第一篇：1.《交通信號(hào)燈的PLC控制》教學(xué)設(shè)計(jì)

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《交通信號(hào)燈的PLC控制》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)：

1、進(jìn)一步學(xué)習(xí)PLC的編程。

2、掌握交通信號(hào)燈的控制原理。能力目標(biāo)：

培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和自主探究能力。情感目標(biāo)：

通過“工學(xué)一體化”的課堂教學(xué)，讓學(xué)生邊學(xué)邊做，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的充實(shí)與快樂。在小組合作學(xué)習(xí)中，互相交流促進(jìn)，增強(qiáng)學(xué)生合作意識(shí)。

二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)：交通燈PLC控制電路的組裝與工作過程。難點(diǎn)：交通燈PLC程序設(shè)計(jì)、調(diào)試運(yùn)行。

三、教法與學(xué)法

教法：項(xiàng)目教學(xué)法（確定項(xiàng)目、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、檢查評(píng)估、記錄歸檔、知識(shí)延伸）

學(xué)法：小組學(xué)習(xí)法（將學(xué)生分為六個(gè)小組，每個(gè)小組設(shè)工段長(zhǎng)、操作工等不同崗位，讓學(xué)生分別明確自己的任務(wù)和職責(zé)。）

四、課時(shí) 2課時(shí)

五、教學(xué)準(zhǔn)備

PLC與變頻器實(shí)訓(xùn)室（集PLC編程電路安裝、教室功能于一體，平羅縣職業(yè)教育中心

并具有多媒體演示功能）；主要設(shè)備：S7-200 PLC、計(jì)算機(jī)、萬用表。

六、設(shè)計(jì)理念

本次項(xiàng)目實(shí)施設(shè)置了六個(gè)環(huán)節(jié)，如圖所示：

七、教學(xué)過程

（一）確定項(xiàng)目（約10分鐘）采用創(chuàng)設(shè)工作情境的方式引入項(xiàng)目：

假設(shè)道路上沒有交通燈，世界將變成什么樣子？實(shí)際生活中交通燈是如何控制的？如果用我們所學(xué)的PLC知識(shí)，應(yīng)該如何完成？

一組同學(xué)展示：

1、彩色圖片展示：搜集十字路口交通燈圖片。

2、交通燈工作演示：通過多媒體展示交通燈工作示意圖，各組同學(xué)在操作中認(rèn)識(shí)交通燈工作原理。平羅縣職業(yè)教育中心

項(xiàng)目任務(wù)描述：

1、啟動(dòng)：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作。

2、停止：當(dāng)需要信號(hào)燈系統(tǒng)停止工作時(shí)，按下停止按鈕即可。

3、信號(hào)燈正常時(shí)序：

(1)信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作時(shí)，南北紅燈亮，同時(shí)東西綠燈亮。(2)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，20s后，東西綠燈閃亮3s（亮0.5s。熄0.5s），綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮并維持2s，2s后，東西紅燈亮，南北綠燈亮。

(3)東西紅燈亮維持30s，南北綠燈亮維持25s，到25s時(shí)南北綠燈閃亮3s后熄滅，南北黃燈亮，并維持2s，到2s時(shí)，南北黃燈熄，南北紅燈亮，同時(shí)東西紅燈熄，東西綠燈亮，開始第二個(gè)周期的動(dòng)作。

(4)以后周而復(fù)始地循環(huán)，直到停止按鈕被按下為止。

（二）制定計(jì)劃（約10分鐘）

學(xué)生分小組討論列出元器件清單，制定實(shí)施項(xiàng)目的步驟和操作程序，最后由老師審核確定項(xiàng)目計(jì)劃。

項(xiàng)目實(shí)施步驟：電路安裝、程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)試平羅縣職業(yè)教育中心

（三）實(shí)施計(jì)劃

1、電路安裝（約25分鐘）

二組工段長(zhǎng)在此環(huán)節(jié)帶領(lǐng)同學(xué)作好組裝前的準(zhǔn)備工作，教師引導(dǎo)學(xué)生分析電路連接中應(yīng)注意的問題。并利用交通燈示意圖，列出交通燈閃亮表，通過閃亮表畫出交通燈工作時(shí)序圖。

交通燈閃亮表

東西南北信號(hào)綠燈亮綠燈閃黃燈亮?xí)r間20S3S2S信號(hào)時(shí)間紅燈亮25S

交通燈工作時(shí)序圖

紅燈亮30S綠燈亮綠燈閃黃燈亮25S3S2S

2、工藝準(zhǔn)備

學(xué)生認(rèn)識(shí)、清點(diǎn)元器件并檢測(cè)，保證元器件質(zhì)量。教師提問如下問題：

（1）啟動(dòng)按鈕和停止按鈕如何接線？

（2）東西南北信號(hào)指示燈有什么位置安裝規(guī)律？平羅縣職業(yè)教育中心

（3）PLC電源短路保護(hù)如何接線？（4）線路安裝應(yīng)遵循的原則？ 各組回答，教師總結(jié)強(qiáng)調(diào)。

3、動(dòng)手安裝

學(xué)生結(jié)合交通燈工作時(shí)序圖，寫出I/O地址分配表和、畫出PLC接線圖

I/O地址分配表

輸入信號(hào)名稱SB1SB2功能輸入繼電器I0.0I0.1名稱HL1HL2HL3HL4HL5HL6輸出信號(hào)功能南北紅燈東西綠燈東西黃燈東西紅燈南北綠燈南北黃燈輸出繼電器Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5啟動(dòng)開關(guān)停止開關(guān) PLC接線圖

