交通燈控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 前言 </b></p><p><b>　　1.1 課題背景 </b></p><p>　　1.2 研究目的和意義 </p><p>　　第二章 可編程程序控制器（PLC） </p>

2、;<p>　　2.1 PLC概述 </p><p>　　2.1.1 PLC的發(fā)展歷程 </p><p>　　2.1.2 PLC的發(fā)展趨勢(shì) </p><p>　　2.1.3 PLC的應(yīng)用 </p><p>　　2.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.3 PLC的工作原理 </p>

3、<p>　　2.4 本章小結(jié) </p><p>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　3.1控制要求 </b></p><p>　　3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析 </p><p><b>　　3.3硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.3.1

4、 PLC的選型 </p><p>　　3.3.2 PLC的地址分配 </p><p>　　3.3.3 PLC的接線(xiàn)形式</p><p>　　3.4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) </p><p>　　3.4.1系統(tǒng)的梯形圖 </p><p><b>　　3.4.2語(yǔ)句表 </b></p>&

5、lt;p>　　3.4.3系統(tǒng)程序分析 </p><p>　　3.5 本章小結(jié) </p><p>　　第四章 系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試 </p><p><b>　　4.1檢測(cè)與調(diào)試 </b></p><p><b>　　4.2本章小結(jié) </b></p><p><b&g

6、t;　　結(jié)論 </b></p><p><b>　　致謝 </b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　附錄１ S7-200PLC的CPU的I/O規(guī)范 </p><p>　　附錄２ S7-200PLC的CPU的輸入規(guī)范</p><p&g

7、t;　　附錄３ S7-200PLC的CPU的輸出規(guī)范 </p><p><b>　　第一章前言</b></p><p><b>　　1.1課題背景 </b></p><p>　　1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，綠兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車(chē)通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)

8、械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。1914年，電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。 1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線(xiàn)紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把

9、壓力探測(cè)器安在地下，車(chē)輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線(xiàn)紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，以免發(fā)生交通事故。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含</p>&

10、lt;p>　　1.2研究目的和意義 </p><p>　　在十字路口設(shè)置交通燈可以對(duì)交通進(jìn)行有效的疏通，并為交通參與者的安全提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過(guò)車(chē)輛流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而

11、，實(shí)際上車(chē)輛流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、較適用的方案，仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒(méi)有什么車(chē)輛，而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過(guò)。這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實(shí)的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。 目前，大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時(shí)間間隔的控制方法。由于十字路口不同時(shí)刻車(chē)

12、輛的流量是復(fù)雜的、隨機(jī)的和不確定的，采用固定時(shí)間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時(shí)間的浪費(fèi)，出現(xiàn)空等現(xiàn)象，影響了道路的暢通。為此，采用不依賴(lài)數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法設(shè)計(jì)交通燈控制器，能較好地解決這個(gè)問(wèn)題。</p><p>　　第2章 可編程程序控制器（PLC）</p><p>　　2.1 PLC概述 </p><p>　　可編程序控制器（Programmabie Lo

13、gic Controller,縮寫(xiě)PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動(dòng)控制技術(shù)而開(kāi)發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破魇请S著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種.小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn).發(fā)展起來(lái)的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC從1969年問(wèn)世以來(lái)，雖然至今還不到40年，但由于其具有通用靈活的控制性能.簡(jiǎn)單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。有人將它與數(shù)

14、控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)工業(yè)機(jī)械人技術(shù)并稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈?guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國(guó)的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。 </p><p>　　2.1.1 PL

15、C的發(fā)展歷程 </p><p>　　在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線(xiàn)復(fù)雜、不易更改，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。 1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司（G.M）為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制

16、系統(tǒng)及接線(xiàn)，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。 1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國(guó)通用汽車(chē)公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在通用汽車(chē)公司的自動(dòng)裝配線(xiàn)上試用，取得很好的效果。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。

17、早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱(chēng)為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著</p><p>　　PLC的發(fā)展過(guò)程大致可以分為如下幾個(gè)階段： 1970—1980年：PLC的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類(lèi)型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機(jī)型、通用計(jì)算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘

