PLC课程设计交通灯.doc

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1、桂林航天工业学院毕业设计（论文） 摘要交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化,用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。本设计用PLC来实现对十字路口交通灯的控制，其控制方法是采用西门子的S7-200系列CPU224型号PLC对东西南北的红、黄、绿灯实现由规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。该系统选用PLC来实现交通信号灯控制有利于实现整个系统的自动化和现代化，有利于用简单而实用的

2、程序来完成比较完善的功能，有利于缓解交通压力和减少交通事故。对PLC控制系统进行软、硬件设计，并通过实验证明该系统简单、经济、具有较高的实用价值。关键词：PLC S7-200， 交通信号灯，PLC控制系统 AbstractThe appearance of the traffic signal lamp, so that traffic can be effective control, for ease traffic flow, increase road capacity, the effect of significantly reducing traffic accidents. I

3、n order to realize the traffic management, traffic management, to advanced science, with the programmable controller to control traffic lights control system, and the system hardware and software design method, experiment proves that this system is simple, economic, and can effectively improve the f

4、low of traffic, traffic capacity. This design using PLC to achieve the control of traffic lights at crossroads, its control method adopts Siemens S7-200series CPU224type PLC on the four corners of the world red, yellow, green achieved by regular cycles of shiny, in order to achieve the control of tr

5、affic signal light.This system uses PLC to realize the traffic signal lamp control is conducive to the realization of the whole system of the automation and modernization, it is beneficial to use simple and practical procedure to complete the perfect function, can alleviate the traffic pressure and

6、reduce traffic accidents. The PLC control system software and hardware design, and the experiment proved that the system is simple, economic,and has high practical value. KEY WORDS: PLC S7-200, traffic signal lamp, PLC control system3目 录 1 绪 论11.1 概述1 1.2 可编程控制器的简介2 1.2.1 PLC的应用2 1.2.2PLC的特点4 1.2.3

7、PLC的结构和工作方式5 1.2.4 PLC编程语言5 1.3 设计的主要内容72 PLC控制系统设计概要8 2.1 设计的基本原则和内容8 2.2 设计的步骤和实现过程93 交通信号灯控制系统的硬件设计12 3.1 交通信号灯的控制要求12 3.2 交通信号灯的控制时序13 3.3 PLC硬件控制电路的设计 14 3.3.1 PLC的选型14 3.3.2 I/O配置表15 3.3.3 PLC控制电路接线图174 交通信号灯控制系统的程序设计19 4.1 STEP7编程软件的概述19 4.2 交通信号灯程序设计过程19 4.2.1 PLC的状态转移19 4.2.2 交通信号灯程序设计步骤21

8、4.3 交通信号灯的PLC程序22结 论24致 谢1参考文献2桂林航天工业学院毕业设计（论文） 1 绪 论1.1 概述随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人，车，路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京，上海，南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速公路，在 高速公路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对

9、高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的 交通状况必然受高速道路和普通道路耦合出交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道，城区与周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题，根据交通等工艺控制要求和特点，我们采用了西门子公司S7-200PLC/CPU224， 它有小型化，高速度，高性能等特点，可编程控制器指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信

10、。本系统就是应用可编程控制器（PLC）对十字路口交通控制等实现控制。本系统采用PLC是基于以下四个原因：（1）PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力。通常的平均无障碍时间都在30万小时以上；（2）系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善，实用性强；（3）干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；（4）近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，是的实际应用成为可能。1.2 可编程控制器的简介1.2.1 PLC的应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽

11、车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为以下几个方面：1、开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2、模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控

12、制。 3、运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 4、过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序

13、。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 5、数据处理 现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 6、通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重

14、视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.2.2PLC的特点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降低了系统的可靠性。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，PLC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，接线可减少互继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由

15、无触点的电子存储器件来完成，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，适用性强 PLC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。除了逻辑处理功能以外，现代PLC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PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 3、易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易

16、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当接近，只用PLC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 PLC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经过改变程序改变生产过程成为可能。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PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅

17、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理想控制设备。1.2.3 PLC的结构PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相似。PLC按其结构形式可分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC的基本结构框图如图2-1所示。 接受接口部件输出 中央处理单元 CPU板输入接口部件驱动现场信号 受控元件 电 源 部 件图2-1 PLC基本结构框图1.2.4 PLC编程语

