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1、 PLC技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計電氣工程系畢業(yè)設(shè)計論文專業(yè)名稱電氣自動化學(xué)生姓名王亞飛指導(dǎo)教師宣峰畢業(yè)時間 目錄第1章課題概述- 1 -1.1課題背景- 1 -1.2課題要求- 1 -第2章總體設(shè)計思路與方案- 3 -2.1 整體方案- 3 -2.2 順序功能圖- 5 -第3章硬件設(shè)計- 6 -3.1 PLC選型- 6 -3.2 I/O分配- 6 -3.3 PLC外部硬件接線- 7 -第4章軟件設(shè)計- 8 -4.1 指令表- 8 -4.2 程序梯形圖- 10 -第5章設(shè)計總結(jié)- 16 -第6章附錄- 18 -致謝- 18 -參考文獻(xiàn)- 18 -第1章 課題概述1.1 課題背景可變程序控制器（PLC）
2、是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的。自60年代問世以來，PLC得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其在數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信及與DCS等集散系統(tǒng)融合方面有了很大的進(jìn)展，可變程序控制器已經(jīng)成為工業(yè)自動化強(qiáng)有力的工具，得到了廣泛的普及和推廣應(yīng)用。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?靠的是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。那么控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)紅、綠、黃三種顏色信號燈有條不紊工作的呢?交通信號燈控制方式很多，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)。本文主要介紹如何利用PLC來實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的控制。1.2 課題要求如圖1-1系統(tǒng)工作受開關(guān)控制，起動開關(guān)
3、ON 則系統(tǒng)工作；起動開關(guān) OFF 則系統(tǒng)停止工作?？刂茖ο笥邪藗€：東西方向紅燈兩個 , 南北方向紅燈兩個，東西方向黃燈兩個 , 南北方向黃燈兩個，圖1-1 交通示意圖東西方向綠燈兩個 , 南北方向綠燈兩個，東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個，南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個。高峰時段如圖1-3時序圖二運(yùn)行， 正常時段按時序圖三運(yùn)行如圖1-4，晚上時段按提示警告方式運(yùn)行規(guī)律為： 東、南、西、北四個黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 S，暗 0.6 S的規(guī)律反復(fù)循環(huán)。高峰時段、 正常時段及晚上時段的時序分配如圖1-2時序圖一運(yùn)行。圖1-2時序圖一圖1-3時序圖二圖1-4時序圖三第2章 總體設(shè)計思路與方
4、案2.1 整體方案1.晚間時段如圖2-1： M2或M5置位，則S30置位，東西黃燈Y6、南北黃燈Y2亮，同時計數(shù)器T10開始計時，0.4S后T10的常開觸頭閉合，S31置位，東西黃燈Y6、南北黃燈Y2熄滅，同時T11開始計時，0.6S后T11常開觸頭閉合，S30置位，至此晚間時間段一個周期工作完畢，如此循環(huán)工作。圖2-1 .晚間時段2.正常時段如圖2-2：M8、M11、M14其中一個置位，則S40置位，東西紅燈Y3、南北紅燈Y7、南北左轉(zhuǎn)綠燈Y0亮，同時計數(shù)器T15開始計時，5S后S41置位，南北左轉(zhuǎn)綠燈Y0閃爍，T16開始計時，5S后S42置位，南北紅燈Y7、南北左轉(zhuǎn)綠燈Y0熄滅，南北綠燈Y
5、1亮，T17開始計時，25S后S43置位，T18開始計時，Y1閃爍，5S后S44置位，南北綠燈Y1熄滅，南北黃燈Y2亮，同時T19開始計時，5S后S45置位，南北紅燈Y7、東西左轉(zhuǎn)綠燈Y4亮，T20開始計時，5S后S46置位，東西左轉(zhuǎn)綠燈Y4閃爍，同時T21開始計時，5S后S47置位，東西紅燈Y3、南北左轉(zhuǎn)綠燈Y4熄滅，東西綠燈Y5亮，同時T22開始計時，25S后S48置位，東西綠燈Y5閃爍，同時T23開始計時，5S后S49置位，東西綠燈Y5熄滅，東西黃燈Y6亮，同時T24開始計時，5S后S40置位，至此正常時間段一個周期工作完畢，如此循環(huán)工作。圖2-2 正常時段3.高峰時段如圖2-3：M17