（1）每個(gè)學(xué)生都根據(jù)PLC輸入/輸出接線圖完成電路安裝。（2）安裝完畢后，不通電工段內(nèi)互查。平羅縣職業(yè)教育中心

（3）接通電源，觀察PLC工作情況。

（四）程序設(shè)計(jì)（約15分鐘）

此環(huán)節(jié)要完成控制電路的程序設(shè)計(jì)，由三組同學(xué)負(fù)責(zé)。

1、探討原理

利用學(xué)生在這種情況下對(duì)電路的急切探究心理，三組學(xué)生在教師的幫助下設(shè)計(jì)以下問題：

（1）如何實(shí)現(xiàn)電路連續(xù)運(yùn)行？（2）使用定時(shí)器如何設(shè)定相應(yīng)時(shí)間？ 在理解了電路的整體工作情況后，又提出：（3）程序一共需要幾個(gè)定時(shí)器？（4）如何使用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)循環(huán)？（5）綠燈閃爍控制可以用幾種方法實(shí)現(xiàn)？ 突破難點(diǎn)：教師提示，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究

提示一：什么條件下，第一個(gè)定時(shí)器重新開始計(jì)時(shí)，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制？

提示二：每個(gè)信號(hào)燈什么時(shí)間啟動(dòng)，什么時(shí)間停止工作，用定時(shí)器如何去控制的？

2、運(yùn)用提高

教師通過幾個(gè)修改后的程序用幾個(gè)實(shí)際問題引發(fā)學(xué)生深入思考，學(xué)以致用。

（1）如果在啟動(dòng)控制中，不加自鎖電路會(huì)如何？（2）若定時(shí)器采用斷電延時(shí)，程序會(huì)如何運(yùn)行？平羅縣職業(yè)教育中心

（3）若將SM0.5改成SM0.4，綠燈又將如何變化？ 學(xué)生討論、交流，各抒己見，教師演示改裝程序結(jié)果。

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（五）運(yùn)行調(diào)試（約15分鐘）

本環(huán)節(jié)完成電路運(yùn)行調(diào)試、電路故障的分析、排除任務(wù)。教師指導(dǎo)，小組討論，以優(yōu)帶差，第四組總結(jié)分析

1、教師引導(dǎo)

教師提出排除故障的兩種思路：

（1）原理分析法：據(jù)工作原理分析故障結(jié)果。

（2）逐步排除法：利用萬用表先檢查電路硬件接線、再通過仿真軟件及程序監(jiān)控分別檢查啟保停程序、時(shí)間控制電路、負(fù)載輸出電路三部分，找出接線故障和程序錯(cuò)誤。

2、小組討論，排除故障

3、第四組總結(jié)各種故障產(chǎn)生原因平羅縣職業(yè)教育中心

（1）交通燈不能循環(huán)工作原因：（a）沒有自鎖電路（b）定時(shí)器類型選擇不對(duì)（c）沒有常閉觸點(diǎn)

（2）綠燈不能閃亮：沒有加秒脈沖（3）信號(hào)燈指示錯(cuò)誤：

（a）地址分配和實(shí)際接線沒有對(duì)應(yīng)（b）定時(shí)器時(shí)序控制錯(cuò)誤（c）指示燈位置安裝錯(cuò)誤

4、填寫表格：

八、檢查評(píng)估（約10分鐘）

主要以自我評(píng)價(jià)與小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式對(duì)項(xiàng)目成果和工作行為進(jìn)行評(píng)估。第五組負(fù)責(zé)班里學(xué)生項(xiàng)目整體制作、完成情況的評(píng)價(jià)，評(píng)選出3-5件較優(yōu)秀的作品。體會(huì)比較深刻的同學(xué)總結(jié)反思得與失，與其他人交流。過程評(píng)價(jià)表格見附表。

九、記錄歸檔（約2分鐘）將項(xiàng)目計(jì)劃及實(shí)施評(píng)估記錄存檔。

十、知識(shí)延伸（約3分鐘）平羅縣職業(yè)教育中心

由第六組同學(xué)給學(xué)生們展示帶有東西、南北緊急控制的交通燈電路圖，以開闊同學(xué)們的眼界。

同時(shí)讓學(xué)生感悟人生紅綠燈，做一名遵章守紀(jì)的中職生。

十一、教學(xué)反思

采用“工學(xué)一體化”教學(xué)模式，以小組學(xué)習(xí)的為依托、以項(xiàng)目教學(xué)為主線，為學(xué)生創(chuàng)造“真項(xiàng)目、真環(huán)境”生產(chǎn)條件，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，直觀和抽象交錯(cuò)出現(xiàn)，充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生真正變成了學(xué)習(xí)的主人。同時(shí)，學(xué)生的操作能力得到很大提高，實(shí)現(xiàn)了練技能和用工標(biāo)準(zhǔn)的“無縫對(duì)接”。

第二篇：PLC控制十字路口交通信號(hào)燈實(shí)驗(yàn)

PLC控制十字路口交通信號(hào)燈 一、十字路口交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)控制要求

1、系統(tǒng)工作受開關(guān)控制，起動(dòng)開關(guān)ON時(shí)則系統(tǒng)開始工作；停止開關(guān)ON時(shí)則系統(tǒng)停止工作。

