載或卸載程序和數(shù)據(jù)密碼保護(hù)使用一個(gè)八位數(shù)字密碼保護(hù)您的程序。 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 16 頁 /共 29 頁 設(shè)計(jì)人：梁丹明 硬件設(shè)計(jì)及 I/O 分配 硬件選擇 表 名稱 型號(hào)及要求 備注 PLC 主機(jī) FX2N32MR001 主令器 XB2BW33B1C 綠 XB2BW33B1C 紅 SB1 SB2 FU 熔斷器 10A 交通信號(hào)指示燈 220VAC 單個(gè)燈工作電流不大于1A 即可 10 套 ,其中 2 套為直行左轉(zhuǎn)雙箭頭型 人行道指示燈 220VAC 單個(gè)燈工作電流不大于1A 即可 4 套 電線 /450v 長度實(shí)測(cè) 其它附件 略 據(jù)實(shí)測(cè)定 I/O 分配 表 序號(hào) 端口 連接器件 輸入（ I） 1 X000 啟動(dòng)按鈕 SB1 2 X001 停止按鈕 SB2 輸出（ O） 3 Y000 東南西北右轉(zhuǎn)綠燈 4 Y001 南北直行綠燈 5 Y002 南北直行紅燈 6 Y003 南北直行黃燈 7 Y004 南北左轉(zhuǎn)紅燈 8 Y005 南北左轉(zhuǎn)黃燈 9 Y006 南北左轉(zhuǎn)綠燈 10 Y007 東西直行右轉(zhuǎn)紅燈 11 Y010 東西直行右轉(zhuǎn)黃燈 12 Y011 東西直行右轉(zhuǎn)綠燈 12 Y012 南北人行道綠燈 13 Y013 南北人行道紅燈 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 17 頁 /共 29 頁 設(shè)計(jì)人：梁丹明 硬件接線圖 東南西北右轉(zhuǎn)綠燈南北直行綠燈南北直行紅燈南北直行黃燈南北左轉(zhuǎn)紅燈南北左轉(zhuǎn)黃燈南北左轉(zhuǎn)綠燈東西直行左轉(zhuǎn)紅燈東西直行左轉(zhuǎn)黃燈東西直行左轉(zhuǎn)綠燈南北人行道綠燈南北人行道紅燈AC 2 2 0SB 1SB 2X00 0X00 1CO MNPELY00 0Y00 1Y00 2Y00 3Y00 4Y00 5Y00 6Y00 7Y01 0Y01 1Y01 2Y01 3CO MPL CFX2N32MR001 圖 硬件接線圖 西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 18 頁 /共 29 頁 設(shè)計(jì)人：梁丹明 十字路口交通信號(hào)燈的 控制要求 表 東西直行左轉(zhuǎn) 信號(hào) 紅燈 綠燈亮 黃燈亮 時(shí)間 60S 32S 3S 南北直行 信號(hào) 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 紅燈 時(shí)間 27S 3S \ \ \ 30S 35S 南北左轉(zhuǎn) 信號(hào) 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 35S 時(shí)間 \ \ 30S 27S 3S \ 南北人行道 信號(hào) 綠燈 35S 時(shí)間 60S 東南西北右轉(zhuǎn)綠燈 時(shí)間 PLC 開啟后一直亮 南北方向 直行左轉(zhuǎn) 綠燈和東西 方向直行左轉(zhuǎn) 綠燈不能同時(shí)點(diǎn)亮。當(dāng)東西方向綠燈 32S 后熄滅 時(shí)， 黃燈亮并維持 3S，然后熄滅 。沒有進(jìn)行刪除操作則 PLC 里存的較長程序不能被覆蓋，將會(huì)干擾本 次的程序運(yùn)行。東西綠燈亮后不滅，經(jīng)過對(duì)梯形圖檢查后得出，梯形圖中出現(xiàn) 2 組 T7 線圈。沒有達(dá)到及時(shí)停止的要求。經(jīng)過修改，我將支路中加入了 Y000 常開觸點(diǎn)，另外用 M2常開來控制 Y002 南北直行紅燈的亮滅。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn) T0 計(jì)時(shí)完畢后就斷電了，動(dòng)作后馬上又恢復(fù)到初始閉合和斷開的狀態(tài)，不能達(dá)到此處控制人行道紅綠燈的 目的。東西直行左轉(zhuǎn)的黃燈也就一直都處于接通狀態(tài)，從開始亮就一直不熄滅。 此設(shè)計(jì)能滿足主道和副道相結(jié)合的地域的十字路口 通行狀況 ，不推薦在車站和車流量非常大的地段使用該控制系統(tǒng)。 