分布式课程设计实验报告材料

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1、word分布式控制系统课程设计实验报告题 目：十字路口交通灯控制院系： 机械工程系姓 名： 胡伟、俞琛、X福启、郁鑫裕授课教师： 完成时间： 2014/6/19目录绪论.1第一局部: 交通灯的设计准备 一设计的目的.2 二交通灯的现场图.3 三交通灯系统设计要求.3第二局部：用PLC编程控制程序 一编程前的准备.4二 硬件选型.5三建立符号表.6四建立变量表.7五交通灯控制梯形图.8第三局部：东向的电气连接图与PLC SM模块图一 交通灯东向电气连接图.12二 电气连接图分析.12三 画图时所遇到的问题.12第四局部：设计心得设计心得.1215 / 15绪论随着社会的不断进步，社会的不断开展，

2、城市规模的不断扩大，交通也变得日渐复杂。城市交通问题成越来越引起人们的关注，人、车、路三者的协调，已成为社会关注的焦点，于是交通灯成为了疏导交通最常见和最有效的手段，也成为了城市经济活动与生活活动的重要命脉。在技术快速开展的当今，交通的自动化不断更新，交通技术迅速的开展，其交通的一些指挥系统光靠人来完成是远远不够的，这就需要设计各种交通指挥自动化系统来完成这些复杂的工作。从而使交通指挥系统更加有秩序，更加安全。 交通灯通常由红、黄、绿三者颜色的灯组成，用于指挥交通的通行与停止。当绿灯亮时，允许车辆通行；当黄灯亮时，已超过停止线的车辆可以继续通行，没超过停止线的车辆停止通行；当红灯亮时，禁止车辆

3、通行。在实际应用中，采用PLC来控制的仍然在有一定的比例。因为采用PLC控制，能够根据不同的路况要求，随时修改控制程序，以改变各信号灯的工作时间和工作状况。与继电器或逻辑电路控制系统相比，PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和抗干扰能力，其还具有硬件故障的自我检查能力，同时还具有维护方便、改造容易、功能完善，实用性强等特点。因此具有很大的经济实用性。第一局部：交通灯的设计准备一、 设计的目的课程设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，是教学计划中进展综合训练的重要实践环节，是有助于培养应用性人才的一种教学形式，它将使得我们同学在综合运用所学知识，解决本专业方向的实际问题方面得到系统性

4、的训练。该课程设计的主要目的是：通过对交叉路口交通灯的控制，首先让我们了解交通灯的具体工作和实现原理，然后通过所给的要求对红绿灯进展PLC编程控制。同时让我们更进一步的去熟悉Step7软件的编程环境、功能与相关的应用再通过画电气连接图，使我们对电气控制的知识又得以复习和巩固，同时让我们深刻的体会到课程之间的联系强度，为今后从事自动化控制领域的工作打下一定的根底。二交通灯的现场图三交通灯系统设计要求1.当把可编程控制器拨向RUN后，程序自行启动运行；2.东西向的控制权优先于南北向的控制权，并且实现南北同时控制，东西轮流控制，其中东西向分别实现先直行右转再左转的控制。具体的控制为： 首先南北向红灯

5、亮25S，同时东西向亮绿灯20S，然后闪3S，跳黄灯2S，随后南北向跳绿灯，东西向跳红灯，南北向跳绿灯25S，闪3S，跳黄灯2S，东西向跳红灯30S。最后南北向跳红灯，东西向跳绿灯，如此循环。第二局部：用PLC编程控制程序一.编程前的准备1 根据要求列出如下的表：其中黄灯闪烁2秒并闪烁2次，每一方格中的绿灯为5秒。2） 表格分析： 根据要求： a 当“东直右为绿灯时，东左、西直右、西左和南北向都为“红灯； b 当东左由“红灯变为绿灯时，东直右仍然亮“绿灯，而西向与南北向都为“红灯； c 之后东直右和东左一同“闪烁黄灯3s然后共同变为“红灯，在东向由黄灯闪烁变为红灯的同时，西直右也由“红灯转为“

6、绿灯，而西左和南北向仍然亮“红灯 ； d 接着西左由“红灯转为绿灯，而西直右仍然保持亮绿灯，东向与南北向仍保存红灯； e 之后西直右和西左一起进入黄灯闪烁3s，然后共同变为红灯，而在西向变为红灯的同时，南北向由红灯转为绿灯，此时东向仍然保持亮红灯。 f 在接着南北向由绿灯转为黄灯闪烁，同样闪烁3s后变为红灯，这时东直右由红灯转变为绿灯，之后的亮灯情况同开始一样，进入了不断的循环过程。3) 在“e步，即南北向由红灯转变为绿灯时，同时进展车辆检测，当东直右的等待车辆超过6辆时，南北向让出控制权，即南北向马上由绿灯进入黄灯闪烁，之后变为红灯，而在其变为红灯的同时，东直右由之前的红灯转变为绿灯。二、硬