18、汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形成，取得了市場(chǎng)的認(rèn)可，得以迅速發(fā)展.推廣。PLC的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線(xiàn)擴(kuò)展。 1980—1990年：PLC的普及階段。在這一階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價(jià)格不斷下降，PLC被迅速普及。各PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家產(chǎn)品的價(jià)格.品種開(kāi)始系列化，并且形成了固定I/O點(diǎn)型、基本單元加擴(kuò)展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模

19、型。PLC的應(yīng)用范圍開(kāi)始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有F.F1.F2小型PLC系列產(chǎn)品,K/A系列中、大型PLC產(chǎn)品等。 1990—2000年，PLC的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，PLC的功能日益增強(qiáng)，PLC的CPU運(yùn)算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開(kāi)發(fā)，</p><p>　　2.1.2 PLC的發(fā)展趨勢(shì) </p&g

20、t;<p>　　從當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)性能來(lái)看，PLC發(fā)展趨勢(shì)仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高兩大方面。 ①體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?，F(xiàn)代PLC無(wú)論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同，PLC體積被大幅度縮小。 ②性能的提高。PLC的性能主要包括CPU性能與I/O性能兩大方面。 </p><p>　　可編程序控制器在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r如下：

21、 (1) 我國(guó)可編程序控制器的發(fā)展與國(guó)際上的發(fā)展有所不同，國(guó)際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國(guó)則是從成套設(shè)備引進(jìn)、可編程序控制器引進(jìn)應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃分為下述三個(gè)階段： ①可編程序控制器的初級(jí)認(rèn)識(shí)階段（70 年代后期到 80 年代初期）國(guó)際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國(guó)內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國(guó)對(duì)可編程序控制器的認(rèn)識(shí)始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)

22、中，當(dāng)時(shí)的上海寶鋼一期工程中有多項(xiàng)工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺(tái)可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個(gè)鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線(xiàn)上，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國(guó)內(nèi)許多廠(chǎng)家陸續(xù)引進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車(chē)制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進(jìn)過(guò)程中，我們打開(kāi)了眼界，了解認(rèn)識(shí)了可編程序控制

23、器，這也促進(jìn)了可編程序控制器在我國(guó)的發(fā)展。 ②可編程序控制器的引進(jìn)應(yīng)用和消化移植階</p><p>　　2.1.3 PLC的應(yīng)用 </p><p>　　1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年來(lái)，PLC的應(yīng)用面越來(lái)越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價(jià)格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強(qiáng)

24、，它也能解決復(fù)雜的計(jì)算和通信問(wèn)題。目前PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車(chē)、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂(lè)等行業(yè)。PLC的應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵?種類(lèi)型： （1）順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合PLC使用的領(lǐng)域。它用來(lái)取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。PLC應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動(dòng)線(xiàn)控制等。例如：注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線(xiàn)、電鍍流水線(xiàn)及

25、電梯控制等。 (2)運(yùn)動(dòng)控制 PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)據(jù)到目標(biāo)位置。每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)奈恢煤图铀俣?，確保運(yùn)動(dòng)平滑。 （3）過(guò)程控制 PLC還能控制大量的過(guò)程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力</p><p>　　2.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu) </p><p>

26、　　PLC 實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。 中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程

27、器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲(chǔ)器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直

28、到停止運(yùn)行。圖2-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　圖2-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　2.3 PLC的工作原理 </p><p>　　PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線(xiàn)圈或邏輯線(xiàn)圈被接通或斷開(kāi)，該線(xiàn)圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開(kāi)或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。 考慮到繼電器控制裝置各類(lèi)

29、觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶(hù)程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于I/O響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒(méi)有什么區(qū)別了。 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

30、 1輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸</p><p>　　圖2-3 PLC的掃描周期圖 </

31、p><p><b>　　2.4本章小結(jié) </b></p><p>　　本章介紹的是PLC的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用，通過(guò)這些基礎(chǔ)知識(shí)，更好地理解PLC的控制， 基于PLC在交通燈控制系統(tǒng)上應(yīng)用這一范疇，使下一步PLC的程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和實(shí)際需要有機(jī)地融合在一起。</p><p><b>　　第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p>

