基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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基于S7-200_PLC十字路口交通燈的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文.doc
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基于s7-200 plc的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求
1.1 設(shè)計(jì)目的：
編程序控制器（PLC）于20世紀(jì)60年代在美國(guó)誕生，在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此，PLC技術(shù)已成為電氣自動(dòng)化專業(yè)技能型人才必不可少的重要技能，通過(guò)實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)消化吸收，提高PLC編程技能。
1.2 基本要求
信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。
南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。
東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持25秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。要求完成以下項(xiàng)目：
1、畫(huà)出交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖
2、畫(huà)出交通燈的控制流程圖
3、完成可編程控制器I/O端口分配和外部接線圖
4、完成十字路口交通信號(hào)燈PLC控制梯形圖編程
1.3 發(fā)揮部分
自由發(fā)揮
2 設(shè)計(jì)過(guò)程及論文的基本要求：
2.1 設(shè)計(jì)過(guò)程的基本要求
（1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選；
（2）符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括總體設(shè)計(jì)框圖、電路原理圖各一份；
（3）報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤(pán)上交。
2.2 課程設(shè)計(jì)論文的基本要求
（1）參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于4000字。圖紙為A4，所有插圖不允許復(fù)印。
（2）裝訂順序：封面、任務(wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及相應(yīng)的詳細(xì)的功能分析和重要的參數(shù)計(jì)算、工作過(guò)程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄（總體設(shè)計(jì)框圖與電路原理圖）。
3 時(shí)間進(jìn)度安排
順序 階段日期 計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容 備注
1 2014.9.1 講解主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，安排學(xué)生查閱資料 打分
2 2014.9.2 檢查整個(gè)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)概況 打分
3 2014.9.3 指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行傳感器的選擇和plc應(yīng)用的注意事項(xiàng) 打分
4 2014.9.4 檢查學(xué)生核心內(nèi)容的設(shè)計(jì)情況 打分
5 2014.9.5 答辯、寫(xiě)報(bào)告 打分
摘要
可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門(mén)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破?PLC)作為一種以微電腦技術(shù)為核心的自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)融為一體，在工業(yè)自動(dòng)化，機(jī)電一體化以及傳統(tǒng)的工業(yè)控制方面，得到了廣泛的應(yīng)用， 發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。它可靠性高、功能完善、抗干擾性好，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。是一種專門(mén)用于工業(yè)環(huán)境及過(guò)程控制的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。城市交通信號(hào)控制是通過(guò)對(duì)交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導(dǎo)以達(dá)到改善人和貨物的安全運(yùn)輸，提高運(yùn)營(yíng)效率。采用PLC控制交通信號(hào)燈，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富。
目前，PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，但是在交通控制方面應(yīng)用方面還不是很廣泛。PLC應(yīng)用于交通控制還有很大的潛能，PLC以其可方便操作、可方便編程調(diào)試等特點(diǎn)，使得其有逐步取代以往的單片機(jī)在交通燈中的地位的趨勢(shì)。
利用德國(guó)西門(mén)子公司的S7—200 PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制。通過(guò)對(duì)交通信號(hào)燈的控制要求的分析，結(jié)合西門(mén)子S7-200的控制性能，通過(guò)系統(tǒng)時(shí)序圖的分析，對(duì)交通燈系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的合理控制的功能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、遠(yuǎn)行可靠，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵字：PLC 交通燈控制 設(shè)計(jì) 調(diào)試
目錄
基于s7-200 plc的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) I
摘要 III
目錄 4
1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 5
1.2 設(shè)計(jì)要求. 5
1.2.2 基本要求 5
1.2.3 發(fā)揮部分 5
2 設(shè)計(jì)思路 6
3 設(shè)計(jì)與分析 7
3.1設(shè)計(jì)框圖 7
3.2設(shè)計(jì)分析 7
4 硬件部分 9
4.1 PLC I/O分配 9
4.2系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 10
4.3 PLC的接線形式 11
5軟件設(shè)計(jì)部分 12
5.1 梯形圖 13
5.2語(yǔ)句表 16
6 PLC概述 19
6.1PLC硬件結(jié)構(gòu) 19
6.2中央處理單元(CPU) 19
6.3存儲(chǔ)器 20
6.4輸入/輸出模塊 21
圖6.4.1 23
圖6.4.2 23
7元件清單 24
小結(jié) 25
致 謝 26
參考文獻(xiàn) 27
1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述
1.1 設(shè)計(jì)題目：基于s7-200 plc的十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.2 設(shè)計(jì)要求.