2、控制對(duì)象有六個(gè)：

東西方向紅燈兩個(gè)，南北方向紅燈兩個(gè)； 東西方向黃燈兩個(gè)，南北方向黃燈兩個(gè)； 東西方向綠燈兩個(gè)，南北方向綠燈兩個(gè)。

圖1所示是十字路口交通信號(hào)燈示意圖。信號(hào)燈的動(dòng)作受開關(guān)總體控制，按一下起動(dòng)按鈕，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)動(dòng)作；按一下停止按鈕，所有信號(hào)燈都熄滅。信號(hào)燈控制的具體要求如表1所示。

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二、控制思路設(shè)計(jì)步驟

1、觀察十字路口交通燈的工作時(shí)序

2、設(shè)計(jì)I／O口。（輸入／輸出端口接線如圖2所示，只接PLC輸入端）

3、用專用軟件編程（用指令，或畫梯形圖）。

4、調(diào)試運(yùn)行。

5、寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要包括的內(nèi)容：（要交打印版）

①、封面（實(shí)驗(yàn)的題目，班號(hào)，學(xué)號(hào)，姓名，實(shí)驗(yàn)日期）

②、在工業(yè)控制方面，可以使用傳統(tǒng)的繼電器控制方式，單片機(jī)控制方式和PLC控制方式，對(duì)它們進(jìn)行比較。（簡(jiǎn)述）③、畫出“十字路口交通信號(hào)燈”示意圖（圖1）；

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電工電子中心 2 ④、畫出交通燈控制要求表（上面的表格）

⑤、畫出“十字路口交通燈”的工作時(shí)序圖（自己分析后畫出來）⑥、設(shè)計(jì)I／O口。（輸入／輸出端口接線如圖2所示，實(shí)際接線時(shí)只接PLC輸入端）

⑦、寫出程序（畫梯形圖，或用指令）。⑧、小結(jié)（實(shí)驗(yàn)的體會(huì)和收獲）

三、硬件及外圍元器件

根據(jù)信號(hào)燈的控制要求，本模塊所用的器件有：起動(dòng)按鈕SB1，停止按鈕SB2，紅黃綠色信號(hào)燈各六只（共12只），輸入／輸出端口接線如圖2所示。

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電工電子中心 由圖可見：起動(dòng)按鈕SBl接于輸入繼電器XO端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器X1端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y0端，東西方向黃燈接于輸入繼電器Y1端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向綠燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y4，南北方向紅接于輸出繼電器Y5。

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第三篇：交通信號(hào)燈PLC自動(dòng)控制

交通信號(hào)燈PLC自動(dòng)控

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握十字路口交通信號(hào)燈的控制原理。2.掌握PLC定時(shí)器﹑計(jì)數(shù)器的使用方法。

二、實(shí)驗(yàn)器材

1.PLC可編程序控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)

1臺(tái) 2.PLC-DEMO001交通信號(hào)燈PLC自動(dòng)控制演示板

1塊 3.PC機(jī)或編程器

1臺(tái) 4.編程電纜

1根 5.自鎖式連接導(dǎo)線

若干

三、實(shí)驗(yàn)要求

1.本裝置與交通信號(hào)燈控制一致，采用LE模擬信號(hào)燈，信號(hào)燈分東西﹑南北二組分別有“紅”“黃”“綠”三種顏色。其工作狀態(tài)由PLC程序控制，“啟動(dòng)”、“停止”按鈕分別控制信號(hào)燈的啟動(dòng)和停止。“白天/黑夜”開關(guān)控制信號(hào)燈白天黑夜轉(zhuǎn)換。

2.對(duì)“紅”“黃”“綠”燈控制要求如下：

3.假設(shè)東西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此東西方向的綠燈通行的時(shí)間多一倍。

4.控制時(shí)序要求如 所示。

5.按下“啟動(dòng)”按鈕開始工作，按下“停止”按鈕停止工作，“白天/黑夜”開關(guān)按下閉合時(shí)為黑夜工作狀態(tài)，這時(shí)只有黃燈閃爍，斷開時(shí)按時(shí)序控制圖工作。6.根據(jù)具體情況還可增加控制要求，如緊急控制，某一方向綠燈常亮。

PLC簡(jiǎn)介

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。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。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮中最重要的組成部分。1.隨著城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，許多大城市如北京，上海，南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速公路，在 高速公路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的 交通狀況必然受高速道路和普通道路耦合出交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道，城區(qū)與周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題，2.根據(jù)交通等工藝控制要求和特點(diǎn)，我們采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC有小型化，高速度，高性能等特點(diǎn)，三菱可編程控制器指令豐富，可以接各種輸入，輸出擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程控制器（PLC）對(duì)十字路口交通控制等實(shí)現(xiàn)控制。本系統(tǒng)采用PLC是基于以下四個(gè)原因：

3.PLC具有很高的可靠性，抗干擾能力。通常的平均無障礙時(shí)間都在30萬小時(shí)以上；

4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，維護(hù)方便，改造容易，功能完善，實(shí)用性強(qiáng)； 5.干擾能力強(qiáng)，具有硬件故障的自我檢查功能，目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重，為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定，我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC；

