1、題目： PLC控制紅綠燈運行姓 名：身份證號 ：等 級：準考證號 ：日 期： 摘 要 傳統的交通燈控制系統大多是由數字電路來實現的，交通燈控制系統穩定性可靠性與抗干擾能力較差，隨著社會經濟的發展，數字電路交通燈越來越不能滿足日益增長的交通壓力，因此必須尋求一種新的方法來取代這種復雜而工作不穩定的控制系統。在實際應用中，采用PLC控制城市交通信號燈，能根據不同的路況要求，隨時修改控制程序，以改變各信號燈的工作時間和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統相比，PLC控制系統具有更高的可靠性、靈活性和經濟實用性。本論文就是運用PLC原理來實現對十字路口的交通燈的控制，介紹了基于PLC在交通系統的運用，

2、系統介紹了PLC的基本原理。關鍵詞：交通燈控制系統； PLC；科學化管理；穩定性；可靠性占一頁加頁眉寫上北京市工貿技師學院（每一頁要有頁眉）頁腳基于PLC交通燈控制系統的設計1 可編程序控制器PLC的概況1.1 PLC的定義早期的可編程控制器是為了取代繼電器控制線路，采用存儲器程序指令完成順序控制而設計的。它僅有邏輯運算、定時、計數等功能，采用開關量控制，實際只能進行邏輯運算，所以稱為可編程邏輯控制器，簡稱PLC（Programmable Logic Controller）。進入20世紀80年代后，采用了16位和少數32位微處理器構成PLC，使得可編程邏輯控制器在概念、設計、性能上都有了新的突

3、破。采用微處理器之后，這種控制器的功能不再局限于當初的邏輯運算，增加了數值運算、模擬量的處理、通信等功能，成為真正意義上的可編程控制器（Programmable Controller），簡稱為PC。但是為了與個人計算機PC（Personal Computer）相區別，長將可編程控制器仍成為PLC。隨著可編程控制器的不斷發展，其定義也在不斷變化。國際電工委員會（IEC）曾于1982年11月頒布了可編程控制器標準草案第一稿，1985年1月發表了第二稿，1987年2月又頒布了第三稿。1987年頒布的可編程控制器的定義如下：“可編程邏輯控制器是專為在工業環境下應用而設計的一種數字運算操作的電子裝置，是

4、帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執行命令，進行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作，并通過數字式和模擬式的輸入、輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P的外圍設備，都應按易于工業控制系統形成一個整體、易于擴展其功能的原則設計?！?.2 PLC的工作原理PLC實質上是一種專用與工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相近，在結構上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，內存塊，電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊，I/O模塊，內存模塊，電源模塊，底板或機架。這些模塊可以按照一定的

5、規則組合配置。接口部件輸出輸入接口部件件中央處理單元 CPU板 接收現場信號驅動受控原件 電源部件圖1 PLC操作過程按照可編程控制器系統的構成原理，可編程控制器系統由傳感器，可編程控制器和執行器組成，可編程控制器通過循環掃描輸入端口的狀態，執行用戶程序來實現控制任務，其操作過程如上圖1所示。PLC輸入模塊的輸入信號狀態與傳感器信號相對應，為傳感器信號經過隔離和濾波后的有效信號。開關量輸入電路通過識別傳感器0、1電平，識別開關的通斷。CPU在每個掃描周期的開始掃描輸入模塊的信號狀態，并將其狀態送入到輸入映像寄存器區域；CPU根據用戶程序中的程序指令來處理傳感器信號，并將其處理的結果送到輸出映像

6、寄存器?，F代的PLC已經具備了處理模擬量的功能，但是相對于開關量的處理較復雜一些。PLC輸出模塊具有一定的負載驅動能力，在額定負載以內，直接和負載相連，可以驅動相應的執行器。在PLC處于運行狀態時，從內部處理、通信操作、程序輸入、程序執行、程序輸出，一直循環掃描工作。1.3 PLC的應用領域目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為以下幾類：（1）開關量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，可用它取代傳統的繼電器控制電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，又可用于多機群控制及

