【正文】 靠性較高， 配套功能 十分 齊全 和 完善 。 第二章 系統(tǒng)方案設計 畢業(yè)設計論文 4 十字路口交通燈 方案設計 分析設計要求，本系統(tǒng)主要采用 PLC 來實現(xiàn)交通燈日?？刂坪蛙嚵髁康谋O(jiān)控， PLC接收輸入設備的信息，經(jīng)過 CPU 處理后將信號傳遞給輸出設備控制交通燈的運行，并通過 MCGS 實時監(jiān)控交通燈運行情況， 系統(tǒng) 設計 方案圖 如圖 23 所示。 CPU 模塊 接收輸入設備的信息并處理，將處理過的信息傳遞給其他內部存儲器進行儲存，并將輸出信息通過輸出模塊控制交通燈的運行。 MCGS 模塊用于實時監(jiān)控交通燈運行狀態(tài)，并通過手 /自動切換模式實現(xiàn)正常模 式及故障調整模式的切換。 PLC 簡 介 PLC 是一種專 門 用于工業(yè)控制的 控制器， 其硬件結構與微型計算機基本 相似，按結構不同可 分為固定式 及 模塊式（組合式）兩種。模塊式 PLC 主要 包括 CPU 處理器 、 I/O 輸入輸出 模塊、內 部存儲器 、電源、底板或機架，可以 根據(jù)需要進行靈活 配置 ， 其結構分布圖如圖 31 所示。輸入模塊一般要考慮 信號傳輸 的間距、 信號電平 的類型及信號的交直流供電方式等。 PLC 的類型 目前，常用的 PLC 類型較多，分類多樣化，根據(jù)結構不同 可分有整體型及模塊型兩類；根據(jù)使用環(huán)境不同可分為 室 內 安裝 及室外安裝兩類；根據(jù) CPU 字長不同可分為 1第三章 系統(tǒng)硬件設計 畢業(yè)設計論文 6 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位等 。 西門子 PLC 本系統(tǒng)采用 S7200 系列屬于小型控制器系統(tǒng)，其示意圖 如圖 32 所示，該系列共有 四種基本型號 ，本文采用其中的 CPU224， 其主機類型表如表 31 所示。 其觸摸屏圖如圖 33 所示。 輸入輸出設備 按鈕 按鈕 是一種用來 接通或斷開 控制 電路 的主令電器， 主要用來 進行系統(tǒng)的 操作 命令 及控制 機械 與電氣 設備 的運行。 圖 34 按鈕示意圖 圖 34 按鈕示意圖 第三章 系統(tǒng)硬件設計 畢業(yè)設計論文 8 燈 本設計采用的是 24v 直流的小燈，其作用是用來模擬十字路口的交通燈 ，交通燈示意圖如圖 35 所示。 表 32 輸入輸出分配表 輸入信號 輸出信號 名稱 代號 輸入編號 名稱 代號 輸出編 號 啟動開關 SB1 南北紅 L0 停止開關 SB2 南綠人綠 L1 南北黃 L2 南北左綠 L3 南北人紅 L4 東西紅 L5 東綠人綠 L6 東西黃 L7 東西左綠 L8 東西人紅 L9 畢業(yè)設計論文 基于 PLC 的十字路口交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設計 9 PLC 接線圖 圖 36 PLC 接線圖南北紅燈 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 南北綠燈 南北黃燈 南北左綠 Q1.1 東西紅燈 東西綠燈 東西黃燈 東西左綠 東西人行道紅 南北人行道紅 1M M L+ SB1 SB2 啟動 停 止 PLC 1M 1L+ M 24v L+ 2M 2L+ 2M 第四章 PLC 軟件設計 畢業(yè)設計論文 10 第 四 章 PLC 軟件設計 PLC 編程軟件 STEP7 Micro/win 是西門子 s7200 編程軟件 ， 西門子 2020 年發(fā)布了 S7200 SMARTPLC, 采用單獨的軟件 進行 編程 ，主要為適應中國的市場進行開發(fā)的， 不需要授權直接安裝 ， 界面 較 好 ， 采用下拉式菜單，操作方便 ，可 支持 梯形圖 、語句表與 功能圖方式編程 ，其示意圖如圖 41 所示。 主程序設計 主程序主要實現(xiàn)的功能有：初始化時間設置、手自動切換和交通燈的點亮 ， 其流程圖如圖 42 所示 。 圖 43 初始化交通燈時間圖 手自動切換模塊主要是后編寫調用調用手動控制和自動控制的子程序 ， 其程序圖如圖 44 所示 。 圖 45 自動控制流程圖 車流量檢測模塊主要是每兩分鐘檢查一下路口通行的狀況，其程序圖如圖 46 所示 。 圖 47 數(shù)碼管顯示程序圖 第四章 PLC 軟件設計 畢業(yè)設計論文 14 手動控制子程序 手動控制子程序主要實現(xiàn)的功能是時間的重置、紅燈的時間設置、以及數(shù)碼管的顯示，其流程圖如圖 48 所示 。 