6.近年來PLC的性能價(jià)格比有較大幅度的提高，是的實(shí)際應(yīng)用成為可能。2 PLC及PLC簡(jiǎn)介

7.可編程控制器簡(jiǎn)稱——PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。

8.可編程控制器（PLC）是用來取代控制系統(tǒng)中的繼電器的一種設(shè)備，它通過檢測(cè)輸入端口，并根據(jù)輸入端口的狀態(tài)，按照程序控制輸出口，可編程控制器的程序一般要使用一定的軟件編寫，使用人員通過輸入預(yù)先編寫的程序，使可編程控制器按預(yù)定的控制方案執(zhí)行控制任務(wù)。目前大多數(shù)城市采用的交通信號(hào)燈指揮控制系統(tǒng)，采用電子線路加繼電器構(gòu)成，也有少數(shù)采用單片機(jī)構(gòu)成。對(duì)信號(hào)燈的要求也越來越高，采用電子線路加繼電器的控制方式，則需要加入大量的中間繼電器，時(shí)間繼電器，計(jì)數(shù)器等器件。而且交通控制智能化需要按實(shí)際情況而改變參數(shù)，如使用繼電器控制，則很難實(shí)現(xiàn)。如使用單片機(jī)控制，則需要引入大量I/O接口電路、硬件設(shè)計(jì)，而且這兩種控制方式的抗干擾能力十分有限。采用可編程控制器對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行管理，技能滿足控制要求，又具有高的抗干擾和穩(wěn)定性。

9.PLC的一般結(jié)構(gòu) 10.可編程控制器的結(jié)構(gòu)分類

11.(1)按硬件的結(jié)構(gòu)類型分類：編程控制器是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的。為了便于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝，便于擴(kuò)展，方便接線，其結(jié)構(gòu)與普通計(jì)算機(jī)有很大區(qū)別，常見的有箱體式，模塊式，及疊裝式三種結(jié)構(gòu)。

12.箱體式PLC一般用于規(guī)模小，輸入輸出點(diǎn)數(shù)固定，不需要擴(kuò)展的場(chǎng)合。模塊式PLC一般用于規(guī)模較大，輸入輸出點(diǎn)數(shù)多，輸入輸出點(diǎn)數(shù)比例靈活的場(chǎng)合。疊裝式PLC具有二者的優(yōu)點(diǎn)。

13.按應(yīng)用規(guī)模及功能分類：為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過程的應(yīng)用要求，PLC能夠處理的輸入信號(hào)數(shù)量是不一樣的。一般將一路信號(hào)稱作一個(gè)店，將輸入輸出點(diǎn)數(shù)的總和稱為機(jī)器的點(diǎn)。按照點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為超小，小，中，打，14.超小型 小型 上

中型

大型

超大型

512—8192點(diǎn)

8192點(diǎn)以15.64點(diǎn)以下 64—128點(diǎn) 128—512點(diǎn)

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

程序指令：

三、實(shí)驗(yàn)記錄

程序測(cè)試過程

定時(shí)器

在PLC內(nèi)的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作，時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。

定時(shí)器通道范圍如下：

ms定時(shí)器T0～T199，共200點(diǎn)，設(shè)定值：0.1～ 3276.7秒；ms定時(shí)器T200～TT245，共46點(diǎn)，設(shè)定值：0.01～327.67秒；ms積算定時(shí)器 T245～T249，共4點(diǎn)，設(shè)定值：0.001～32.767秒；

ms積算定時(shí)器T250～T255，共6點(diǎn)，設(shè)定值：0.1～3276.7秒；

定時(shí)器指令符號(hào)及應(yīng)用如圖

繼電器的應(yīng)用

當(dāng)定時(shí)器線圈T200的驅(qū)動(dòng)輸入X000接通時(shí)，T200的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對(duì)10 ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值K123相等時(shí)，定時(shí)器的輸出接點(diǎn)動(dòng)作，即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動(dòng)線圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）時(shí)才動(dòng)作，當(dāng)T200觸點(diǎn)吸合后，Y000就有輸出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入X000斷開或發(fā)生停電時(shí)，定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。

每個(gè)定時(shí)器只有一個(gè)輸入，它與常規(guī)定時(shí)器一樣，線圈通電時(shí)，開始計(jì)時(shí)；斷電時(shí)，自動(dòng)復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)，由用戶設(shè)定累積值

交通燈工作時(shí)的程序

1.初始態(tài)，南北東西都是紅燈，其梯形圖如圖所示

2.按下啟動(dòng)按鈕X0，東西直行綠燈了，南北全是紅燈，東西左轉(zhuǎn)彎紅燈亮，其梯形圖如圖所示：

3.當(dāng)T0時(shí)間到9秒時(shí)，東西直行綠燈滅，黃燈閃1秒，此時(shí)南北仍是紅燈，其梯形圖如圖所示：

4.當(dāng)T1時(shí)間到時(shí)，東西左轉(zhuǎn)彎綠燈亮，東西直行紅燈亮，南北仍全是紅燈，禁止通行，其梯形圖如圖所示：

5.當(dāng)T2時(shí)間5秒一到，東西左轉(zhuǎn)彎黃燈閃1秒，東西直行紅燈亮，南北全是紅燈，其梯形圖如圖所示

6.當(dāng)T3時(shí)間到，南北直行綠燈亮9秒，東西全是紅燈。其梯形圖如圖所示

7.當(dāng)T4的時(shí)間到，南北直行黃燈閃1秒，東西全是紅燈，禁止通行。其梯形圖如圖所示

8.當(dāng)T11的時(shí)間到，南北左轉(zhuǎn)彎的綠燈亮，直行紅燈亮，東西全是紅燈亮。其梯形圖如圖所示

9.當(dāng)T5時(shí)間到，南北左轉(zhuǎn)彎的黃燈閃1秒，東西仍全是紅燈。其梯形圖如圖所示

10.當(dāng)T6時(shí)間到，東西直行的綠燈亮，又回到了S1狀態(tài)，以后依次執(zhí)行。

系統(tǒng)的調(diào)試過程

（1）將PLC與對(duì)應(yīng)輸入輸出的設(shè)備連接起來。

（2）用FXgpwin軟件編制圖的梯形圖程序，將編制無誤的程序分別下載到PLC中，并將模式選擇開關(guān)撥至RUN狀態(tài)。

（3）調(diào)試運(yùn)行。

按下啟動(dòng)開關(guān)，東西方向綠燈亮9ｓ，同時(shí)南北方向的紅燈亮16ｓ，換行前東西方向的黃燈閃爍1ｓ，然后東西左轉(zhuǎn)彎方向的綠燈亮5ｓ；接著東西左轉(zhuǎn)彎方向的黃燈亮1ｓ，同時(shí)東西方向的紅燈亮6ｓ，然后南北方向的綠燈亮9ｓ，最后南北方向黃燈亮1ｓ，然后南北左轉(zhuǎn)彎方向綠燈亮5秒，東西方向紅燈亮，之后南北左轉(zhuǎn)彎黃燈亮1秒。之后自動(dòng)開始第二周期的循環(huán)顯示。

（4）監(jiān)控運(yùn)行。

當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，可以使用FXgpwin軟件中的監(jiān)視功能監(jiān)控整個(gè)程序的運(yùn)行過程，以方便調(diào)試程序。在FXgpwin軟件上，單擊 “PLC寫入”—“監(jiān)視”－“監(jiān)視開始”，可以全畫面監(jiān)控PLC的運(yùn)行，這時(shí)可以觀察到定時(shí)器的定時(shí)值會(huì)隨著程序的運(yùn)行而動(dòng)態(tài)變化，通電閉合的觸點(diǎn)和線圈會(huì)變藍(lán)。借助于FXgpwin軟件的監(jiān)控功能可以檢查哪些線圈和觸點(diǎn)該通電時(shí)沒通電，從而為進(jìn)一步修改程序提供幫助。

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過交通燈PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握了十字路口交通信號(hào)燈的控制原理，以及PLC定時(shí)器﹑計(jì)數(shù)器的使用方法，同時(shí)學(xué)會(huì)了PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和方法。

五、實(shí)驗(yàn)心得

在近兩星期的日子里，經(jīng)過這次設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)太理論化了，面對(duì)單獨(dú)的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。而且通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的學(xué)到知識(shí)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力?？傊?，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。

總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。

第四篇：交通信號(hào)燈PLC課程設(shè)計(jì).

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC概述

可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫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)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。

1.1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)

PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，模塊式包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(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)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，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)行直到停止。

圖1 PLC的結(jié)構(gòu)圖

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.2 PLC的工作原理

PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(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。

當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(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：

1輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(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，該輸入均能被讀入。

2用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

3輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。

1.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為以下幾類：（1）開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，可用它取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，又可用于多機(jī)群控制及自動(dòng)化流水線。如電梯控制、高爐上料、注塑機(jī)、印刷機(jī)、組合機(jī)床、磨 2

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。

（2）模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使PLC能處理模擬信號(hào)，PLC廠家生產(chǎn)有配套的A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，使PLC可用于模擬量控制。

（3）運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在可使用專門的運(yùn)動(dòng)控制模塊。廣泛的運(yùn)用于各種機(jī)床、機(jī)械、機(jī)器人、電器等場(chǎng)合。

（4）過程控制 這是對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。PLC能編制各種控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID控制時(shí)一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中常用的控制方法。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用

（5）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較。一般用于大型系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造業(yè)。

（6）通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信包含PLC之間的通信以及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。在工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展加快前提下，廠家都十分重視PLC的通訊功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通訊十分方便。

1.4 PLC的發(fā)展趨勢(shì)

1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）首先研制出第一臺(tái)符合要求的控制器，即可編程邏輯控制器，并在美國(guó)GE公司的汽車自動(dòng)裝配上試用獲得成功。此后，這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展，從美國(guó)、日本、歐洲普及到全世界。

總的來說發(fā)展趨勢(shì)如下：

(1)向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的儲(chǔ)存容量。

(2)向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展。以適應(yīng)不同類型的自動(dòng)控制系統(tǒng)的需要。(3)PLC大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信功能。為了擴(kuò)大適用范圍，廠家還制定了通用的通信彼岸準(zhǔn)，已構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

(4)增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力。外部故障的幾率很大，因此，PLC廠家致力 3

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性

(5)編程語(yǔ)言多樣化。PLC結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí),PLC的編程語(yǔ)言也越來越豐富。多種語(yǔ)言并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。

1.5 S7-200的概述

西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個(gè)系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個(gè)不同的基本型號(hào)，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號(hào)：

小型PLC中，CPU221價(jià)格低廉能滿足多種集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的單元，通過可連接的擴(kuò)展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點(diǎn)及更大的存儲(chǔ)器。CPU 226和226XM是功能最強(qiáng)的單元，可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。四種型號(hào)的PLC具有下列特點(diǎn)：（1）集成的24V電源