32、<p>　　3.1 控制要求 </p><p>　　交通燈控制系統(tǒng)的控制要求如下： 1 信號(hào)燈受一個(gè)起動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。 2 南北綠燈和東西綠燈不能同時(shí)亮，如果同時(shí)亮?xí)r應(yīng)關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng)，并報(bào)警。 3 南北紅燈亮維持25S。在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20S。到20S時(shí)，東西綠燈閃爍，閃爍3S后熄

33、滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2S。到2S時(shí)，東西黃燈熄，東西紅燈亮。同時(shí)，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 4東西紅燈亮維持30S。南北綠燈亮維持25S。然后閃爍3S，熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持2S后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。 5 周而復(fù)始。 </p><p>　　3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析 </p><p>　　按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門(mén)子S7-200系列可

34、編程控制器的特性（見(jiàn)附錄），選擇適合的型號(hào)。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動(dòng)的輸入信號(hào)，要配合一個(gè)SB1的按鈕，當(dāng)SB1啟動(dòng)按鈕動(dòng)作，系統(tǒng)工作。 首先，南北方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，東西方向道路處于允許通行的狀態(tài)。 南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過(guò)程中，南北紅燈亮25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)25秒，才會(huì)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(huì)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

35、（秒/次）動(dòng)作使東西綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)3秒，才會(huì)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(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。 其次，東西方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，南北方向道路處于允許通行的狀態(tài)。 東西方向道路亮紅燈狀態(tài)過(guò)程中，東西紅燈亮30S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí)30秒，才會(huì)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(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北綠燈閃爍；南北綠燈閃爍3S，需振蕩器

36、或脈沖源（秒/次）動(dòng)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</p><p>　　表3-1 十字路口交通燈狀態(tài)分析表 十字路口交通燈狀態(tài)的分析： 十字路口交通燈如下圖3-1所示，將12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào)。 </p><p>　　圖3-1 十字路口交通燈狀態(tài)圖 這12個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)： 狀態(tài)1：南北紅燈（

37、1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮。 狀態(tài)2：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西綠燈（6、12）閃。 南北方向 交通燈狀態(tài) 紅燈亮25S 綠燈亮25S 綠燈閃3S 黃燈亮2S 東西方向 交通燈狀態(tài) 綠燈亮20S 綠燈閃3S 黃燈亮2S 紅燈亮30S 交通燈狀態(tài)</p><p>　　十字路口交通燈狀態(tài)的分析： 十字路口交通燈如下圖3-1所示，將12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào) </p><p&

38、gt;　　這12個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)： </p><p>　　狀態(tài)1：南北紅燈（1、7）亮，東西綠燈（6、12）亮。</p><p>　　狀態(tài)2：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西綠燈（6、12）閃。</p><p>　　狀態(tài)3：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西黃燈（5、11）亮。 </p><p>　　狀態(tài)4：東西紅燈（4、10）亮，南北綠燈（

39、3、9）亮。</p><p>　　狀態(tài)5：東西紅燈（4、10）繼續(xù)亮，南北綠燈（3、9）閃。 </p><p>　　狀態(tài)6：東西紅燈（1、7）繼續(xù)亮，南北黃燈（2、8）亮。 </p><p>　　主程序流程圖：（如圖3-2所示） </p><p><b>　　3.3硬件設(shè)計(jì)</b></p><p&g

40、t;　　3.3.1 PLC的選型 </p><p>　　從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)1個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)7個(gè)，如果選用CPU222 / PLC，也需要擴(kuò)展單元 PLC，參照西門(mén)子S7-200系列特性（見(jiàn)附錄），選用主機(jī)為CPU224（14 輸入/10繼電器輸出）。 其外形圖3-4如下： </p><p>　　輸入電路采用了雙向光電耦合器，24V DC極性可任意選擇， 1

41、M、2M為輸入端子的公共端。1L、2L為輸出公共端。 CPU224另有24V、280mA電源供PLC輸入點(diǎn)使用。 </p><p>　　3.3.2 PLC的地址分配 </p><p>　　列出交通信號(hào)燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表，見(jiàn)表3-2。 定時(shí)器 T=PT×S; 定時(shí)實(shí)際時(shí)間=設(shè)定值×精度 1ms: T32,T96 10ms: T33~T