18、言采用面向控制过程、面向问题、简单直观的PLC进行编程，其编程语言常用的有：梯形图、语句表、功能图等。1、梯形图梯形图是使用最多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器电路图很相似，具有直观易懂的优点，特别适合于数字量逻辑控制。梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令框组成。触点电表逻辑输入条件，例如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑运算的结果，常用来控制外部的指示灯、交流接触器和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或者数学运算等附加指令。使用编程软件可以直接生成和编辑梯形图，并将它下载到PLC。2、语句表语句表又叫指令表，它是一种类似于微机的汇编语言中的文本语言，用指令的助记符编

19、程，由多条语句组成一个程序段，可以实现某些不能用梯形图或功能块图表示的功能。3、功能块图功能块图使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑。即用类似于与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号自左向右流动。1.3 设计的主要内容（1） 交通信号灯的控制要求（2） 交通信号灯的控制时序（3） PLC应将控制电路设计（4） 交通信号灯程序设计过程（5） 交通信号灯的PLC程序因为是交通灯的单片机控制设计，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向。然后转状态1南

20、北红灯，东西绿灯通车。过一段时间转状态2东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北仍然红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态4，南北绿灯灭，闪几次黄灯，东西仍然红灯。最后循环至状态1。桂林航天工业学院毕业设计（论文）2 PLC控制系统设计概要2.1 设计的基本原则和内容我们在学习了PLC的大量相关知识后，要能够把其运用在实际设计当中。当然，要设计经济、可靠、简洁的PLC控制系统，需要丰富的专业知识和实际的工作经验。那么，我们首先来看一下PLC控制系统的设计原则和内容。一、PLC控制系统设计的基本原则1、最大限度地满足被控对象的控制要求；2、保证控制系统的高可靠、安全；3、满足上面条件的

21、前提下，力求使控制系统简单、经济、实用和维修方便；4、选择PLC时，要考虑生产和工艺改进所需的余量。二、PLC控制系统设计的基本内容1、选择合适的用户输入设备、输出设备以及输出设备驱动的控制对象；2、分配I/O，设计电气接线图，考虑安全措施；3、选择适合系统的PLC；4、设计程序；5、调试程序，一个是模拟调试，一个是联机调试；6、设计控制柜，编写系统交付使用的技术文件，说明书、电气图、电气元件明细表。7、验收、交付使用。2.2 设计的步骤和实现过程一、PLC控制系统设计的一般步骤1、对于复杂的控制系统，最好绘制编程流程图，相当于设计思路；2、设计梯形图；3、程序输入PLC模拟调试，修改，直到满

22、足要求为止；4、现场施工完毕后进行联机调试，直至可靠地满足控制要求；5、编写技术文件；6、交付使用。我们在设计流程图时，也要遵循以下过程：1) 分析生产工艺过程；2) 根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，分配I/O；3) 选择PLC；4) 设计PLC接线图以及电气施工图；5) 程序设计和控制柜接线施工。 具体的设计步骤框图如图2-1所示。分析控制要求确定I/O设备选择PLC分配I/O、设计电气图编写流程图设计梯形图编制程序清单输入程序并检查调试满足NY联机调试满足NN编制技术文件交付使用设计控制柜现场连接图2-1控制系统设计步骤框图二、PLC控制系统执行程序的过程及特点PLC执行程序的过

23、程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。1、输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。2、程序执行阶段在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则根据跳转条件是否满足来决定程序是否跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC从输入映

24、像寄存器和元件映象寄存器中读出，根据用户程序进行运算，运算的结果再存入元件映象寄存器中。对于元件映象寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。3、输出刷新阶段程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这一阶段里，PLC将输出映象寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。因此，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。这方式称为集中采样，即在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最

25、后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。这种方式称为集中输出。对于小型PLC，其I/O点数较少，用户程序较短，一般采用集中采样、集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但使PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。而对于大中型PLC，其I/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，可以采用定期采样、定期输出方式，或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式。从上述分析可知，当PLC的输入

26、端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间，这种现象称为PLC输入/输出响应滞后。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。应该注意的是，这种响应滞后不仅是由于PLC扫描工作方式造成，更主要是PLC输入接口的滤波环节带来的输入延迟，以及输出接口中驱动器件的动作时间带来输出延迟，同时还与程序设计有关。滞后时间是设计PLC应用系统时应注意把握的一个参数。3 交通信号灯控制系统的硬件设计3.1 交通信号灯的控制要求随着城市和经济的发展，交通信号灯发挥的作用越来越大，正因为有了交通信号灯，才使车流、人流有了规范，同时，减少了交通事故发生的概率。然而，交通信号灯不合理使用或设置，也