可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，CPU 221和CPU222具有180mA輸出。CPU224輸出280mA，CPU 226、CPU 226XM輸出400mA可用作負(fù)載電源。（2）高速脈沖輸出

有2路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20KHz，用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電（3）通信口CPU 221、CPU222和CPU224具有1個(gè)RS-485通信口。

CPU 226、CPU 226XM具有2個(gè)RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。

（4）模擬電位器CPU221/222有1個(gè)模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個(gè)模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，過程量的控制參數(shù)。（5）中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。

（6）EEPROM存儲(chǔ)器模塊（選件）可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。

（7）電池模塊用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級(jí)電容存儲(chǔ)大約5天。選用電池模塊能延長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間到200天（10年壽命）。電池 4

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。

（8）不同的設(shè)備類型CPU 221～226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。

（9）數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)；CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)；CPU 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)；CPU226/226XM具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。CPU22X主機(jī)的輸入點(diǎn)為24V直流雙向光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類型

（10）高速計(jì)數(shù)器CPU 221/222有4個(gè)30KHz高速計(jì)數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個(gè)30KHz的高速計(jì)數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快脈沖信號(hào)。

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 交通信號(hào)燈的作用和意義

交通十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊?？渴裁磥韺?shí)現(xiàn)這井然秩序呢?靠的是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。那么控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)紅、綠、黃三種顏色信號(hào)燈有條不紊工作的呢?交通信號(hào)燈控制方式很多，可以用電子電路來實(shí)現(xiàn)，也可以用單片機(jī)編程控制來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)主要介紹如何利用PLC來實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的控制。

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的消費(fèi)水平不斷提高，私人車輛不斷的增加。人多、車多、道路少的道路交通狀況已經(jīng)很明顯了。所以采用有效的方法控制交通燈是勢(shì)在必行的。PLC的智能控制原則是控制系統(tǒng)的核心，采用PLC根據(jù)不同時(shí)刻車流量的不同，將紅綠燈時(shí)長(zhǎng)按一定的規(guī)律分檔。這樣就可以達(dá)到最大限度的有車放行，減少十字路口的車輛滯留，緩解交通擁擠，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，從而提高交通控制系統(tǒng)的效率。

交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使得交通得以管制，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。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管制，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。用可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效的疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制和管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通實(shí)際情況闡述了交通控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的城市交通燈控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)方案?？删幊炭刂破髟诠I(yè)自動(dòng)化中的地位極其重要。廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、低價(jià)格、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出。

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)

3.1控制要求

交通燈控制系統(tǒng)的控制要求如下： 信號(hào)燈受一個(gè)起動(dòng)開關(guān)（SB1）控制，當(dāng)起動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西紅燈亮。交通燈按如下順序循環(huán)點(diǎn)亮：紅紅（2s）-->紅綠（3s）-->紅黃（1s）-->紅紅（2s）-->綠紅（3s）-->黃紅（1s）-->紅紅(2s)。周而復(fù)始。

3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門子S7-200系列可編程控制器的特性，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。

按照控制要求，將控制過程分為六步，分別是紅紅、紅綠、紅黃、紅紅、綠紅、黃紅，程序控制繼電器按時(shí)序一步步的跳轉(zhuǎn)?？刹捎枚喾N方案實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，在此，我們采用傳送指令與時(shí)間繼電器結(jié)合來控制程序的運(yùn)轉(zhuǎn)。

首先，上電后，按下啟動(dòng)按鈕SB1，I0.0動(dòng)作，啟動(dòng)通電延時(shí)時(shí)間繼電器T37和T40，Q0.0和Q0.3接通，南北紅燈和東西紅燈亮，延時(shí)2s后，其常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.3斷開，東西紅燈滅。啟動(dòng)時(shí)間繼電器T38，T37常開觸點(diǎn)閉合，Q0.5接通，東西綠燈亮，延時(shí)3s后，T38常閉觸點(diǎn)斷開，東西綠燈滅。啟動(dòng)時(shí)間繼電器T39，T38常開觸點(diǎn)閉合，Q0.4接通，東西黃燈亮，延時(shí)1s后，T39常閉觸點(diǎn)斷開，東西黃燈滅。T39常開觸點(diǎn)閉合,東西紅燈亮，延時(shí)2s后，南北紅燈滅，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器T41，Q0.1接通，南北綠燈亮，延時(shí)3s后，T41常閉觸點(diǎn)開、常開觸點(diǎn)閉合，南北綠燈滅。同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器T42，Q0.2接通，南北黃燈亮，延時(shí)1s后，T42常閉觸點(diǎn)開、常開觸點(diǎn)閉合,南北黃燈滅，同時(shí)南北紅燈亮，開始下一輪循環(huán)。

按照控制要求，需要一個(gè)信號(hào)輸入，六個(gè)信號(hào)輸出，十字路口有十二個(gè)交通信號(hào)燈，南北、東西兩個(gè)為一組用一個(gè)輸出信號(hào)控制。通過如下的十字路口交通燈狀態(tài)分析表、主流程圖、十字路口交通燈時(shí)序圖一一展開，十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路逐漸脈絡(luò)清晰。

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.3 交通燈狀態(tài)圖

十字路口交通燈如下圖1所示，將12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào)

圖2 十字路口交通燈狀態(tài)圖

這12個(gè)交通燈共有六個(gè)狀態(tài)：

狀態(tài)1：南北紅燈（1、7）亮，東西紅燈（4、10）亮； 狀態(tài)2：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西綠燈（6、12）亮； 狀態(tài)3：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西黃燈（5、11）亮； 狀態(tài)4：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西紅燈（4、10）亮； 狀態(tài)5：南北綠燈（3、9）亮，東西紅燈（4、10）繼續(xù)亮； 狀態(tài)6：南北黃燈（2、8）亮，東西紅燈（4、10）繼續(xù)亮。

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.4 主程序流程圖

圖3 主程序流程圖

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖4 十字路口交通燈時(shí)序圖

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)

4.1 硬件選擇

本設(shè)計(jì)采用PLC來實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通信號(hào)燈的控制，其控制方法是選用西門子的S7-200系列CPU222型號(hào)PLC對(duì)東西南北的紅、黃、綠燈實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的循環(huán)閃亮，以達(dá)到對(duì)交通信號(hào)燈的控制?？刂七^程中采用順序控制法用多個(gè)定時(shí)器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)六個(gè)控制對(duì)象的控制。根據(jù)交通信號(hào)燈的亮滅規(guī)律，可用PLC編程對(duì)其實(shí)行自動(dòng)控制。

4.2 PLC的I/O分配表

硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須了解各個(gè)對(duì)象的控制要求,分析對(duì)象的控制要求,確定輸入/輸出(I/O)接口的數(shù)量,確定所控制參數(shù)的精度及類型。如對(duì)開關(guān)量,模擬量的控制,用戶存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量等。選擇合適的PLC機(jī)型及外設(shè),以完成PLC的硬件結(jié)構(gòu)配置。

根據(jù)上述選型及控制要求,繪制PLC控制交通燈的電路接線原理圖,編制I/O接口功能表, I/O分配及其接線原理圖分別如表1和圖5所示

表1 交通信號(hào)燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表

輸入信號(hào)

名稱 工作按鈕

代號(hào) SB1

輸入點(diǎn)編號(hào)

I0.0

定時(shí)元件

T37:狀態(tài)一2S T38:狀態(tài)二3S T39:狀態(tài)三1S T40狀態(tài)四2S T41:狀態(tài)五3S T42:狀態(tài)六1S

名稱 南北紅燈 南北綠燈 南北黃燈 東西紅燈 東西綠燈 東西黃燈

輸出信號(hào)

代號(hào) 輸出點(diǎn)編號(hào) L0 L1 L2 L3 L4 L5

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 11

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.3 PLC的硬件接線圖

圖5 PLC 控制接線圖

端口I0.0為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號(hào)，端口Q0.0接南北紅燈，端口Q0.1接南北綠燈，端口Q0.2接南北黃燈，端口Q0.3接?xùn)|西紅燈，端口Q0.4接?xùn)|西綠燈，端口Q0.5接?xùn)|西黃燈。

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 編制程序

5.1 十字路口交通信號(hào)燈順序功能圖

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.2 十字路口交通信號(hào)燈梯形圖

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.3 指令表

Network 1 LD I0.0 AN T42 TON T37, 20 TON T38, 50 TON T39, 60 TON T40, 80 TON T41, 110 TON T42, 120

Network 2 LD I0.0 AN T40 O T42 = Q0.0

Network 3 LD I0.0 AN T37 O T39 = Q0.3

Network 4 LD T37 AN T38 = Q0.5

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Network 5 LD T38 AN T39 = Q0.4

Network 6 LD T40 AN T41 = Q0.1

Network 7 LD T41 AN T42 = Q0.2

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC檢查調(diào)試

6.1常規(guī)檢查

在通電之前要耐心細(xì)致地作一系列的常規(guī)檢查(包括接線檢查、絕緣檢查、接地電阻檢查、保險(xiǎn)檢查等)，避免損壞PLC模塊(用STEP7的診斷程序?qū)λ心K進(jìn)行檢查)。

6.2系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試可按離線調(diào)試與在線調(diào)試兩階段進(jìn)行。其中離線調(diào)試主要是對(duì)程序的編制工作進(jìn)行檢查和調(diào)試，采用STEP7能對(duì)用戶編制程序進(jìn)行自動(dòng)診斷處理，用戶也可通過各種邏輯關(guān)系判斷編制程序的正誤。而在線調(diào)試是一個(gè)綜合調(diào)試過程，包括程序本身、外圍線路、外圍設(shè)備以及所控設(shè)備等的調(diào)試。在線調(diào)試過程中，系統(tǒng)在監(jiān)控狀態(tài)下運(yùn)行，可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、隨時(shí)解決問題，從而使系統(tǒng)逐步完善。因此，一般系統(tǒng)所存在的問題基本上可在此過程中得到解決。

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

總 結(jié)

經(jīng)過五天的課程設(shè)計(jì)，我初步掌握了PLC程序設(shè)計(jì)的基本方法，了解到順序控制的方法，理解了時(shí)序?qū)煌粼O(shè)計(jì)的重要性。整個(gè)課程設(shè)計(jì)最大的難點(diǎn)在于確定交通燈的控制邏輯和時(shí)序分析，在程序設(shè)計(jì)的最初階段，我們沒有深刻理解交通燈狀態(tài)變化的時(shí)序關(guān)系，無法找到狀態(tài)轉(zhuǎn)換的起始點(diǎn)，所以始終寫不出合理的程序。后來，我們采用傳送指令來控制時(shí)間繼電器的啟動(dòng)，也解決了這個(gè)問題。總的感覺是，這次課程設(shè)計(jì)的收獲很大，我學(xué)到了一些實(shí)用的PLC知識(shí)，這些知識(shí)也將為我以后的學(xué)習(xí)和工作所用。