42、36, T97~T100 100ms: T37~T63, T101~T255 表3-2 交通信號(hào)燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表 輸入信號(hào) 定時(shí)元件 輸出信號(hào) 名稱(chēng) 代號(hào) 輸入點(diǎn)編號(hào) T33:南北紅燈工作 25S 名稱(chēng) 代號(hào) 輸出點(diǎn)編 號(hào) 工作按 鈕 SB1 I0.0 T97: 東西紅燈工作 30S 報(bào)警燈 L0 Q0.0 T98:東西綠燈工作 20S 南北紅燈 L1 Q0.1 T99:東西綠燈閃爍3S 東

43、西綠燈 L2 Q0.2 T100:東西黃燈工作 2S 東西黃燈 L3 Q0.3 T34:南北綠燈工作 25S 東西紅燈 L4 Q0.4 T35:南北綠燈閃爍3S 南北綠燈 L5 Q0.5 T36:南北黃燈工作2S 南北黃燈 L6 Q0.6 </p><p>　　3.3.3 PLC的接線(xiàn)形式 </p><p>　　端口I0.0為接入系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的傳送信

44、號(hào)，端口Q0.0接起報(bào)警作用的信號(hào)燈，端口Q0.1接南北紅燈，端口Q0.2接?xùn)|西綠燈，端口Q0.3接?xùn)|西黃燈，端口Q0.4接?xùn)|西黃燈，端口Q0.5接南北綠燈，端口Q0.6接南北黃燈</p><p>　　3.4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) </p><p>　　3.4.1系統(tǒng)的梯形圖</p><p>　　3.4.3 系統(tǒng)的指令表</p><p>　　3.4.

45、3系統(tǒng)程序分析 </p><p>　　當(dāng)開(kāi)關(guān)SB1合上時(shí)，I0.0觸點(diǎn)接通，T33通電待25秒后動(dòng)作（南北紅燈熄滅），T98通電待20秒后動(dòng)作（東西綠燈閃爍），Q0.1得電，南北紅燈亮；同時(shí)Q0.1的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，</p><p>　　Q0.2線(xiàn)圈得電，東西綠燈亮。 維持到20秒，T98的動(dòng)合觸點(diǎn)接通，T99通電待3秒后動(dòng)作（東西黃燈亮），與T98觸點(diǎn)串聯(lián)的T32動(dòng)合觸點(diǎn)每隔0.5秒導(dǎo)通

46、0.5秒，從而使東西綠燈閃爍。 又過(guò)3秒，T100通電待2秒后動(dòng)作（東西黃燈滅），T99的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，Q0.2線(xiàn)圈失電，東西綠燈滅；此時(shí)T99的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.3線(xiàn)圈得電，東西黃燈亮。 再過(guò)2秒后，T100的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，Q0.3線(xiàn)圈失電，東西黃燈滅。 此時(shí)自開(kāi)關(guān)閉合南北紅燈亮起累計(jì)時(shí)間達(dá)25秒，T33的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，Q0.1線(xiàn)圈失電，南北紅燈滅；T33的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，T97通電待30秒后動(dòng)作（東西紅燈熄滅），T34通電待2

47、5秒后動(dòng)作（南北綠燈閃爍），Q0.4線(xiàn)圈得電，東西紅燈亮，Q0.4的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.5線(xiàn)圈得電，南北綠燈亮。 又經(jīng)過(guò)25秒，T34動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，T35通電待3秒后動(dòng)作（南北黃燈亮），與T34觸點(diǎn)串聯(lián)的T32的觸點(diǎn)每隔0.5秒導(dǎo)通0.5秒，從而使南北綠燈閃爍。 閃爍3秒，T34動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，Q0.5線(xiàn)圈失電，南北綠燈滅；此時(shí)T35的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Q0.6線(xiàn)圈得電，南北黃燈亮。 維持2秒后，T3</p><p&

48、gt;　　第4章 系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試</p><p><b>　　4.1檢測(cè)與調(diào)試</b></p><p>　　大體思路流程如下： 1、硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、示波器等），檢查用戶(hù)系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。 ①靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在用戶(hù)系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。 第一步：目測(cè)。檢查外部的各