6、或M20置位后，則S20置位，南北左轉(zhuǎn)綠燈Y0、東西紅燈Y3、南北紅燈Y7亮, 同時T0開始計時,5S后S21置位,南北左轉(zhuǎn)綠燈Y0閃爍，T1開始計時，5S后S22置位，南北左轉(zhuǎn)綠燈Y0、南北紅燈Y7熄滅，南北紅燈Y1亮，同時T2開始計時，25S后S23置位，南北綠燈Y1閃爍，同T3開始計時，5S后S24置位，南北綠燈Y1熄滅，南北黃燈Y2亮，同時T4開始計時，5S后S25置位，南北黃燈Y2熄滅，南北紅燈Y7亮，同時T5開始計時，5S后S26置位，東西左轉(zhuǎn)綠燈Y4閃爍，同時T6開始計時，5S后S27置位，東西紅燈Y3、東西左轉(zhuǎn)綠燈Y4熄滅，東西綠燈Y5亮，同時T7開始計時，25S后，S28置位
7、，東西綠燈Y5閃爍，同時T8開始計時，5S后S29置位，東西綠燈Y5熄滅，東西黃燈Y6亮，同時T9開始計時，5S后S20置位，至此高峰時間段一個周期工作完畢，如此循環(huán)工作。圖2-3 高峰時段2.2 順序功能圖晚間時段順序功能圖圖2-4晚間時段順序功能圖圖2-6圖2-5高峰時段順序功能圖 正常時段順序功能圖第3章 硬件設(shè)計3.1 PLC選型1) 型號選擇：輸入控制X0、X1，輸出端有東西、南北方向紅綠黃燈和東西、南北方向左轉(zhuǎn)彎紅綠燈共十個輸入輸出點(diǎn)，選用PLC 型號： FX2N-16MR2) 本設(shè)計采用PLC來實(shí)現(xiàn)對十字路口交通信號燈的控制，其控制方法是選用FX2N-16MR4型號PLC對東西南
8、北的紅、黃、綠、左綠燈實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的循環(huán)閃亮，以達(dá)到對交通信號燈的控制?？刂七^程中采用順序控制設(shè)計法用多個定時器和計數(shù)器分時段分頻率自動實(shí)現(xiàn)對八個控制對象的控制，根據(jù)交通信號燈的亮滅規(guī)律，可用PLC編程對其實(shí)行自動控制。晚上時段黃燈按一定規(guī)律亮滅循環(huán)，可先用定時器控制其亮滅，再用計數(shù)器控制其循環(huán)。高峰時段與正常時段可先選時序圖中的90S為一個周期，用定時器與計數(shù)器先實(shí)現(xiàn)一個周期的循環(huán)。表3-1：I/O分配表3.2 I/O分配輸 入輸入繼電器輸入元件作用X0SB1啟動按鈕X1SB2停止按鈕輸 出Y0KM1控制南北左轉(zhuǎn)綠燈Y1KM2控制南北綠燈Y2KM3控制南北黃燈Y3KM4控制東西紅燈Y4KM5控
9、制東西左轉(zhuǎn)綠燈Y5KM6控制東西綠燈Y6KM7控制東西黃燈Y7KM8控制南北紅燈3.3 PLC外部硬件接線如圖3-1： 起動按鈕SB1控制系統(tǒng)工作；按鈕SB2控制系統(tǒng)停止工作； 控制對象： 東西方向紅燈兩個 , 南北方向紅燈兩個， 東西方向黃燈兩個 , 南北方向黃燈兩個， 東西方向綠燈兩個 , 南北方向綠燈兩個， 東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個，南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈個。圖3-1 硬件接線第4章 軟件設(shè)計4.1 指令表交通燈的控制指令表如下：X0閉合控制系統(tǒng)工作，X1閉合控制系統(tǒng)停止。4.2 程序梯形圖多功能交通燈控制的程序梯形圖如下：運(yùn)用了區(qū)間比較指令來比較，運(yùn)用步進(jìn)來實(shí)現(xiàn)循環(huán)。交通燈循環(huán)交錯工作。第5
10、章 設(shè)計總結(jié)經(jīng)過本次課程設(shè)計，讓我更加深刻的了解了PLC這門課程，不僅從理論上掌握了課堂上沒有學(xué)懂的知識，還從實(shí)踐中拓寬了我的知識面，讓我對我們專業(yè)的知識有了更加全面的認(rèn)識，更加清晰的認(rèn)識到我們專業(yè)知識的實(shí)用性是如此的強(qiáng)，而且這次課程設(shè)計也在一定程度上還鍛煉了我們發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。首先，在本次課程設(shè)計我主要是負(fù)責(zé)PPT與WORD這一塊，在這其中遇到了很多問題，也獲得了很多意想不到的知識。在每次解決一個問題后都有種久違的滿足感，甚至對每發(fā)現(xiàn)一個問題都有種莫名的興奮。在完成課程設(shè)計后,我發(fā)現(xiàn)我還有許多方面的不足,所了解的知識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,包括對知識的掌握和各種軟件的操作上都有很多不足。但通過