27、会影响交通的顺畅。因此，在实际设计时要遵循一定的原则和要求。交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口，通过对车辆、行人发出行进或停止的指令，使各个方向同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰，从而提高路口的通行能力，保障路口畅通和安全。在本设计中，我们仅以机动车信号灯为例，来说明它的控制要求。一般的十字路口交通信号灯现场示意图如图3-1所示，其南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯，为

28、确保交通安全，对其控制系统的要求如下。图3-1交通灯现场示意图1、采用PLC构成十字路口的南北向和东西向交通信号灯的电气控制系统上电后，交通指挥信号控制系统由由一个3位转换开关SA1控制。SA1手柄指向左45时，接点SA1-1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图3-2所示工作时序周而复始，循环往复工作。SA1手柄指向中间0时，接点SA1-2接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，。SA1手柄指向右45时，接点SA1-3接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮。2、信号灯的控制原则 1) 当东西方向允许通行（绿灯）时，南北方向应禁止通行（红灯）；同样，当南北方

29、向允许通行（绿灯）时，东西方向应禁止通行（红灯）。2) 在绿灯信号要切换为红灯信号之前，为提醒司机提前减速并刹车，应有明显的提示信号：绿灯闪烁同时黄灯亮。3) 信号灯控制系统启动后应能自动循环动作。3.2 交通信号灯的控制时序交通信号灯的控制时序如图3-2所示，它是按信号灯置1与置0两种状态绘制的，置1表示信号灯点亮，置0表示信号灯点灭。图3-2 十字路口交通灯正常工作时序3.3 PLC硬件控制电路的设计3.3.1 PLC的选型在对PLC控制系统进行硬件结构设计时，首先，要了解各个控制对象的驱动要求，如：驱动电压的等级、负载的性质等；其次，要分析对象的控制要求，确定输入/输出接口（I/O）数量

30、；再次，要确定所控制参数的精度及类型，如：对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等。根据上述原则，我们要选择适合的PLC机型及外设，完成相应的PLC硬件结构配置。因此，PLC的选型是设计中至关重要的一步。目前，国内外PLC生产厂家生产的PLC品种可达数百个，其性能各有特点。所以，在设计时首先要尽可能考虑采用便于学习、掌握、维护方便、备品配件通用性强的PLC。我国市场上流行的PLC产品有以下几家：1) 德国西门子(Siemens)公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品；2) 美国罗克韦尔(Rockwell)公司所属的AB(Allen&Bradly)公司的

31、产品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品；3) GE-Fanuc公司的产品；4) 法国施耐德(Schneider)公司的产品；5) 日本三菱、欧姆龙等公司产品。本次设计的交通信号灯控制系统的主要任务和内容集中在程序编写和梯形图的绘制，由于在本设计中用到了大量的开关量、继电器、计数器以及计时器等。而德国西门子出产的PLC功能全，性价比高，有统一的地址分配，完全可以满足本设计的要求。并且，在目前相关领域的控制设计中，西门子产品的应用比较广泛。综上所述，我们采用了西门子公司S7-200PLC/CPU224，它有 24输入/16输出。3.3.2 I/O配置表I/O配

32、置表如表3-1、3-2所示。表3-1 输入地址分配输入地址变量说明I0.0系统启动按钮I0.1系统停止按钮表3-2 输出地址分配输出地址变量说明Q0.0系统运行指示灯Q0.1南北左行红灯Q0.2南北左行绿灯Q0.3南北直行红灯Q0.4南北直行绿灯Q0.5南北直行黄灯Q0.6南北右行红灯Q0.7南北右行绿灯Q1.0南北右行黄灯Q1.1东西左行绿灯Q1.2东西左行红灯Q1.3东西左行黄灯Q1.4东西直行绿灯Q1.5东西直行红灯Q1.6东西直行黄灯Q1.7东西右行绿灯Q2.0东西右行红灯Q2.1东西右行黄等表3-1 十字路口交通灯控制信号说明输入输出文字符号信号地址说明文字符号信号地址说明SA1-1