49、種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 第二步：用萬(wàn)用表測(cè)試。先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線(xiàn)與地線(xiàn)之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步：加電檢測(cè)。給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏每删幊炭刂破鏖_(kāi)發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶(hù)系統(tǒng)的調(diào)試。 ②動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶(hù)系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶(hù)系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方

50、法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 由分到合是指首先按邏輯功能將用戶(hù)系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無(wú)關(guān)的 器件全部從用戶(hù)系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無(wú)故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對(duì)各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既</p><p><b>　　4.2本章小結(jié) </b></p><p>

51、　　系統(tǒng)的檢測(cè)與調(diào)試是一個(gè)很枯燥無(wú)味的過(guò)程，要求一步一腳印地嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致進(jìn)行，才能將想當(dāng)然而引致錯(cuò)誤的地方找出來(lái)并改正。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我們以前學(xué)過(guò)，我想這個(gè)課題是很容易的。當(dāng)真正做起來(lái)的時(shí)候，還是覺(jué)得有點(diǎn)困難的，有些東西以前學(xué)了，但現(xiàn)在用起來(lái)可能又有點(diǎn)疑問(wèn)。就如畫(huà)電氣原理圖吧，整體的構(gòu)造腦海里

52、都有一個(gè)整體的概念。而你要畫(huà)出來(lái)的話(huà)，你可能會(huì)遇到細(xì)節(jié)上的問(wèn)題，比如說(shuō)按鈕開(kāi)關(guān)的方向是怎樣，以及怎么劃分區(qū)域等。遇到這些問(wèn)題的時(shí)候都能讓你主動(dòng)去翻書(shū)，復(fù)習(xí)這些陌生的知識(shí)。我認(rèn)為這是一種最好的學(xué)習(xí)方法——通過(guò)實(shí)踐去檢驗(yàn)自己的知識(shí)。這個(gè)只有你自己投入進(jìn)去你才能發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)點(diǎn)的欠缺。做為一名機(jī)電專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對(duì)電器原理圖的了解更應(yīng)該有深刻的認(rèn)識(shí)，知道它的重要性。要能看的懂，給你一張電氣原理圖，你要能夠?qū)懗鎏菪螆D。 查找資料也是一件繁瑣的事情，雖

53、說(shuō)網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。 在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，我對(duì)以前的編程方法做了歸納，之前我習(xí)慣用功能流程寫(xiě)程序，遇到難點(diǎn)的時(shí)候習(xí)慣翻書(shū)，對(duì)照例子提取點(diǎn)精華。現(xiàn)在能靈活運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、電氣原理圖設(shè)計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)法。特別多順序控制設(shè)計(jì)有了一定的了解。這里面最經(jīng)典我認(rèn)為是單序列的編程方法、選擇序列的編程方法和并行序列的編程方法這個(gè)三個(gè)是</p><p><b>　　致

54、 謝 </b></p><p>　　本論文從3月份開(kāi)題以來(lái)，到目前為止已經(jīng)有快3個(gè)月的時(shí)間了，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，雖然都沒(méi)太多的經(jīng)驗(yàn)，在張老師的指導(dǎo)下，同學(xué)鼓勵(lì)、幫助下，相互奮勉，最終圓滿(mǎn)的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。在整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，有許多人給了我啟發(fā)和幫助，在畢業(yè)論文完成之際，我要在此表達(dá)對(duì)他們最誠(chéng)摯的感謝。首先，最需要感謝的人是我的指導(dǎo)老師張老師。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資

55、料，方案可行的確定和論文綱領(lǐng)細(xì)節(jié)的修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。每一次的批評(píng)和教育，使我受益非淺，值此論文完成之際,謹(jǐn)向李老師再一次向她致以衷心的謝意，感謝她為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍,以及學(xué)習(xí)上的耐心細(xì)致幫助!最后我還要感謝我的同學(xué)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。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b><

56、/p><p>　　1 王曙光. S7-200PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例. 人民郵電出版社, 2007 </p><p>　　2 嚴(yán)盈富.西門(mén)子S7-200PLC入門(mén).人民郵電出版社, 2007 </p><p>　　3 龍志文.SIMATIC子S7-200PLC原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社, 2007 </p><p>　　4 劉永華.電氣控制與PLC

