【正文】 學(xué)號 0915026120設(shè)計（論文）題目 基于 PLC 交通燈控制系統(tǒng)評閱人 評閱人職稱序號評分項目（理工科、管理類） 評分項目(文科) 滿分 評分1 工作量 外文翻譯 152 文獻閱讀與外文翻譯 文獻閱讀與文獻綜述 103 技術(shù)水平與實際能力 創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平 254 研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識 論證能力 255 文字表達 文字表達 106 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 15總 分 100評語評閱人簽名：年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯表學(xué)生姓名 陸小凡 專業(yè)班級 09 自動化 01 學(xué)號 0915026120設(shè)計(論文)題目 基于 PLC 交通燈控制系統(tǒng)序號 評審項目 指 標 滿分 評分1 報告內(nèi)容思路清晰；語言表達準確，概念清楚，論點正確；實驗方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論有應(yīng)用價值。 103 創(chuàng) 新 對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。主要問題回答準確，深入。其中，指導(dǎo)教師評定成績占 40%，評閱人評定成績占 20%，答辯組評定成績占 40%。在近代交通工具有單還不多，但在現(xiàn)在社會車輛越來越多，例如美國被稱為汽車上的國家、印度被稱為三輪車上的國家，中國隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟水平的不斷提高，老百姓水平的不斷提高，汽車這一社會產(chǎn)物已經(jīng)悄然而然的進入了千家萬戶，它不再是富人的消費品，而成為普通老百姓家庭生活的一部分，這個時候在道路上自然而然得擁擠起來，單單靠交警叔叔的指揮已不能完成這一復(fù)雜的變化，更何況在風(fēng)雨、大雪、沙塵等不良天氣下交警叔叔的工作帶來更大的不便，這個時候交通燈便上場了，可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路。單片機、PLC 的應(yīng)用不斷地走向深入?？梢圆捎迷缙诘哪M電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路。單片機、PLC 的應(yīng)用不斷地走向深入。關(guān)鍵字: PLC 交通燈 梯形圖 Abstract Now the society, more and more traffic tools, from the ancient 11 road bus to the horse, carriage and modern human car, bicycle, motorcycle, automobile, more and more vehicles. Single is not in modern traffic tools, but in the modern society more and more vehicles, such as the United States called the car on the country, India is called a tricycle country, China with the development of society, the continuous improvement of economic level, people continue to raise the level of the social product, the car has been quietly however entered thousands of households, it is no longer the consumer goods, and bee a part of the ordinary people of family life, this time to e very naturally on the road crowded, relying solely on the traffic police mand has not been able to plete the plex change, moreover the traffic police in the wind and rain, snow, dust and other adverse weather conditions uncle39。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。不同的城市有不同城市的問題，但共性就是混合交通流問題。同時隨著我國經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，隨著城市機動車量的不斷增加，人民的生活水平日漸提高，越來越多的汽車進入尋常老百姓的家庭。因此，自 80 年代后期，很多城市紛紛擴建建城市道路，在道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。而城市道路多十字路口、多交叉的特點，也決定了城市道路的交通狀況必然受這種路況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的多車道城市道路，緩解城區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，道路交通已愈來愈成為社會活動的重要組成部分。簡單介紹分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合城鄉(xiāng)交通的實際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，本設(shè)計介紹了應(yīng)用 PLC 實現(xiàn)十字路口交通信號燈的自動控制。 1 PLC 的概述 自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能。 作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20%～30%。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。 PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。PLC 的CPU 內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令） ，然后再返回起始步循環(huán)運算。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理， 16位（也有32位的）為一個模擬量。把計算結(jié)果送給PLC 的控制器。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比DCS要低很多。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。近10年來，隨著PLC 價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC 進行控制，PLC 在我國的應(yīng)用增長十分迅速。 通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。在可以預(yù)見的將來，PLC產(chǎn)業(yè)一定會有一個美好的未來 的產(chǎn)生 20 世紀 20 年代起，人們把各種繼電器。接觸器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)。價格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點：設(shè)備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能少，難與實現(xiàn)較復(fù)雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差。 PLC 的定義 美國國際電工委員會（IEC）在 1987 年對可編程序控制器做出如下定義：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部進行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等功能的面向用戶的指令，并通過數(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。定義強調(diào)了 PLC 應(yīng)直接應(yīng)用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。定義還強調(diào)了 PLC 是“數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)” ，他也是一種計算機，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的”工業(yè)計算機。它能完成邏輯運算、順序運算、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體” ，易于“擴充” 。I/O 系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。PLC 的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來傳遞信號。 2）濾波：這是抗干擾的另一個主要措施。3）對內(nèi)部電源還采用了屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施，以減少外界干擾，保護供電質(zhì)量。4）內(nèi)部設(shè)置了連鎖、環(huán)境檢測與診斷、watchdog（“看門狗” ）等電路，一旦發(fā)現(xiàn)故障或程序循環(huán)執(zhí)行時間超過了警戒時鐘（WDT）規(guī)定時間（預(yù)示程序進入了死循 環(huán)） ，立即報警，以保證 CPU 可靠運行。6）對用戶程序及動態(tài)工作數(shù)據(jù)進行電池備份，以保障停電后有關(guān)狀態(tài)或信息不丟失。8）以集成電路為基本元件，內(nèi)部處理過程不依賴于機械觸點，以保障高可靠性。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強PLC 及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言現(xiàn)象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，只要具有一定的電工和工藝的知識的人員都可在短時間內(nèi)學(xué)會。在 PLC 內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時序、計算機、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。（5）設(shè)計、施工、調(diào)試、的周期短用繼電接觸器控制完成一項控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進行安裝調(diào)試，以后修改起來十分不便。（6）體積小，維護操作方便PLC 體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。（7）易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化PLC 可連成功能很強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 PLC 的主要功能條件控制功能： 條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用 PLC 的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián)極其他各種邏輯連接，進行開關(guān)控制。（2）數(shù)據(jù)處理功能 數(shù)據(jù)處理功能是指 PLC 能進行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算、邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。（4）A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換功能A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換功能是指通過 A/D、D/A 模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。（6）過程控制功能 過程控制功能是指通過 PLC 的 PID 控制指令或模塊實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。（8）遠程 I/O 功能遠程 I/O 功能是指通過 I/O 單元將分散在遠距離的各種輸入、輸出設(shè)備與PLC 主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。（10） 監(jiān)控功能監(jiān)控功能是指 PLC 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進行狀態(tài)和進程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進行報警和記錄，甚至自動終止運行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、記數(shù)器等設(shè)定值或強制 I/O 狀態(tài)。當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。（2） 南北紅燈亮維持 33s。到 30s 時，東西黃燈亮，在東西紅燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持 3s，到3s 時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時南北紅燈熄滅，綠燈亮。南北紅燈亮維持 30s 然后東西黃燈閃亮 3s，同時南北紅燈亮維持 3s 熄滅。 (4) 上述動作循環(huán)進行。PIC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側(cè)重。 機型的選擇 我選擇的 PLC 是三菱 FX2N128MR 機型選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿足要求的情況下，保證可靠、維護使用方便以及最佳的性能價格比。 2．功能合理 : 對于開關(guān)量控制的工程項目，對其控制速度無須考慮，一般的低檔機就能滿足要求。 對于控制比較復(fù)雜、控制功能要求高的工程項目，例如要求實現(xiàn) PID 運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可視控制規(guī)模及復(fù)雜的程度，