33、X0交通灯正常工作控制开关H1Y0南北向绿灯指示SA1-2X1南北向交通灯常绿控制开关H2Y1南北向黄灯指示SA1-3X2东西向交通灯常绿控制开关H3Y2南北向红灯指示H4Y3东西向绿灯指示H5Y4东西向黄灯指示H6Y5东西向红灯指示3.3.3 PLC控制电路接线图根据上述硬件选型及工艺要求，绘制PLC控制电路接线图，如图3-3所示。图3-3十字路口交通信号灯PLC外部I/O分配及其接线图中用一个输出点驱动两个信号灯，如果PLC输出点的输出电流不够，可以用一个输出点驱动一个信号灯，也可以在PLC输出端增设中间继电器，由中间继器再去驱动信号灯。4 交通信号灯控制系统的程序设计在本设计中以城市十字

34、路口为研究对象，根据十字路口车辆运行情况，调整各红、绿、黄灯亮的时间，利用STEP7软件对其进行程序设计，实现对交通信号灯的实时控制。4.1 STEP7编程软件的概述STEP7编程软件用于SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinAC,是供它们编程、监控和参数设置的标准工具。STEP7具有以下功能:硬件配置和参数设置、通信组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。在STEP7中，用项目来管理一个自动化系统的硬件和软件。STEP7用SIMATIC管理器对项目进行集中管理，它可以方便地浏览SIMATIC S7、M7、C7和WinAC的数据。实现STEP7各种功能所需的SIM

35、ATIC软件工具都集成在STEP7中。 4.2 交通信号灯程序设计过程4.2.1 PLC的状态转移在设计较为复杂的程序时，仅仅采用简单的逻辑处理已经很难保证程序的正确性和易读性，所以就需要采用别的方法来编制程序。为了保证程序逻辑的正确以及程序的易读性，我们可以将一个控制过程分为若干个阶段，在每一个阶段均设立一个控制标志，当每一个阶段执行完毕，就启动下一个阶段的控制标志，将本阶段的控制标志清除。所谓“状态”是指特定的功能，因此状态转移实际上就是控制系统的功能转移。机电自控系统中机械的自动工作循环过程就是电气控制系统的状态自动、有序、逐步转移的过程。这种功能流程图完整地表现了控制系统的控制过程，各

36、状态的功能、状态转移顺序和条件，它是PLC应用控制程序设计的极好工具。其状态转移图如图3-4所示。图3-4 十字路口交通信号灯PLC的状态转移图4.2.2 交通信号灯程序设计步骤根据图3-4所示的状态转移过程，其具体的程序设计步骤如下：1、PLC开始运行时，M8002产生一初始脉冲，使初始状态S0置1；2、当SA1手柄指向中间0时，触点X1接通，交通指挥系统南北向绿灯Y1常亮，东西向红灯常亮；3、当SA1手柄指向右45时，触点X2接通，交通指挥系统东西向绿灯Y1常亮，南北向红灯常亮；4、当SA1手柄指向左45时，触点X0接通，状态转移到S20和S30，使S20和S30置1，同时S0在下一扫描周

37、期自动复位，Y1线圈得电南北绿灯亮与此同时Y6线圈得电，东西红灯亮；5、延时25S后，转移条件T0闭合，状态从S20转移到S21，使S21置1，同时驱动T1记时，而S20在下一扫描周期自动复位；6、延时5S后，转移条件T1闭合，状态从S21转移S22，使S22置1产生0.5S接通和断开的时针脉冲信号，从而使南北绿灯闪烁，同时驱动计数器C0记数，若记数次数未到三次，C0的常闭触点接通，状态转移到S21，继续循环共计三次；7、次数到三，C0常开触点闭合，状态由S22转移到S23，使S23置1同时S22在下一扫描周期自动复位，Y2线圈得电南北黄灯亮；8、延时2S后，转移条件T3闭合，一方面状态从S2

38、3转移到S24，使S24置1，S23在下一扫描周期自动复位，Y3线圈得电南北红灯亮，计数器C0复位。另一方面状态S30转移到S31，使S31置1同时S30在下一扫描周期自动复位，线圈Y4得电东西绿灯亮；9、延时25S后，转移条件T4闭合，状态从S31转移到S32，使S32置1，同时驱动T5记时，而S31在下一扫描周期自动复位；10、延时5S后，转移条件T5闭合，状态从S32转移S33，使S33置1产生0.5S接通和断开的时针脉冲信号，从而使东西绿灯闪烁，同时驱动计数器C1记数，若记数次数未到三次，C1的常闭触点接通，状态转移到S32，继续循环共计三次；11、次数到三，C1常开触点闭合，状态由S