1.2.1 設(shè)計(jì)目的
可編程控制器是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能。用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。
自1969年第一臺(tái)可控編程控制器問(wèn)世以來(lái)，目前可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器。編程序控制器（PLC）于20世紀(jì)60年代在美國(guó)誕生，在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此，PLC技術(shù)已成為電氣自動(dòng)化專業(yè)技能型人才必不可少的重要技能，通過(guò)實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)消化吸收，提高PLC編程技能。
1.2.2 基本要求
信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。
南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。
東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持25秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。要求完成以下項(xiàng)目：
1、畫(huà)出交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖
2、畫(huà)出交通燈的控制流程圖
3、完成可編程控制器I/O端口分配和外部接線圖
4、完成十字路口交通信號(hào)燈PLC控制梯形圖編程
小結(jié)
PLC課程結(jié)束了，又到了課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們組分到了：基于S7-200 PLC的十字路口交通信號(hào)燈的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
面對(duì)這個(gè)題目根據(jù)老師課堂講的內(nèi)容很快就確定了設(shè)計(jì)的方向，并與同學(xué)們的合作解決遇到的問(wèn)題。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我意識(shí)到了PLC編程技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的廣泛應(yīng)用，并了解到自己學(xué)習(xí)中的不足之處，看到了理論與實(shí)踐的差距。
通過(guò)一周的PLC設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到PLC中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。
通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見(jiàn)，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過(guò)程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法。能過(guò)比較選出最好的方案。在這過(guò)程也提高了我們的表過(guò)能力。
通過(guò)此次課設(shè)，讓我了解了PLC梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。實(shí)踐不同于理論，理論上可行的設(shè)計(jì)，在考慮實(shí)際條件的種種影響下，必須有所取舍，有側(cè)重，才能事半功倍，紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。
致 謝
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法，不是有句話叫做學(xué)而不思則怠,做事要學(xué)思結(jié)合。PLC不僅需要編程能力，更是要求設(shè)計(jì)者了解控制電路的時(shí)序關(guān)系，作用原理，在接到題目之后，通過(guò)查詢資料對(duì)題目的所需要的編程器件，設(shè)計(jì)思路有了一定準(zhǔn)備，但還是遇到了很多問(wèn)題，感謝祝老師給予的及時(shí)指導(dǎo)和幫助，能夠跳出我們的思維局限性，從更高的，宏觀的層面和維度來(lái)分析問(wèn)題，給出中肯和針對(duì)性的建議，通過(guò)和同學(xué)的討論，更是使我完善了自己能力的不足之處，并能使我們一起提高。感謝學(xué)校老師給我們提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)和條件，能夠鍛煉自己的實(shí)際動(dòng)手能力，不僅停留在理論層面的學(xué)習(xí)，更要將所學(xué)轉(zhuǎn)化為一種能力和素質(zhì)，培養(yǎng)自己的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從最基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)做起，為實(shí)際動(dòng)手操作，打?qū)嵒A(chǔ)，因?yàn)橹挥袑?shí)踐，才能出真知。
參考文獻(xiàn)
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[3] 龔?fù)?，張?shù)臣，王瀛. 實(shí)例解讀西門(mén)子PLC.北京：中國(guó)電力出版社,2013
[4] 李國(guó)麗，朱維勇電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社，2000
基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求 計(jì)目的： 編程序控制器（ 20 世紀(jì) 60 年代在美國(guó)誕生，在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有 30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此， 術(shù)已成為電氣自動(dòng)化專業(yè)技能型人才必不可少的重要技能，通過(guò)實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)消化吸收，提高 程技能。 本要求 信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先 南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。 南北紅燈亮維持 25 秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 20 秒。到 20 秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮 3 秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2 秒。到2 秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。 東西紅燈亮維持 30 秒。南北綠燈亮維持 25 秒，然后閃亮 3 秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2 秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。要求完成以下項(xiàng)目： 1、畫(huà)出 交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖 2、畫(huà)出交通燈的控制流程圖 3、完成 可編程控制器 I/O 端口分配和外部接線圖 4、完成十字路口交通信號(hào)燈 制梯形圖編程 揮部分 自由發(fā)揮 2 設(shè)計(jì)過(guò)程及論文的基本要求： 計(jì)過(guò)程的基本要求 （ 1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選； （ 2）符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括 總體設(shè)計(jì)框圖 、電路原理圖各一份； （ 3）報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤(pán)上交。 程設(shè)計(jì)論文的基本要求 （ 1）參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于4000 字。圖紙為 有插圖不允許復(fù)印。 （ 2）裝訂順序：封面、任 務(wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及相應(yīng)的詳細(xì)的功能分析和重要的參數(shù)計(jì)算、工作過(guò)程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄（ 總體設(shè)計(jì)框圖 與電路原理圖） 。 3 時(shí)間進(jìn)度安排 順序 階段日期 計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容 備注 1 解主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，安排學(xué)生查閱資料 打分 2 查整個(gè)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)概況 打分 3 導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行傳感器的選擇和 用的注意事項(xiàng) 打分 4 查學(xué)生核心內(nèi)容的設(shè)計(jì)情況 打分 5 辯、寫(xiě)報(bào)告 打分 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 014要 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門(mén)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可以編制程序的 存儲(chǔ)器 ，用來(lái)在執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入 (I)和輸出 (O)接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程序控制器 (為一種以微電腦技術(shù)為核心的自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器 工業(yè)自動(dòng)化，機(jī)電一體化以及傳統(tǒng)的工業(yè)控制方面，得到了廣泛的應(yīng)用， 發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。它可靠性高、功能完善、抗干擾性好，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。是一種專門(mén)用于工業(yè)環(huán)境及過(guò)程控制的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。城市交通信號(hào)控制是通過(guò)對(duì)交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導(dǎo)以達(dá)到改善人和貨物的安全運(yùn)輸，提高運(yùn)營(yíng)效率。采用 制交通信號(hào)燈，主要是考慮其具有對(duì)使 用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富。 目前， 廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，但是在交通控制方面應(yīng)用方面還不是很廣泛。用于交通控制還有很大的潛能， 其可方便操作、可方便編程調(diào)試等特點(diǎn)，使得其有逐步取代以往的單片機(jī)在交通燈中的地位的趨勢(shì)。 