【正文】 .......................................................................... 18 存儲器 ............................................................................................................................... 19 輸入 /輸出模塊 .................................................................................................................. 20 圖 ........................................................................................................... 22 圖 ........................................................................................................... 22 7 元件清單 .............................................................................................................................. 23 小結(jié) ......................................................................................................................................... 24 致 謝 .............................................................................................................. 25 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 26 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 設(shè)計(jì)題目： 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 . 設(shè)計(jì)目的 可編程控制器是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲器來存儲指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順 序運(yùn)算、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能。 利用德國西門子公司的 S7— 200 PLC 來實(shí)現(xiàn)交通信號燈的自動控制。 目前， PLC 已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，但是在交通控制方面應(yīng)用方面還不是很廣泛。 城市交通信號控制是通過對交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導(dǎo)以達(dá)到改善人和貨物的安全運(yùn)輸，提高運(yùn)營效率 。它可靠性高、功能完善、抗干擾性好，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。 可編程序控制器 (PLC)作為一 種以微電腦技術(shù)為核心的自動控制裝置， 它將傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)融為一體，在工業(yè)自動化，機(jī)電一體化以及傳統(tǒng)的工業(yè)控制方面，得到了廣泛的應(yīng)用， 發(fā)揮著越來越大的作用。 3 時(shí)間進(jìn)度安排 順序 階段日期 計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容 備注 1 講解主要設(shè)計(jì)內(nèi)容， 安排學(xué)生查閱資料 打分 2 檢查 整個(gè)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)概況 打分 3 指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行傳感器的選擇和 plc 應(yīng)用的注意事項(xiàng) 打分 4 檢查學(xué)生核心內(nèi)容的設(shè)計(jì)情況 打分 5 答辯、寫報(bào)告 打分 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) II 摘要 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作 的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。圖紙為 A4，所有插圖不允許復(fù)印。 課程設(shè)計(jì)論文的基本要求 （ 1）參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2 秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。 東西紅燈亮維持 30 秒。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2秒。 南北紅燈亮維持 25 秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 20 秒。 基本要求 信號燈受一個(gè)啟動開關(guān)控制，當(dāng)啟動開關(guān)接通時(shí)，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先 南北紅燈亮，東西綠燈亮?；?S7200 PLC 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求 設(shè)計(jì)目的： 編程序控制器（ PLC）于 20 世紀(jì) 60 年代在美國誕生，在我國的發(fā)展與應(yīng)用已有30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此， PLC 技術(shù)已成為電氣自動化專業(yè)技能型人才必不可少的重要技能，通過實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對理論知識消化吸收，提高 PLC 編程技能。當(dāng)啟動開關(guān)斷開時(shí)，所有信號燈都熄滅。到 20秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮 3 秒后熄滅。到 2 秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。南北綠燈亮維持 25 秒，然后閃亮 3 秒后熄滅。要求完成以下項(xiàng)目： 畫出 交通信號燈時(shí)序狀態(tài)示意圖 畫出交通燈的控制流程圖 完成 可編程控制器 I/O 端口分配和外部接線圖 完成十字路口交通信號燈 PLC 控制梯形圖編程 發(fā)揮部分 自由發(fā)揮 2 設(shè)計(jì)過程及論文的基本要求： 設(shè)計(jì)過程的基本要求 （ 1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選； （ 2）符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括 總體設(shè)計(jì)框圖 、電路原理圖各一份； （ 3）報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤上交。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于 4000 字。 （ 2）裝訂順序：封面、任 務(wù)書、成績評審意見表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及相應(yīng)的詳細(xì)的功能分析和重要的參數(shù)計(jì)算、工作過程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄（ 總體設(shè)計(jì)框圖 與電路原理圖） 。它采用可以編制程序的 存儲器 ，用來在執(zhí)行存儲邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入 (I)和輸出 (O)接口，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。 已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。是一種專門用于工業(yè)環(huán)境及過程控制的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。 采用 PLC 控制交通信號燈，主要是考慮其具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的 特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富。 PLC 應(yīng)用于交通控制還有很大的潛能， PLC 以其可方便操作、可方便編程調(diào)試等特點(diǎn)，使得其有逐步取代以往的單片機(jī)在交通燈中的地位的趨勢。通過對交通信號燈的控制要求的分析，結(jié)合西門子 S7200 的控制性能，通過系統(tǒng)時(shí)序圖的分析，對交通燈系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的合理控制的功能，通過實(shí)驗(yàn)證明該方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)簡單、經(jīng) 濟(jì)實(shí)用、遠(yuǎn)行可靠，具有很高的實(shí)用價(jià)值。用來對各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。 編程序控制器（ PLC）于 20 世紀(jì)60 年代在美國誕生，在我國的發(fā)展與應(yīng)用已有 30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大 支柱。 基本要求 信號燈受一個(gè)啟動開關(guān)控制，當(dāng)啟動開關(guān)接通時(shí)，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。 南北紅燈亮維持 25 秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 20 秒。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2 秒。 東西紅燈亮維持 30 秒。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2 秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動的輸入信號， 要配合一個(gè) SB1的按鈕，當(dāng) SB1 啟動按鈕動作，系統(tǒng)工作。 南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，南北紅燈亮 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同時(shí)，東西方向道路也一起亮綠燈 20S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 20 秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍；東西綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動作使東西綠燈閃爍，還 需要 計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2 秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。 東西方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，東西紅燈亮 30S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 30 秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時(shí)，南北方向道路也一起亮綠燈 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北綠燈閃爍；南北綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動作使南北綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈亮；南北黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2 秒，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北紅燈亮。 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 3 設(shè)計(jì)與分析 設(shè) 計(jì)框圖 設(shè)計(jì)分析 開始 南北紅燈亮，東西綠燈亮 南北紅燈亮，東西綠燈閃 南北紅燈亮，東西綠燈亮 東西紅燈亮，南北綠燈亮 東西紅燈亮，南北綠燈閃 東西紅燈亮，南北綠燈亮 開始 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 圖 1 十字路口交通示意圖 這 12 個(gè)交通燈共有 6 個(gè)狀態(tài)： 南北紅燈（ 1 7）亮 東西綠燈（ 6 12）亮 南北紅燈（ 1 7）繼續(xù)亮 東西綠燈（ 6 12）閃 南北紅燈（ 1 7）繼續(xù)亮 東西綠燈（ 5 11）亮 東西紅燈（ 4 10）亮 南北綠燈（ 3 9）亮 東西紅燈（ 4 10） 繼續(xù)亮 南北綠燈（ 3 9）閃 東西紅燈（ 1 7） 繼續(xù)亮 南北綠燈（ 2 8）亮 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 4 硬件部分 PLC I/O 分配 交通燈控制系統(tǒng)共有一個(gè)輸入點(diǎn)：啟動按鈕。由于每一方向的指示燈中，同種顏色的指示燈運(yùn)行情況相同，為節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)，采用并聯(lián)輸出法。 PLC I／ O 點(diǎn)分配如表 一 所示。 PLC 圖 2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 檢測裝置 交通燈 計(jì)數(shù)器 CPU 定時(shí)器 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 PLC 的接線形式 如圖 3 所示 圖 3 PLC 接線圖 端口 為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號，端口 接起報(bào)警作用的信號燈，端口 接南北紅燈 ，端口 接?xùn)|西綠燈，端口 接?xùn)|西黃燈，端口 接?xùn)|西黃燈， 接南北綠燈， 接南北黃燈。其中十字路口信號燈控制模塊是主模塊。時(shí)間的設(shè)定可根據(jù)實(shí)際狀況分時(shí)設(shè)置。 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 梯形圖 基于 s7200 plc 的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 基于 s7200 plc