基于三菱PLC的交通燈課程設計-畢業(yè)設計論文

電氣控制與PLC課程設計課題：十字路口交通燈控制系統(tǒng)設計系別：電氣與電子工程系專業(yè)：自動化河南城建學院2013年6月22日

一、指導教師評語（根據學生設計報告質量、答辯情況及其平時表現(xiàn)綜合評定）。二、評分課程設計成績評定成績：成績：（五級制）指導教師簽字年月日目錄一、引言1二、系統(tǒng)總體方案設計22.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理22.2系統(tǒng)的I/O口配置32.3系統(tǒng)接線圖設計4三、控制系統(tǒng)設計53.1控制程序流程圖設計53.2控制程序時序圖設計63.3控制程序設計思路6四、系統(tǒng)調試及結果分析74.1系統(tǒng)調試及解決的問題74.2結果分析7五、結束語8六、參考文獻9七、附錄一、引言今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。交通信號燈的控制系統(tǒng)，是城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。設計重點通過PLC實現(xiàn)交通燈自動控制的設計方法。基于我國城市道路交通控制的現(xiàn)狀根據十字路口交通燈的控制要求介紹了應用三菱PLC實現(xiàn)交通信號燈的自動控制。通過分析對交通信號燈的控制要求，對PLC控制系統(tǒng)進行了軟、硬件設計，并通過軟件實驗證明該系統(tǒng)簡單、經濟、運行可靠，達到了預期目標,具有很高的實用價值。通過三菱-64MR-001型PLC實現(xiàn)控制交通燈，并且完成了軟件部分設計，并且使用一種簡單可靠且實用的應用軟件來實現(xiàn)仿真.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。設計要求有直行燈和左轉燈的控制，同時有倒計時顯示功能。通行時間自行設定。若因故障使東南西北的綠燈同時亮，系統(tǒng)能自動報警并自動關閉所有紅、綠燈，轉入提示警告方式。擴展功能：分高峰時段、正常時段和夜間時段實現(xiàn)不同的控制。二、系統(tǒng)總體方案設計2.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理系統(tǒng)的硬件配置根據I/O的個數(shù)和裕量選擇三菱-64MR-001型PLC、7段數(shù)碼管2個、紅燈黃燈綠燈和左轉綠燈各四個、繼電器9個、蜂鳴器一個、開關4個。其組成原理是通過PLC來實現(xiàn)交通控制系統(tǒng)的正常運行，系統(tǒng)具有倒計時顯示功能和錯誤報警功能，同時擁有區(qū)分正常時段、高峰時段、夜間時段的工作方式。工作方式選擇工作方式選擇倒計時顯示交通燈驅動電源PLC啟動開關圖2.1系統(tǒng)組成圖2.2PLC的I/O口分配表類別電器元件PLC軟元件功能輸入（I）按鈕SB1X1啟動按鈕SB2X2正常時段按鈕SB3X3高峰時段按鈕SB4X4夜間時段輸出（O）東西方向紅燈Y1東西方向黃燈Y2東西方向綠燈Y3東西方向左轉綠燈Y4南北方向紅燈Y5南北方向黃燈Y6南北方向綠燈Y7南北方向左轉綠燈Y17東西南北全綠報警Y27數(shù)碼顯示管1Y10~Y16倒計時十位數(shù)字顯示數(shù)碼顯示管2Y20~Y26倒計時個位數(shù)字顯示表1I/O口分配表2.3系統(tǒng)接線圖設計X1Y1X1Y1Y2Y3X2Y4Y5X3Y6Y7X4Y17Y27Y10~-64MR-001型PLCY16Y20~Y26COMCOM~數(shù)碼管1數(shù)碼管2SB1 SB2SB3SB4220V24V圖2.2系統(tǒng)連線圖圖2.2系統(tǒng)接線圖控制系統(tǒng)設計選擇工作方式高峰時段南北綠45s南北黃4s南北左轉綠10s南北黃3s選擇工作方式高峰時段南北綠45s南北黃4s南北左轉綠10s南北黃3s南北綠35s南北黃4s南北左轉綠10s南北黃3s南北綠35s南北黃4s南北左轉綠10s南北黃3s南北綠45s南北黃4s南北左轉綠10s南北黃3s啟動東西紅燈亮62s南北紅燈亮62s正常時段東西紅燈亮52s南北紅燈亮52s夜間時段南北綠25s南北黃4s南北左轉綠10s南北黃3s南北紅燈亮42s東西紅燈亮42s南北綠25s南北黃4s南北左轉綠10s南北黃3s圖3.1系統(tǒng)流程圖3.2控制程序時序圖設計當選擇正常時段控制程序的時序圖如圖3.2所示X2Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y17圖3.2時序圖在高峰時段和夜間時段與正常時段的時序圖類似只需將X2改為X3或X4即可3.3控制程序設計思路在十字路口的東西、南北十字路口上裝設紅燈、綠左轉、綠直行和黃燈。按下啟動按鈕并選擇工作時段，當選擇為正常時段時，東西方向的紅燈亮52s，在此期間南北方向綠燈亮35s、黃燈亮4s、左轉綠燈亮10s、黃燈3s。之后南北方向的紅燈亮52s，同樣在這期間東西方向的綠燈亮35s、黃燈亮4s、左轉綠燈亮10s、黃燈亮3s，然后整個過程循環(huán)運行。在高峰時期時綠燈的切換頻率減小，修改紅燈延遲時間為62s和綠燈延遲時間45s。在夜間時段提高綠燈的切換頻率，修改紅燈延長時間為42s和綠燈的延長時間為25s。