基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設計
26頁 4900字數(shù)+論文說明書+5張CAD圖紙【詳情如下】
IO分配表.dwg
元器件選用表.dwg
基于S7-200_PLC十字路口交通燈的控制系統(tǒng)設計論文.doc
控制原理圖.dwg
控制電路圖.dwg
系統(tǒng)梯形圖.dwg
基于s7-200 plc的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計
1 設計主要內(nèi)容及要求
1.1 設計目的：
編程序控制器（PLC）于20世紀60年代在美國誕生，在我國的發(fā)展與應用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動化水平的重要設備和強大支柱。因此，PLC技術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，通過實踐，可以幫助學生加深對理論知識消化吸收，提高PLC編程技能。
1.2 基本要求
信號燈受一個啟動開關控制，當啟動開關接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當啟動開關斷開時，所有信號燈都熄滅。
南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。
東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持25秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復始。要求完成以下項目：
1、畫出交通信號燈時序狀態(tài)示意圖
2、畫出交通燈的控制流程圖
3、完成可編程控制器I/O端口分配和外部接線圖
4、完成十字路口交通信號燈PLC控制梯形圖編程
1.3 發(fā)揮部分
自由發(fā)揮
2 設計過程及論文的基本要求：
2.1 設計過程的基本要求
（1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選；
（2）符合設計要求的報告一份，其中包括總體設計框圖、電路原理圖各一份；
（3）報告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤上交。
2.2 課程設計論文的基本要求
（1）參照畢業(yè)設計論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。項目齊全、不許涂改，不少于4000字。圖紙為A4，所有插圖不允許復印。
（2）裝訂順序：封面、任務書、成績評審意見表、中文摘要、關鍵詞、目錄、正文（設計題目、設計任務、設計思路、設計框圖、各部分電路及相應的詳細的功能分析和重要的參數(shù)計算、工作過程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結、參考文獻、附錄（總體設計框圖與電路原理圖）。
3 時間進度安排
順序 階段日期 計 劃 完 成 內(nèi) 容 備注
1 2014.9.1 講解主要設計內(nèi)容，安排學生查閱資料 打分
2 2014.9.2 檢查整個設計總體設計概況 打分
3 2014.9.3 指導學生進行傳感器的選擇和plc應用的注意事項 打分
4 2014.9.4 檢查學生核心內(nèi)容的設計情況 打分
5 2014.9.5 答辯、寫報告 打分
摘要
可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可以編制程序的存儲器，用來在執(zhí)行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類型的機械設備或生產(chǎn)過程。可編程序控制器(PLC)作為一種以微電腦技術為核心的自動控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制技術與計算機和通信技術融為一體，在工業(yè)自動化，機電一體化以及傳統(tǒng)的工業(yè)控制方面，得到了廣泛的應用， 發(fā)揮著越來越大的作用。已被廣泛應用于機械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。它可靠性高、功能完善、抗干擾性好，具有結構簡單、重量輕等優(yōu)點。是一種專門用于工業(yè)環(huán)境及過程控制的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。城市交通信號控制是通過對交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導以達到改善人和貨物的安全運輸，提高運營效率。采用PLC控制交通信號燈，主要是考慮其具有對使用環(huán)境適應性強的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富。
目前，PLC已廣泛應用于工業(yè)控制中，但是在交通控制方面應用方面還不是很廣泛。PLC應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，使得其有逐步取代以往的單片機在交通燈中的地位的趨勢。
利用德國西門子公司的S7—200 PLC來實現(xiàn)交通信號燈的自動控制。通過對交通信號燈的控制要求的分析，結合西門子S7-200的控制性能，通過系統(tǒng)時序圖的分析，對交通燈系統(tǒng)進行了軟、硬件設計，實現(xiàn)了十字路口交通燈的合理控制的功能，通過實驗證明該方法設計的系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟實用、遠行可靠，具有很高的實用價值。
關鍵字：PLC 交通燈控制 設計 調(diào)試
目錄
基于s7-200 plc的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計 I
摘要 III
目錄 4
1 設計任務描述 5
1.2 設計要求. 5
1.2.2 基本要求 5
1.2.3 發(fā)揮部分 5
2 設計思路 6
3 設計與分析 7
3.1設計框圖 7
3.2設計分析 7
4 硬件部分 9
4.1 PLC I/O分配 9
4.2系統(tǒng)的硬件結構圖 10
4.3 PLC的接線形式 11
5軟件設計部分 12
5.1 梯形圖 13
5.2語句表 16
6 PLC概述 19
6.1PLC硬件結構 19
6.2中央處理單元(CPU) 19
6.3存儲器 20
6.4輸入/輸出模塊 21
圖6.4.1 23
圖6.4.2 23
7元件清單 24
小結 25
致 謝 26
參考文獻 27
1 設計任務描述
1.1 設計題目：基于s7-200 plc的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)設計
1.2 設計要求.
1.2.1 設計目的
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，并實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、記數(shù)和算術運算等功能。用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制。
自1969年第一臺可控編程控制器問世以來，目前可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制器。編程序控制器（PLC）于20世紀60年代在美國誕生，在我國的發(fā)展與應用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動化水平的重要設備和強大支柱。因此，PLC技術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，通過實踐，可以幫助學生加深對理論知識消化吸收，提高PLC編程技能。
1.2.2 基本要求
信號燈受一個啟動開關控制，當啟動開關接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當啟動開關斷開時，所有信號燈都熄滅。
南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。
東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持25秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復始。要求完成以下項目：
1、畫出交通信號燈時序狀態(tài)示意圖
2、畫出交通燈的控制流程圖
3、完成可編程控制器I/O端口分配和外部接線圖
4、完成十字路口交通信號燈PLC控制梯形圖編程
小結
PLC課程結束了，又到了課程設計的時候，我們組分到了：基于S7-200 PLC的十字路口交通信號燈的系統(tǒng)設計
面對這個題目根據(jù)老師課堂講的內(nèi)容很快就確定了設計的方向，并與同學們的合作解決遇到的問題。通過這次設計，我意識到了PLC編程技術在現(xiàn)實中的廣泛應用，并了解到自己學習中的不足之處，看到了理論與實踐的差距。
通過一周的PLC設計實踐。我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。
通過合作，我們的合作意識得到加強。合作能力得到提高。上大學后，很多同學都沒有過深入的交流，在設計的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個人互責一定的部分，同時在一定的階段共同討論，以解決分工中個人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時我們還向別的同學請教。在此過程中，每個人都想自己的方案得到實現(xiàn)，積極向同學說明自己的想法。能過比較選出最好的方案。在這過程也提高了我們的表過能力。
通過此次課設，讓我了解了PLC梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關于PLC設計原理。有很多設計理念來源于實際，從中找出最適合的設計方法。實踐不同于理論，理論上可行的設計，在考慮實際條件的種種影響下，必須有所取舍，有側重，才能事半功倍，紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。
致 謝
在設計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學習的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學討論是一個很好的方法，不是有句話叫做學而不思則怠,做事要學思結合。PLC不僅需要編程能力，更是要求設計者了解控制電路的時序關系，作用原理，在接到題目之后，通過查詢資料對題目的所需要的編程器件，設計思路有了一定準備，但還是遇到了很多問題，感謝祝老師給予的及時指導和幫助，能夠跳出我們的思維局限性，從更高的，宏觀的層面和維度來分析問題，給出中肯和針對性的建議，通過和同學的討論，更是使我完善了自己能力的不足之處，并能使我們一起提高。感謝學校老師給我們提供實踐的機會和條件，能夠鍛煉自己的實際動手能力，不僅停留在理論層面的學習，更要將所學轉化為一種能力和素質(zhì)，培養(yǎng)自己的工程實踐經(jīng)驗，從最基礎的課程設計做起，為實際動手操作，打?qū)嵒A，因為只有實踐，才能出真知。
參考文獻
[1] 王永華 .現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術.北京：北京航空航天大學出版社，2013
[2] 趙景波等.零基礎學西門子S7-200 PLC.北京：機械工業(yè)出版社，2010
[3] 龔威，張樹臣，王瀛. 實例解讀西門子PLC.北京：中國電力出版社,2013
[4] 李國麗，朱維勇電子技術實驗指導書合肥：中國科技大學出版社，2000