7、自動化流水線。如電梯控制、高爐上料、注塑機、印刷機、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。（2）模擬量控制 在工業生產過程中，有許多連續變化的量，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，PLC廠家生產有配套的A/D、D/A轉換模塊，使PLC可用于模擬量控制。（3）運動控制 PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在可使用專門的運動控制模塊。廣泛的運用于各種機床、機械、機器人、電器等場合。（4）過程控制 這是對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。PLC能編制各種控制算法程序，完成閉環控制

8、。PID控制時一般閉環控制系統中常用的控制方法。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用（5）數據處理 現代PLC具有數學運算、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較。一般用于大型系統，如無人控制的柔性制造業。（6）通信及聯網 PLC通信包含PLC之間的通信以及PLC與其他智能設備間的通信。在工業自動化網絡發展加快前提下，廠家都十分重視PLC的通訊功能，紛紛推出各自的網絡系統，通訊十分方便。1.4 PLC的發展趨勢1969年，美國數字設備公司（DEC）首先研

9、制出第一臺符合要求的控制器，即可編程邏輯控制器，并在美國GE公司的汽車自動裝配上試用獲得成功。此后，這項技術迅速發展，從美國、日本、歐洲普及到全世界?？偟膩碚f發展趨勢如下：(1)向高速度、大容量方向發展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的儲存容量。(2)向超大型、超小型兩個方向發展。以適應不同類型的自動控制系統的需要。(3)PLC大力開發智能模塊，加強聯網通信功能。為了擴大適用范圍，廠家還制定了通用的通信彼岸準，已構成更大的網絡系統。(4)增強外部故障的檢測與處理能力。外部故障的幾率很大，因此，PLC廠家致力于研制、發展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一步提高系統的

10、可靠性(5)編程語言多樣化。PLC結構不斷發展的同時,PLC的編程語言也越來越豐富。多種語言并存、互補與發展是PLC進步的一種趨勢。 2 控制要求主要程序要求如下：信號燈受啟動開關控制。當啟動開關接同時，信號燈系統開始工作，先南北綠燈亮，后東西綠燈亮。當啟動開關斷開時，所有信號燈都熄滅。（1）東西方向紅燈亮維持30s期間，南北方向綠燈亮維持25s，然后綠燈閃亮3s后熄滅，同時南北方向黃燈亮，維持2s后熄滅，這時南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮。（2）南北方向紅燈亮維持30s期間，東西方向綠燈亮維持25s，然后綠燈閃亮3s后熄滅，同時東西方向黃燈亮，維持2s后熄滅，這時南北方向綠燈亮，東西方向紅燈

11、亮。（3）上述動作循環進行。3交通燈系統的設計與控制順序圖I/O分配及接線圖 編制程序3.1 順序圖I/O分配及接線圖 分析系統控制要求，可繪制系統功能順序圖如下圖4所示：原始狀態I0.0南北綠燈亮，東西紅燈亮，定時25秒狀態1 S0.025秒時間到南北綠燈閃亮，定時3秒狀態2 S0.13秒時間到南北黃燈亮，定時2秒狀態3 S0.22秒時間到東西綠燈亮，南北紅燈亮，定時25秒狀態4 S0.325秒時間到東西綠燈閃亮，定時3秒狀態5 S0.43秒時間到東西黃燈亮，定時2秒狀態6 S0.52秒時間到圖4 交通燈的功能順序圖3.2 I/O分配及接線圖硬件結構設計必須了解各個對象的控制要求,分析對象的

12、控制要求,確定輸入/輸出(I/O)接口的數量,確定所控制參數的精度及類型。如對開關量,模擬量的控制,用戶存儲器的存儲容量等。選擇合適的PLC機型及外設,以完成PLC的硬件結構配置。 根據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下表1和圖5所示。表1 PLC I/O端口分配表輸入功能輸出功能I0.0啟動Q0.0南北紅燈I0.1停止Q0.1南北黃燈Q0.2南北綠燈Q0.4東西紅燈Q0.5東西黃燈Q0.6東西綠燈Z加熔斷器圖5 外部接線圖3.3編制程序略總結 由于本人對PLC學習不精，這在編程中給我帶來了很多麻煩，很多指令不知如何去寫。我只好再去查看它的使用手冊。經過不懈努力，最后終于把程序編出來了，雖然還可能存在一些問題設計，但是心情還是很愉快的。通過這次畢業設計，使我得到了一次用專業知識、專業技能分析和解決