該系統(tǒng)通過Y10~Y16來作為倒計時十位顯示的七段數(shù)碼管的輸入，Y20~Y26來作為倒計時個位顯示的七段數(shù)碼管的輸入，以此來實現(xiàn)倒計時的功能。當因故障使東南西北的綠燈同時亮，系統(tǒng)能自動報警并自動關閉所有紅、綠燈，轉入提示警告方式。四、系統(tǒng)調試及結果分析4.1系統(tǒng)調試及解決的問題設計的系統(tǒng)是通過軟件進行的調試，根據控制系統(tǒng)的設計要求畫出梯形圖，將梯形圖編譯在仿真軟件中，編譯后檢查語法錯誤，成功后進行仿真調試，將仿真成功的梯形圖轉換成指令表。在設計的過程中解決了如何實現(xiàn)倒計時顯示功能和分時段的運行方式。4.2結果分析通過仿真實驗結果可以知道設計的系統(tǒng)基本完成了設計要求，實現(xiàn)了交通燈系統(tǒng)的正常運行，并具有倒計時顯示功能和當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時報警功能并關閉所有的紅綠燈，而且實現(xiàn)了正常時段、高峰時段、夜晚時段的不同的交通控制。五、結束語通過這次課程設計，了解了PLC在實際工程中的運用，可編程序控制器（簡稱PLC）是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動化控制裝置，它專門為工業(yè)控制而設計，具有功能強，編程簡單，使用方便等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)自動控制中使用越來越廣泛。此實驗后，基本掌握了三菱-64MR-001型PLC的使用方法，并用其來設計簡單的工程控制過程，受益匪淺。通過這次設計實踐。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，提高了我的應用素質，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。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。在此對老師和同學表示感謝。六、參考文獻[1]PLC編程及應用.廖常初主編.第3版.北京：機械工業(yè)出版社[2]可編程序控制器應用技術.廖常初主編.第4版.重慶大學出版社[3]PLC基礎及應用教程.秦春斌張繼偉主編.北京：機械工業(yè)出版社[4]史國生.電氣控制與可編程控制器技術.北京：化學工業(yè)出版社，2003[5]孫振強.可編程控制器原理及應用教程.北京：清華大學出版社[6]阮友德.電氣控制與PLC實訓教程.北京：人民郵電出版社，2006附錄0LDX0011ANDM80022OUTM03LDM04ORM25ORM36ORM47MPS8ANDM29MOVPK35D014MRD15ANDM316MOVPK45D021MPP22ANDM423MOVPK25D028LDIM329ANIM430ANDX00231OUTM232LDIM233ANIM434ANDX00335OUTM336LDIM237ANIM338ANDX00439ANIM740OUTM441LDM242ORM543ANIM344ANIM445OUTM546LDM347ORM648ANIM249ANIM450OUTM651LDM452ORM753ANIM254OUTM755LDM556ORM657ORM758ANDM801359ANDX00160DECPD063LDM800064DIVD0K10D1071SEGDD10K2Y01076SEGDD11K2Y02081LD=D0K086OUTC0K189OUTC1K292OUTC2K395OUTC3K498LDX00199ANDC0100MPS101ANDM2102MOVPK35D0107MRD108ANDM3109MOVPK45D0114MPP115ANDM7116MOVPK25D0121LDC1122MOVPK4D0127LDC2128MOVPK10D0133LDC3134MOVPK3D0139ZRSTC0C3144LDX001145ANDM5146OUTT0K350149OUTT1K390152OUTT2K490155ANIT3156OUTT3K520159LDX001160ANDM6161OUTT4K450164OUTT5K490167OUTT6K590170ANIT3171OUTT7K620174LDX001175ANDM7176OUTT8K250179OUTT9K290182OUTT10K390185ANIT11186OUTT11K420189LD=T3K520194OUTC4K0197OUTC5K1200OUTC6K2203OUTC7K3206LD=T7K620211OUTC4K0214OUTC5K1217OUTC6K2220OUTC7K3223LD=T11K420228OUTC4K0231OUTC5K1234OUTC6K2237OUTC7K3240LDC4241ORC6242RSTM1243LDC5244SETM1245ZRSTC4C5250LDC7251ZRSTC6C7256LDX001257ANIM1258ANIM8259OUTY001260MPS261ANDT3262ZRSTT0T3267MRD268ANDT7269ZRSTT4T7274MRD275ANDT11276ZRSTT8T11281MRD