【正文】 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。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 1 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目 ：《基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計》 專 業(yè) 班 ： 07 機械制造本科 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)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 2 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：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、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機綜合管理系統(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。為了實現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進性、科學(xué)化。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高澎路的系統(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大，應(yīng)用更方便，性價比更高的控制系統(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)計的則是右轉(zhuǎn)一 組信號 燈，直行和左轉(zhuǎn)為一組雙箭頭的信號燈。而東西方向采用了天橋進行人流疏導(dǎo)。 還有，現(xiàn)今 出現(xiàn) 了 各個控制系統(tǒng)，如：單片機控 制系統(tǒng)、 PLC 可編程控制系統(tǒng)、微機控制系統(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、 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、易于與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備高速計數(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)部存儲器可以執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，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、機對話的接口模塊：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。它的計數(shù)器、定時器也很多，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)部雖然沒有什么實際的繼電器、時間繼電器、計數(shù)器，但它通過程序 (軟件 )與系統(tǒng)內(nèi)存，這些器件卻實實在在地存在著。 PLC的指令系統(tǒng) 也非常豐富，可毫不困難地實現(xiàn)種種開關(guān)量，以及模擬量的控制。生產(chǎn)一臺，拷貝一份即可。同時，診斷出故障后排故也很簡單。 經(jīng)濟合算 高新技術(shù)的使用必將帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟效益，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、上載或卸載程序和數(shù)據(jù)密碼保護使用一個八位數(shù)字密碼保護您的程序。 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 16 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 硬件設(shè)計及 I/O 分配 硬件選擇 表 名稱 型號及要求 備注 PLC 主機 FX2N32MR001 主令器 XB2BW33B1C 綠 XB2BW33B1C 紅 SB1 SB2 FU 熔斷器 10A 交通信號指示燈 220VAC 單個燈工作電流不大于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 單個燈工作電流不大于1A 即可 4 套 電線 /450v 長度實測 其它附件 略 據(jù)實測定 I/O 分配 表 序號 端口 連接器件 輸入（ I） 1 X000 啟動按鈕 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)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 17 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：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)計說明書 基于 PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 第 18 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 十字路口交通信號燈的 控制要求 表 東西直行左轉(zhuǎn) 信號 紅燈 綠燈亮 黃燈亮 時間 60S 32S 3S 南北直行 信號 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 紅燈 時間 27S 3S \ \ \ 30S 35S 南北左轉(zhuǎn) 信號 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 綠燈亮 黃燈亮 紅燈亮 35S 時間 \ \ 30S 27S 3S \ 南北人行道 信號 綠燈 35S 時間 60S 東南西北右轉(zhuǎn)綠燈 時間 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) 綠燈不能同時點亮。當(dāng)東西方向綠燈 32S 后熄滅 時， 黃燈亮并維持 3S，然后熄滅 。沒有進行刪除操作則 PLC 里存的較長程序不能被覆蓋，將會干擾本 次的程序運行。東西綠燈亮后不滅，經(jīng)過對梯形圖檢查后得出，梯形圖中出現(xiàn) 2 組 T7 線圈。沒有達(dá)到及時停止的要求。經(jīng)過修改，我將支路中加入了 Y000 常開觸點，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 計時完畢后就斷電了，動作后馬上又恢復(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)，感謝你們對我的幫助和支 持。 同時， 也要感謝 陳 麗 莉老師在劉老師有教學(xué)任務(wù)的期間對我們進行的指導(dǎo)。如：交通信號燈控制系統(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)造的動力 。把 理論 轉(zhuǎn) 化為實際存在的東西，這是一個學(xué)習(xí)的過程，也是一個創(chuàng)造的過程。 ，第一個循環(huán)開始到結(jié)束所有燈都能按設(shè)計控制的要求亮滅，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 26 頁 /共 29 頁 設(shè)計人：梁丹明 但是第二個循環(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)錯誤的范疇。 T3 Y0 0 0 M 3 圖 正確 圖 為加上 Y000 常開觸點的支路，加上過后能滿足隨時斷電的要求。 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 個輔助繼電器，由時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 型號也是 FX2N 系列。 東西紅燈熄滅時， 南北人行道紅燈亮并維持 35S。 滿足我設(shè)計的需要。 在線程序編輯在線改變程序不會損失工作時間或停止生產(chǎn)運轉(zhuǎn)。由于 FX2n 系列具備如下特點：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動化應(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)”的方式進行工作的。這是因為 PLC 在硬件與軟件兩個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、移植及再使用。而這個內(nèi)部入出點即使用得再多，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，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，已實現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。 PLC 還有強大的自檢功能，可進行自診斷。 它的數(shù)據(jù)存儲區(qū)還可用以存儲大量數(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。這意味著它可進行這么多 I/O 點的入出信息變換，進行這 么大規(guī)模的控制。各種模塊上均有運行和故障指示裝置便于用戶了解運行情況和查找故障。 豐富的 I/O 接口模塊 PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號 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)備和模塊進行連接通信的物理條件。 CPU 可以讀其值，但不可以寫或進行修改。可編程控制器是利用軟件來實現(xiàn)控制邏