圖 49 時間重置程序圖 紅燈顯示時間模塊主要是：當開關打在手動位置時將設置的一個方向綠燈常亮、閃亮以及黃燈左綠燈亮的時間加起來作為一個方向紅燈亮的 時間，其程序圖如圖 410 所畢業(yè)設計論文 基于 PLC 的十字路口交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設計 15 示 。 圖 51 MCGS 組態(tài)結構分布圖 新建工程 鼠標單擊文件菜單中 “新建工程 ”選項，設定工程名為 “交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設計 ”，再選擇文件菜單中的 “工程另存為 ”菜單項，彈出文件保存窗口，將其命名并保存 ， 其工程示意圖如圖 52 所示 。用戶可以根據(jù)需要設置窗口的屬性和在窗口內放置圖形對象。 圖 53 用戶窗口示意圖 進入窗口 0，用戶從工具箱中選擇所需要的圖形對象配置在用戶窗口內，創(chuàng)建所需要的圖形，圖形創(chuàng)建完成后，再對圖形對象進行編輯工作，編輯完成后 “窗口 0”示意圖第五章 MCGS 軟件設計 畢業(yè)設計論文 18 如圖 54 所示 。 圖 55 自動監(jiān)控窗口 畢業(yè)設計論文 基于 PLC 的十字路口交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設計 19 圖 56 手動監(jiān)控窗口 實時數(shù)據(jù)庫 點擊 實時數(shù)據(jù)庫，點擊 “新增對象 ”按鈕，新增數(shù)據(jù)對象。如此將所有的數(shù)據(jù)對象創(chuàng)建完成，其示意圖如圖 57 所示 。如，在自動窗口第五章 MCGS 軟件設計 畢業(yè)設計論文 20 中，雙擊 圖標，就會出現(xiàn)如圖 58 所示圖像，然后點擊 ，選擇它的數(shù)據(jù)對象 “南北左轉彎 1”，如圖 59 所示 。 (2)點擊工具條中的 “工具箱 ”圖示，打開 “設備工具箱 ”。 (4)在可選設備列表中，雙擊 “串口通訊父設備 ”。 在該窗口對 數(shù)據(jù)進行編輯。 圖 510 設備出口示意圖 雙擊 “設備 0[西門子 S7200PPI]”，進入通道設置 界面 ，點擊增加通道會出現(xiàn)如圖511 所示的狀態(tài)，選擇通道類型 及 數(shù)據(jù)類型，以及通道地址和個數(shù)，然后確認即可，其示意圖如圖 511 所示 。 先建 立一個紅 綠 燈亮燈狀態(tài)的循環(huán)策略，其腳本程序為圖 512 所示 。 圖 513 小車往返的循環(huán) 策略 畢業(yè)設計論文 基于 PLC 的十字路口交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設計 23 第 六 章 調試過程 實物調試過程 在實物調試之前，要對實物進行檢查，看看存在短路和斷路的現(xiàn)象，在檢查完成后，再根據(jù)接線圖，將實物與 PLC 連接好，其調試示意圖 如圖 61 所示。 圖 62 觸摸屏主界面示意圖 第六章 調試過程 畢業(yè)設計論文 24 單擊“自動控制模式”進入畫面，將看到燈的閃亮情況和車的運動情況。 圖 63 自動控制模式車流量檢測前示意圖 圖 64 自動控制模式車流量檢測后示意圖 點擊“返回”按鈕，回到主界面，然后再點擊“手動監(jiān)控模式”進入手動監(jiān)控窗口，可以對其中的時間進行修改和設置來控 制燈亮時間，示意圖如圖 65 所示。 PLC 還可根據(jù)車流量的多少來改變交通燈的時間，從而極大地提高城市道路交通管理能力。 所以， PLC 應用于交通控制還有 存在著 很大的潛能 和發(fā)展 ， PLC 以其 具有 可方便操作、可方便編程調試等特點，使得其有逐步 確立了它 在交通燈 控制系統(tǒng) 中的 地位。 當然，在本次設計中我們也遇到很多問題，但同時我們也學到了很多。在沒有跟隨老師做本次設計之前，我們一直所撐握的關于 PLC 的知識都是思想上的，由于我們對一些細節(jié)的學習不是很重視，所以當我們真正想把自己所設計出來的程序下載到 PLC 中的時候，問題出現(xiàn)了，不是程序不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。所以我們以后必須更加努力，使自己所掌握的知識不斷的完善。這主要感謝 指導 老師 一直對我們的指導和幫助 。 最后我還要感謝我的同學與朋友，他們也給我很大的幫助，給我提供了不少的建議，讓我少走了許多的彎路，這 將是我人生最大的收