282ANIT0283ANIT4284ANIT8285OUTY007286MRD287LDT0288ANIT1289LDT4290ANIT5291ORB292LDT8293ANIT9294ORB295LDT4296ANDT5297ANDT6298ANIT7299ORB300LDT8301ANDT9302ANDT10303ANIT11304ORB305LDT0306ANDT1307ANDT2308ANIT3309ORB310ANB311OUTY006312MPP313LDT0314ANDT1315ANIT2316LDT4317ANDT5318ANIT6319ORB320LDT8321ANDT9322ANIT10323ORB324ANB325OUTY017326LDX001327ANDM1328ANIM8329OUTY005330MPS331ANDT3332ZRSTT0T3337MRD338ANDT7339ZRSTT4T7344MRD345ANDT11346ZRSTT8T11351MRD352ANIT0353ANIT4354ANIT8355OUTY003356MRD357LDT0358ANIT1359LDT8360ANIT9361ORB362LDT4363ANIT5364ORB365LDT8366ANDT9367ANDT10368ANIT11369ORB370LDT4371ANDT5372ANDT6373ANIT7374ORB375LDT0376ANDT1377ANDT2378ANIT3379ORB380ANB381OUTY002382MPP383LDT0384ANDT1385ANIT2386LDT4387ANDT5388ANIT6389ORB390LDT8391ANDT9392ANIT10393ORB394ANB395OUTY004396LDY003397ANDY007398ORM8399OUTY027400OUTM8401END

畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導教師簽名：日期：使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。作者簽名：日期：

學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導師簽名：日期：年月日

指導教師評閱書指導教師評價：一、撰寫（設計）過程1、學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□優(yōu)□良□中□及格□不及格4、研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性□優(yōu)□良□中□及格□不及格5、完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級前的□內畫“√”）指導教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級前的□內畫“√”）評閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日教研室（或答辯小組）及教學系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、對答辯問題的反應、理解、表達情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學生答辯過程中的精神狀態(tài)□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格評定成績：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級前的□內畫“√”）教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名）年月日教學系意見：系主任：（簽名）年月日

學位論文原創(chuàng)性聲明學位論文作者（本人簽名）：年月日學位論文出版授權書論文密級：□公開 □保密（___年__月至__年__月）(作者簽名：_______導師簽名：______________年_____月_____日_______年_____月_____日

獨創(chuàng)聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計(論文)，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。盡我所知，除文中已經注明引用的內容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律后果由本人承擔。

作者簽名:二〇一〇年九月二十日

畢業(yè)設計（論文）使用授權聲明本人完全了解濱州學院關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復制手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統(tǒng)，公布設計（論文）的部分或全部內容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）

作者簽名: