PLC课程设计十字路口交通灯.docx

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1、海TD挈茶电气与电子信息工程学院电气控制与P1.C实训设计报告名称：市中心双向六车道十字路口红绿灯控制专业名称：电气工程及其自动化班级:2023级电气本一班学号：姓名：彭兴旺指导教师：高海洲、胡学芝设计时间：肘23年4月27日一5月8日设计地点：K3-218P1.C实验室电气控制与P1.C实训成绩评估表姓名彭兴旺I学号一专业班级2023级电气工程及其自动化本一班题目：市中心双向六车道十字路口红绿灯控制答辩记录:1、程序语句ZRSTTOT21的作用？答：这条语句的作用是将TO到T21共22个时间继电器所有清零，避免程序序在运营过程中产生时间差。2、数码管显示程序是哪一部分，从哪开始到哪儿结束？答

2、：数码管显示程序是从ST1.S32开始到SETS39结束。成绩评估及依据：1 .考勤情况（10%）：2 .设计调试情况（30%）：3 .设计答辩（20%）：4 .设计报告（完毕情况、报告规范性等情况40%）：最终评估成绩（以分数和优、良、中、及格、不及格评估）：指导教师签字：设计任务书20232023学年第2学期学生姓名：彭兴旺专业班级：2023级电气本一班指导教师：胡学芝、高海洲工作部门：电气与电子信息工程学院一、设计题目课题1*.电动机的综合控制方向课题2:竞猜抢答系统的设计方向课题3：交通灯控制方向课题4：电梯控制方向课题5：喷泉或彩灯控制方向二、设计内容（含技术指标）1、用P1.C实现

3、四台以上电动机综合控制，规定模拟实际的工况，涉及电机的顺序控制、电机的连锁和互锁控制，电机间的逻辑联系应具有一定的复杂限度，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。2、用P1.C实验装置设计竞猜抢答系统，规定不少于5组，有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统，有优先抢答功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。3、用P1.C实现各种路口的交通信号灯控制，规定与实际交通灯工作情况基本相符，具有必要显示和通过外部设备进行设定功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。4、用P1.C实现电梯控制，规定与实际基本相符，电梯层数不少于4层，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

4、5、用P1.C实现喷泉控制，规定把戏不少于6种，能自动循环、单循环、和手动控制，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。6、同组同学规定不能完全反夏，必须有自己的亮点，对思绪新奇的、和用到更多功能指令的有加分。7、所有小组均应在开题的过程中，由指导老师对与题目相关的具体的设计控制规定进行审核。三、设计进度安排序号内容学时安排（天）1选题、讲解设计规定、查资料；12方案论证、说题及硬件选型和设计23软件设计24程序及系统调试35绘制图纸、撰写和打印设计报告16设计答辩1合计10设计指导答辩地点：K3P1.C实验室四、基本规定设计报告：不少于5000字，A4幅面，统一复印封面。封面、设计任务书

5、目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思绪，P1.C选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、功能时序图、I/O分派及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明（此部分不是所有梯形图，只是把重要部分分别单独截出来，分别单独介绍说明！）4）系统调试（调试环节、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和局限性之处、总结及改善等）附录-参考文献和完整梯形图（梯形图规定要有注释，否则会扣分！）五、设计考核办法与成绩评估根据过程、报告、答辩等拟定设计成绩，成绩按得分。100分，可分为优、良、中、及格、不及格五等。评

6、估项目基本内涵分值设计考勤考勤、自行设计、按进度完毕任务等情况10设计调试软硬件调试过程及完毕情况30设计答辩回答问题等情况20设计报告完毕情况、报告规范性、创新性、雷同率等情况4090100分：优；8089分：良；7079分：中；6069分，及格；60分以下：不及格教研室主任：胡学芝2023年2月20日1方案选择及论证11.1 任务详解及设计思绪11.2 P1.C选型11.2 .1P1.C的用途11.3 .2P1.C选型22系统硬件设计42. 1系统的功能及控制原理42.1 系统组成框图52.2 功能时序图52.3 I/O分派接线52.4 电路原理图63系统软件程序设计73. 1定期器、计数