在設(shè)計(jì)的寫作過程也讓我懂得了做任何事情都要有好的心態(tài)和認(rèn)真的態(tài)度，在工作中要學(xué)會(huì)與人合作，認(rèn)真聽取別人意見，這樣做起事來也就可以事半功倍。 我還要感謝同組的同學(xué) 蔣華 ，以及其他給予我?guī)椭耐瑢W(xué)，感謝你們對(duì)我的幫助和支 持。 同時(shí)， 也要感謝 陳 麗 莉老師在劉老師有教學(xué)任務(wù)的期間對(duì)我們進(jìn)行的指導(dǎo)。如：交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備他們有著很多優(yōu)越性，但也存在一定的不足，這些不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造 力，但是它也是我們研究和創(chuàng)造的動(dòng)力 。把 理論 轉(zhuǎn) 化為實(shí)際存在的東西，這是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程，也是一個(gè)創(chuàng)造的過程。 ，第一個(gè)循環(huán)開始到結(jié)束所有燈都能按設(shè)計(jì)控制的要求亮滅，西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 26 頁 /共 29 頁 設(shè)計(jì)人：梁丹明 但是第二個(gè)循環(huán)開始后，東西直行左轉(zhuǎn)的黃燈不滅，一直處于亮的狀態(tài)，而其它燈都能按照設(shè)計(jì)要求的控制順序亮滅。這也是屬于沒加輔助繼電器控制出現(xiàn)錯(cuò)誤的范疇。 T3 Y0 0 0 M 3 圖 正確 圖 為加上 Y000 常開觸點(diǎn)的支路，加上過后能滿足隨時(shí)斷電的要求。 而且也不影響東西直行左轉(zhuǎn)綠燈 Y007 的亮滅。 經(jīng)過調(diào)整后，我加入了 11 個(gè)輔助繼電器，由時(shí)間繼電器來控制輔助繼電器，再以輔助繼電器來控制線路的導(dǎo)通和斷開。 我們所選的 PLC 型號(hào)也是 FX2N 系列。 東西紅燈熄滅時(shí)， 南北人行道紅燈亮并維持 35S。 滿足我設(shè)計(jì)的需要。 在線程序編輯在線改變程序不會(huì)損失工作時(shí)間或停止生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于 FX2n 系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 PLC的工作原理 PLC 是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。這是因?yàn)?PLC 在硬件與軟件兩個(gè)方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。而且， PLC 本身還可作故障情況記錄。 PLC 的程序也便于存儲(chǔ)、移植及再使用。而這個(gè)內(nèi)部入出點(diǎn)即使用得再多，也無關(guān)緊要。外部接線有接線器，接線簡單，而且一次接好后，更換模塊時(shí)，把接線器安裝到新模塊上層口可，都不必再接線。而且，這些模塊是配套的，已實(shí)現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。 PLC 還有強(qiáng)大的自檢功能，可進(jìn)行自診斷。 它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)還可用以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，幾百、幾千、幾萬字的信息都可以存，而且掉電后還不丟失。這意味著它可進(jìn)行這么多 I/O 點(diǎn)的入出信息變換，進(jìn)行這 么大規(guī)模的控制。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。 豐富的 I/O 接口模塊 PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。 其它接口單元 其它接口單元用于提供 PLC 與其它設(shè)備和模塊進(jìn)行連接通信的物理?xiàng)l件。 CPU 可以讀其值，但不可以寫或進(jìn)行修改?？删幊炭刂破魇抢密浖韺?shí)現(xiàn)控制邏