11、這一次課程設(shè)計,增強(qiáng)了我們的動手能力,提高了PLC與計算機(jī)知識的了解。其次，特別要感謝我們團(tuán)隊的成員，王劍和武文昌同學(xué)在設(shè)計過程中屢次因?yàn)槊τ谛薷姆桨?，調(diào)試程序，想解決問題的方法而忘記吃飯、休息，他們廢寢忘食的工作態(tài)度，讓我感動，在此向他們表示我誠摯的謝意！最后我相信，通過這次課程設(shè)計，這不僅對我們的專業(yè)知識有相當(dāng)大的幫助，而且我相信這對于我們今后走上社會工作時一定會有很大的幫助！在這一周的課程設(shè)計中，我組選擇了交通燈控制，設(shè)計前時我以將自己的思路和整體方案想清楚，運(yùn)用區(qū)間比較、子程序調(diào)用、步進(jìn)來設(shè)計程序，軟件設(shè)計且并用軟件來調(diào)試很成功的通過。不然，在硬件調(diào)試時出現(xiàn)了錯誤，此時我一臉茫然，我錯
12、誤的所在是硬件的調(diào)試，在這其中并沒有找到知識點(diǎn)與理論的錯誤，調(diào)出PLC CPU錯誤發(fā)現(xiàn)子程序中不能使用STL、MC、MCR時，我的設(shè)計遭到了阻力，我轉(zhuǎn)變思路運(yùn)用調(diào)用但是都沒有成功，調(diào)用后的程序與當(dāng)前的狀態(tài)這個問題，我運(yùn)用自己現(xiàn)在所學(xué)的知識難以解決，不得已放棄了調(diào)用，運(yùn)用我們所學(xué)的最基礎(chǔ)的知識將程序完成。在設(shè)計時要把握好基本知識，將其運(yùn)用熟悉，要了解PLC里各種指令的用法，在運(yùn)用功能指令是要注意適可而止、觸類旁通，不要過于鉆牛角，放松一下頭腦，借鑒別人的經(jīng)驗(yàn)與方法。本次設(shè)計中我主要負(fù)責(zé)設(shè)計編程，我組成員分工協(xié)作，分步工作，在我組成員的共同努力下本次設(shè)計達(dá)到預(yù)期目的，我相信通過本設(shè)計我在以后的工作
13、中會更有經(jīng)驗(yàn)！-xxx一、基礎(chǔ)理論，武裝頭腦沒有基礎(chǔ)理論，一切解決問題的方法都只是形式，或者空談。學(xué)以致用，學(xué)習(xí)的目的是為了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，否則將只是一個書櫥。自己在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，使學(xué)習(xí)與實(shí)踐工作相得益彰。二、團(tuán)隊合作從上面主要的工作內(nèi)容來看，不是我一個人所能完成的，正所謂一切事務(wù)離不開團(tuán)隊，個人無法稱英雄。今年在王劍同學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)之下，團(tuán)隊合作有了很大的進(jìn)步，每個項目開始之前，好好的交流、加強(qiáng)了解、對問題的共識、解決問題的方法能很好的統(tǒng)一起來。我個人也很好的溶入這個團(tuán)隊，共同做好一個項目。在解決問題的過程中，雖然都不時風(fēng)平浪靜，但事后都能夠客觀地分析，而不參雜個人的感情
14、。腳踏實(shí)地，積極做好本職工作。三、工作態(tài)度給我的最大的感觸就是一定要好好的去聆聽，每個人對待問題的看法，不管他的看法對還是不對，合理與否，或者考慮的角度是否確切，都要好好地聆聽，至少要等他說完，如果你主觀的色彩，可能你都不愿意或者不屑聽完他說的話，但是靜下心來你或許也能發(fā)現(xiàn)他看問題的某些角度是你沒有考慮過的，他想的某些方面也許確實(shí)是要注意到的。靜心！聆聽！把技術(shù)與大家共同分享，擺正心態(tài)，共同提高。第6章 摘要致謝一直以來得到老師和同學(xué)們的悉心幫助，包括到本課題的完成，老師都給予我們細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此，沒有更多華麗的語言，謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。同時還要感謝同我們一起走過的自控0806班的同學(xué)們，不管在什么時候，也正因?yàn)橛辛四銈兊膸椭椭С?，我們團(tuán)隊才能克服眾多困難和疑惑，直到把本文按時順利的完成，在此請大家接受我們誠摯的謝意！參考文獻(xiàn)1漆漢宏. PLC電氣控制技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20062史宜巧、孫業(yè)明、景紹學(xué).PLC技術(shù)及應(yīng)用M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20093十字交通信號燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試
交通信號燈PLC控制系統(tǒng)