39、33转移到S34，使S34置1同时S33在下一扫描周期自动复位，Y5线圈得电东西黄灯亮，计数器C1复位；12、延时2S后，回到初始状态S0进行循环执行。4.3 交通信号灯的PLC程序在本设计中，交通信号灯PLC控制系统的程序采用梯形图语言来设计。具体过程如下：结 论 本系统结构简单，操作方便；可现自动控制，具有一定的智能性；对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程序结构，便于模块化处理，使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。 在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里老想着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不

40、了，因此耗费在这上面的时间用去很多。我趁着做课程设计的同时也对课本知识有了巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。程序中所用到的数据均可以根据实际情况进行设置，修改灵活方便。通过此次设计，我对于VHDL硬件描述语言有了更深入地了解，也在原来所学的理论基础上得到了进一步地应用。但由于经验上的不足，有些地方还需要做进一步地改善。桂林航天工业学院毕业设计（论文）致 谢 提笔写下“致谢”，我才惊觉自己即将真正离开，人生亦从此展开新的画卷。尽管不舍，

41、却更珍惜，因为我的生命中有那么多可爱的人值得感激。他们使我的大学生活充满了色彩，无论收获、遗憾，对我来说都是一笔宝贵的财富。三年的大学生活不知不觉中就要结束了，在这段难忘的生活中，有我许多美好的回忆。时至今日，毕业设计终于可以画上一个圆满的句号了，现在回想起做这个设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，不过也乐其中！本次毕业设计让我从实践中真正了解到了“一份好的毕业设计必须要充分掌握各方面知识并且能将其完美地结合起来”，从完成电路设计、元器件的选择、硬件的组装到拟定整个完整电路图、软件编写和毕业设计论文的组织等，每一个步骤都需要认真思考，仔细斟酌，这让我更深刻地体会到了充分掌握各方面知识的重

42、要性！ 在整个设计开发过程中，我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活产生非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。在此我要感谢我的老师们，你们辛苦了，祝你们身体康健！工作顺利！ 参考文献 1 王蕊：PLC在交通信号灯控制上的应用，2003年第五期2 陈胜利,曾谊晖: PLC在控制交通信号灯中的应用，2003年第五期3基于PLC技术的交通信号灯控制与设计- 商场现代化2005(24)4 林涛：基于VHDL语言的交通信号控制器的设计与实现，交通与计算机，2006年第四期，第72-75页。

43、 5PLC控制交通信号灯的编程方法讨论- 北京工商大学学报（自然科学版）2008,26(3)6 陶涛：基于VHDL语言实现十字路口交通灯设计，青海交通科技，2006年第六期，第13-15页。 7 邱磊、肖兵：基于VHDL语言的交通灯控制器设计，福建电脑，2004年第十二期，第76-77页。 8 廖常初主编. PLC基础及应用 . 北京：机械工业出版社， 2004 9 廖常初等.PLC的顺序控制编程方法.工业自动化，（香港），1997 10 廖常初.PLC梯形图的顺序控制设计法.电工技术杂志，2001 11 电机及拖动.高等教育出版社， 12 朱献清 编著.物业供用电.北京.机械工业出版社.20

44、03 13 刘介才主编.实用供配电技术手册.北京：中国水利水电出版社，2002 14 常斗南主编 可编程序控制器原理*应用*实验.北京:机械工业出版社,2005 15 求是科技编著 PLC应用开发技术与工程实践.电子工业出版社.2004 16 中华人民共和国国家标准 电气制图，北京：中国标准出版社，1987 17 余雷声主编，电气原理与PLC应用。北京：机械工业出版社，1996 18 钟肇新，范建东编. 可编程控制器基础及应用.广州：华东理工大学，2002 19 张万忠可编程控制器入门与应用实例北京：中国电力出版社2004 20 台方可编程序控制器应用教程北京：中国水利水电出版社2001 21 常斗南可编程序控制器原理应用实验 北京：机械工业出版社1998 22 邦田电子电路实用抗干扰技术北京：人民邮电出版社 1994 23 钱晓龙，李鸿倩智能电器与Microloeix控制器北京：机械工业出版社2003