57、，北京航空航天大學(xué)出版社, 2007 </p><p>　　5 羅宇航.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（西門(mén)子S7-200PLC系列）.西安電子科技大學(xué)出版社, 2007 </p><p>　　6 伊宏業(yè). PLC可編程控制器教程. 航空工業(yè)出版社, 1997 </p><p>　　7 劉洪濤，黃海編. PLC應(yīng)用開(kāi)發(fā)從基礎(chǔ)到實(shí)踐.電子工業(yè)出版社, 2007<

58、;/p><p><b>　　附錄１</b></p><p>　　S7-200PLC的CPU的I/O規(guī)范 CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 CPU226XM 本機(jī)數(shù)字I/O 6輸入/4輸出 8輸入/6輸出 14輸入/10輸出 24輸入/16輸出 數(shù)字I/O映像區(qū) 256（128入/128出） 模擬I/O映像區(qū) 無(wú) 32（16入/

59、16出） 64（32入/32出） 允許最大的擴(kuò)展模塊 無(wú) 2模塊 7模塊 允許最大的智能模塊 無(wú) 2模塊 7模塊 脈沖捕捉輸入 6 8 14 高速計(jì)數(shù) 單相 兩相 4個(gè)計(jì)數(shù)器 4個(gè)30kHz 2個(gè)20kHz 6個(gè)計(jì)數(shù)器 6個(gè)30kHz 4個(gè)30kHz 脈沖輸出 2個(gè)20kHz(僅限于DC輸出) </p><p><b>　　附錄２ </b></p><p&g

60、t;　　S7-200PLC的CPU的輸入規(guī)范 常規(guī) 24 VDC輸入 類(lèi)型 漏型/源型（IEC類(lèi)型1漏型） 額定電壓 24 VDC,4 mA 最大持續(xù)允許電壓 30 VDC 浪涌電壓 35 VDC,0.5s 邏輯1（最?。?15 VDC,2.5mA 邏輯0（最大） 5 VDC,1mA 輸入延遲 可選(0.2至12.8 ms) CPU226,CPU226XM:輸入點(diǎn)I1.6-I2.7 具有固定延遲(4.5 ms) 連接2

61、線(xiàn)接近開(kāi)關(guān)傳感器（Bero）允許漏電流 最大1 mA 隔離（現(xiàn)場(chǎng)與邏輯） 光電隔離 隔離組 是 500 VAC,1分鐘 見(jiàn)外部接線(xiàn)圖 高速輸入速度（最大） 邏輯1=15—30 VDC 邏輯1=15—26 VDC 單相 20 kHz 30 kHz 兩相 10 kHz 20 kHz 同時(shí)接通的輸入 55攝氏度時(shí)所有的輸出 電線(xiàn)長(zhǎng)度（最大） 屏 蔽 非屏蔽 普通輸入500米，HSC輸入50米 普通輸入300米 <

62、/p><p><b>　　附錄３ </b></p><p>　　S7-200PLC的CPU的輸出規(guī)范 常規(guī) 24VDC輸出 繼電器輸出 類(lèi)型 固態(tài)- -MOSFET 干觸點(diǎn) 額定電壓 24 VDC 24VDC 或250VAC 電壓范圍 20.4-28.8 VDC 5—30 VDC或5—250 VAC 浪涌電流(最大) 8 A ,100ms 7A觸點(diǎn)閉合 邏輯1(

63、最小) 20 VDC,最大電流 - 邏輯0(最大) 0.1 VDC，10 KΩ負(fù)載 - 每點(diǎn)額定電流 0．75 A 2．0A 每個(gè)公共端的額定電壓(最大) 6 A 10 A 漏電流(最大) 10 иA - 燈負(fù)載(最大) 5 W 30 WDC；200 WAC 感性嵌位電壓 L+減48 VDC，1W功耗 - 接通電阻(接點(diǎn)) 0．3Ω最大 0．2Ω（新的時(shí)候的最大值） 隔離 光電隔離(現(xiàn)場(chǎng)到邏輯) 邏輯到接點(diǎn) 接