7、件选型硬件组态的任务就是在STEP 7中生成一个与实际的硬件系统完全一样的系统。由于交通灯属于小规模的控制系统，应当选择 CPU 312C的紧凑型的CPU，比拟实用与具有较高要求的小型应用，且价格也相对廉价，假如选用CPU 313C、CPU 314C等的型号，其价格较昂贵，用来实现红绿灯控制不划算。由于红绿灯的输出地址分别分配与Q4、Q5、Q6上，故给4、5、6槽中分配如下列图的地址。三建立符号表建立的符号表如下图所示： 其中T56、T57、T58、T59、T510、T511、和T63、T64、T65分别同T4#对应，控制西向和南北向的黄灯闪烁。四建立变量表建立的变量表如如下图：五交通灯控制梯

8、形： 1)完整的梯形图为附录所示： 2) 核心梯形图为： 其控制过程分析：1) 当将STOP转向RUN-P仿真中时，存放器线圈得电，于是其常开的触点得电。这时T42、T43、T50、T53、T60同时得电(即Q4.2、Q4.3、Q5.0、Q5.3、Q6.0线圈得电，即“东直右红灯，其它向都为红灯)，并且分别得电10s、5s、13s、18s、26s。2) 当5s后，T43输出为0即Q4.3为0，即“东左红灯熄灭，同时T45线圈得电如此Q4.5也立即得电，即“东左绿灯亮，这时实现“东左方向绿灯变红灯，“东直右与“西向和“南北向都是“红灯。3当再过5秒，即10s后，T42减为0，输出端Q4.2线圈断

9、电即“东直右绿灯熄灭，接着常闭的Q4.2线圈闭合，T41脉冲定时器得电开始计时3s，同时T410脉冲定时器也得电将得电0.5s，如此Q4.1“东直右黄灯亮。0.5s后，T410输出为0即Q4.1失电，“东直右黄灯灭，同时T49接通延时定时器得电并开始计时，0.25s后T49输出为1，即T411脉冲定时器得电开始计时，此时T411常闭触点断开，T410断电，当T411计时0.25s后，T411又得电，即T410又得电开始计时,同时Q4.1黄灯又再次亮。这样再循环一次，如此黄灯完成在3s的时间内闪烁3次。10s后，“东左向也由“绿灯进入“黄灯闪烁阶段，其运行过程同“东直右方向的类似。此时实现“东直

10、右和“东左黄灯同时闪烁，西向和南北向仍为红灯。4东向黄灯闪烁完后即过13s后，“西直右由红灯变绿灯，其他向为红灯。之后的运行过程同东向类似。5) 程序段7与程序段8为检测东向等待车辆个数的程序。其实现的过程为：当南北向绿灯亮时，同时在输入块点击“南北绿灯前断开，即“南北绿灯熄灭，进入黄灯闪烁，闪烁完后又回到“东直右方向继续循环执行。其具体的灯显示过程于上面的表格分析中。第三局部：东向的电气连接图与PLC SM模块图一. 交通灯东向电气连接图：见附录二. 电气连接图分析： 给电气图接上三相交流电，由于控制电路的所用到的电器所能承受的电压都相对较小，故需要一个降压的过程，将交流的高电压降为控制电器

11、能够承受的电压。同样，交通灯也不能够直接承受220V的电压，需要降压或者给交通灯串联一个适宜的电阻，从而使交通灯可以在允许的电压内正常工作。电路中串有熔断器，是用来保护电路的，防止电路发生短路时造成的一系列损失。三. 画图时所遇到的问题 在画图的过程中发现图像无法垂直的旋转过90度，于是上网搜到了其应用方法，再一个就是右下角的标题快，其内容不太符合本次设计所需要的要求，但是想把它修改，却改不了，想删掉了再重画发现也删不掉，于是又去求助了网络，最后得到了帮助，把默认的标题块去掉，自己画了一个适合要求的标题快。第四局部:设计心得在本次设计主要是针对南北、东西方向交通的分别计时、分别控制。十字道口的

12、红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准如此。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动红绿交通灯，它具有固定的“红灯绿灯转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯三局部组成。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。因此，交通灯的设计是十分重要的，它可以保证交通的安全与畅通。此次实习可以说是获益匪浅。通过查阅了很多资料，了解了许多电路设计的思想，扩展了自己的视野，不再仅仅局限于书本中的简单设计，而且更重要的是明白对待设计的态度：仔细慎重，精

13、益求精。在系统设计中，针对一些问题，熟练掌握了根据原理分步测试，将错误之处缩小的最小X围内。通过该课程设计，掌握了设计的根本过程与其各阶段的根本任务，熟悉了设计的总流程框图，了解了设计的生成过程、构造工具与其相关的技术，对课本上的知识有了更深的理解，课本上的知识是机械的，外表的。通过把该设计的内容，仿真图形在计算机上的实现，把原来以为很深奥的书本知识变的更为简单，对实验原理有更深的理解。而且在设计中，把死板的课本知识变得生动有趣，激发了学习的积极性。把学过的知识强化，能够把课堂上学的知识通过自己的设计表示出来，加深了对理论知识的理解。以前对实际操作的认识是模糊的，概念上的，现在通过自己动手做实验，从实践上认识了各局部电路的连接方式，对其功能和原理的认识更加深刻。