7、器的选择74. 2程序流程图85. 3梯形图各重要模块及说明94系统调试184.1 调试环节与方法184.2 调试过程中的问题及解决185结果分析及展望195.1调试结果总结195.2功能展望195.3个人总结19参考文献20程序梯形图201方案论证1.1 任务详解及设计思绪随着社会经济的发展，城市交通的畅通与否是考量一个城市经济发展水平的关键环节，现代化城市的推动与私家车数量的倍增都使城市交通问题更加突出。合理设定十字路口的运营时间，解决交通拥挤、实现各个路段的最优控制，提高各个路段的运营效率已成为当务之急，而提高交通控制系统的效率更是重中之重。为了实现十字路口交通运送的管理，力求先进性和科

8、学化，用P1.C实现十字路口交通灯控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简朴、经济，可以有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。木次课程设计结合十字路口交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简朴实用的城市十字路口交通灯控制系统的P1.C设计方案，并在P1.C可编程控制器实验台上进行现场调试，满足十字路口交通灯控制性能规定。任务：设计一个可以控制二十六盏交通信号灯的模拟系统。并且规定交通信号灯按照交通规则的模试来运营。实验通过控制八个交通灯就好了。内容：由于本课程设计是交通灯的P1.C控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走

9、向。先转状态1,南北绿灯通车25S,东西红灯，东西人行道绿灯。过一段时间转状态2,南北绿灯先闪3S然后灭，黄灯亮2S,东西仍然红灯，东西人行道红灯。再转状态3,东西绿灯通车25S,南北红灯，南北人行道绿灯。过一段时间转状态4,东西绿灯先闪3S然后灭，黄灯亮2S,南北仍然红灯，南北人行道红灯。再转状态5,南北左转绿灯通行25S,东西红灯。过一段时间转状态6,南北左转绿灯闪3S然后灭，黄灯亮2S,东西仍然红灯。再转状态7,东西左转绿灯通行25S,南北红灯。过一段时间转状态8,东西左转绿灯闪3S然后灭，黄灯亮2S,南北仍然红灯。最后转至状态1循环。1.2 P1.C选型1.2.1 P1.C的用途P1.

10、C的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。但近年来由于微解决器芯片及有关元件价格大大下降,使P1.C的成本下降,同时又由于P1.C的功能大大增强,使P1.C的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。P1.C的应用通常可分为五种类型：(1)顺序控制这是P1.C应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。P1.C可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，P1.C的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能，所以又简称PC(PRoGRAMMAB1.EeO

11、MTRO1.1.ER),但是为了不和切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。(2)运动控制P1.C制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下，P1.C把扫描目的位置的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目的位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，保证运动平滑。相对来说，位置控制模块比计算机数值控制(CNC)装置体积更小，价格更低，速度更快，操作方便。(3)闭环过程控制P1.C能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。PID(ProportionalIntergralDerivative)模块的提供使P1.C

12、具有闭环控制功能，即一个具有PID控制能力的P1.C可用于过程控制当过程控制中某一个变量出现偏差时,PlD控制算法会计算出对的的输此把变量保持在设定值上。(4)数据解决著名的日本FANUC公司推出的SyStenI0、11、12系列，己将CNC控制功能作为P1.C的一部分。为了实现P1.C和CNC设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由P1.C送至CNC设备使用。美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据解决的P1.Co预计此后几年CNC系统将变成以P1.C为主体的控制和管理系统。(5)通信和联网为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化(FA)系统、

13、柔性制造系统(FMS)及集散控制系统(DCS)等发展的需要，必须发展P1.C之间，P1.C和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅P1.C数据通信速率规定高，并且要考虑出现停电故障时的对策。1.2.2 P1.C选型(1)抗干扰能力强，可靠性高继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大减少了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，P1.C用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互

14、继电器控制系统的1/10-1/100,因触点接触不良导致的故障大为减少。而P1.C采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完毕，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。(2)配套齐全，功能完善，合用性强P1.C发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑解决功能以外，现代P1.C大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来P1.C的功能单元大量涌现，使P1.C渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上P1.C通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用P1.C组成各种控制系统变得

15、非常容易。(3)易学易用，深受工程技术人员欢迎P1.C作为通用工业控制计算机，是面向工矿公司的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相称接近，只用P1.C的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。(4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造P1.C用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备通过改变程序改变生产过程成为也许。这很适合多品种、小批量的生产场合。(5)体积小，重量轻，能耗低以超小型P1.C为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mnb重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的抱负控制设备。根据具体情况，本次课程设计中用到是三菱FX系列超小型P1.C