通過本次課程設(shè)計(jì)，我們將所學(xué)的所有理論知識(shí)都很好的運(yùn)用到了實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中，在具體的設(shè)計(jì)過程中，遇到了很多問題，通過查資料問老師，都一一得到解答，通過本次鍛煉主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(一)提高了對(duì)知識(shí)系統(tǒng)化能力

設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了很多的知識(shí)，因此如何將知識(shí)實(shí)用化就成了關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中用到了西門子PLC編程理論，因此在設(shè)計(jì)過程中側(cè)重了知識(shí)轉(zhuǎn)變成能力的培養(yǎng)，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了很好的理論基礎(chǔ)。

(二)提高了計(jì)算和微機(jī)應(yīng)用能力得到提高

使自己計(jì)算準(zhǔn)確度有了明顯的進(jìn)步，沒有以前那么馬虎大意了。軟件方面，熟練了對(duì)Photoshop、WORD、繪圖等軟件的掌握。

(三)自我學(xué)習(xí)的能力提高

此次設(shè)計(jì)過程中遇到了很多的困難，為了解決問題，激發(fā)了對(duì)獲取 知識(shí)的追求，使自學(xué)能力得到了提高。

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

致 謝

本課程設(shè)計(jì)是段老師的悉心指導(dǎo)下完成的。

課程設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)和鍛煉學(xué)生實(shí)際工程設(shè)計(jì)能力的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。在此次設(shè)計(jì)中，我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，認(rèn)真按照 “S7-200PLC編程手冊(cè)”等相關(guān)書籍的設(shè)計(jì)要求，注重理論聯(lián)系實(shí)際。在段老師的耐心指導(dǎo)下，完成了基于S7-200PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和技能解決實(shí)際問題的能力，初步掌握了工程設(shè)計(jì)的方法，為將來的工作奠定了基礎(chǔ)。

在此期間段老師為我做了大量的輔導(dǎo)和答疑工作，幫我解決了設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)個(gè)難題，并一次又一次的幫我修改設(shè)計(jì)說明書，使設(shè)計(jì)工作順利完成。在此，謹(jǐn)向段老師致以深深的謝意!同時(shí)，在本次設(shè)計(jì)及論文的寫作過程中，同學(xué)們?yōu)槲姨峁┝肆λ芗暗膸椭?，并?chuàng)造了濃厚的學(xué)習(xí)氛圍！

再次感謝段老師悉心的指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助。

基于S7-200_PLC十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

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第五篇：十字路口交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)摘要

摘 要

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步以及人民生活水平的提高，上路的車輛越來越多，但相應(yīng)的公路設(shè)施卻沒有相應(yīng)的改善，這就導(dǎo)致了城市交通擁堵問題突出，而且擁堵的地方多是十字路口等車輛匯集處。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，以適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為競(jìng)相研究的課題，本文對(duì)該問題給予了深刻地研究。本文十字路口交通燈控制系統(tǒng)主要用于處理十字路口車輛及行人通過的問題，使其減少相互干擾，提高了十字路口的通行能力。

本文總結(jié)了交通燈控制技術(shù)的發(fā)展，討論了基于PLC的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可行性。根據(jù)PLC的工作原理并結(jié)合城市交通的實(shí)際狀況，本文提出了以三菱公司生產(chǎn)的FX2N-128MT-001型PLC作為基本控制核心，安排了四個(gè)方向的直行、左轉(zhuǎn)紅黃綠燈，人行道紅綠燈以及倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管的具體配置；設(shè)計(jì)完成了PLC的I/O端口分配和控制程序；探索了基于紅外遙控的十字路口交通信號(hào)燈的無線強(qiáng)通控制方案并設(shè)計(jì)了具體的硬件電路及軟件控制程序。

關(guān)鍵詞：十字路口；信號(hào)燈；PLC；三菱；無線控制器

ABSTRACT

As the development of society and the advance in people’s living standard, More and more vehicles drive on road, meanwhile, road facilities corresponding haven’t got improved, which leads to the prominent of traffic jam.What’s more, traffic jams appear mainly at the gathering area of vehicles such as crossroad.How to improve the current traffic system becomes a hot point to research, and the paper revealed it deeply.Traffic light control system is mainly used to process passing of vehicles and pedestrians, reducing interference between vehicles and to promote the traffic capacity.The paper summarized the development of traffic light control technology and discussed the feasibility of crossroad traffic signal light control system based on PLC.According to the PLC work principle and practical situation of crossroad, the paper presents FX2N-128MT-001 of Mitsubishi Corporation as control core, making arrangements of red, yellow, green light for straight going and for left-face;red，green light on sidewalk and figure manifestation of count down.Completed I/O port-settings and control procedure of PLC.The paper also searched the project of crossroad traffic signal light based on infrared remote control and designed the specific hardware circuit and software control programs.Keywords: crossroad;traffic light;PLC;Mitsubishi Corporation;remote controller