利用德國(guó)西門(mén)子公司的 200 實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制。通過(guò)對(duì)交通信號(hào)燈的控制要求的分析，結(jié)合西門(mén)子 控制性能，通過(guò)系統(tǒng)時(shí)序圖的分析，對(duì)交通燈系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的合理控制的功能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該方法設(shè) 計(jì)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、遠(yuǎn)行可靠，具有很高的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵字： 通燈控制 設(shè)計(jì) 調(diào)試 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 3 目錄 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................... I 摘要 .......................................................................................................................................... 錄 ........................................................................................................................................... 3 1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 ....................................................................................................................... 4 計(jì)要求 . ................................................................................................................... 4 本要求 ................................................................................................................. 4 揮部分 ................................................................................................................. 4 2 設(shè)計(jì)思路 ............................................................................................................................... 5 3 設(shè)計(jì)與分析 ........................................................................................................................... 6 計(jì)框圖 ............................................................................................................................. 6 計(jì)分析 ............................................................................................................................. 6 4 硬件部分 ............................................................................................................................. 8 I/O 分 配 ................................................................................................................... 8 統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 ............................................................................................................. 9 接線形式 ........................................................................................................... 10 5 軟件設(shè)計(jì)部分 ...................................................................................................................... 11 形圖 .............................................................................................................................. 12 句表 ............................................................................................................................... 15 6 述 .......................................................................................................................... 18 件結(jié)構(gòu) .................................................................................................................... 18 央處理單元 (........................................................................................................ 18 儲(chǔ)器 ............................................................................................................................... 19 入 /輸出模塊 .................................................................................................................. 20 圖 .......................................................................................................... 22 圖 .......................................................................................................... 22 7 元件清單 .............................................................................................................................. 23 小結(jié) ......................................................................................................................................... 24 致 謝 .............................................................................................................. 25 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 26 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 4 1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 計(jì)題目： 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)要求 . 計(jì)目的 可編程控制器是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能。用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。 自 1969 年第一臺(tái)可控編程控制器問(wèn)世以來(lái)，目前可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器。 編程序控制器（ 20 世紀(jì)60 年代在美國(guó)誕生，在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有 30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此， 術(shù)已成為電氣自動(dòng)化專業(yè)技 能型人才必不可少的重要技能，通過(guò)實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)消化吸收，提高 程技能。 本要求 信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。 南北紅燈亮維持 25 秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 20 秒。到 20 秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮 3 秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2 秒。到 2 秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。 東西紅燈亮維持 30 秒。南北綠燈亮維 持 25 秒，然后閃亮 3 秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2 秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。要求完成以下項(xiàng)目： 1、畫(huà)出 交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖 2、畫(huà)出交通燈的控制流程圖 3、完成可編程控制器 I/O 端口分配和外部接線圖 4、完成十字路口交通信號(hào)燈 制梯形圖編程 揮部分 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 5 2 設(shè)計(jì)思路 按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門(mén)子 列可編程控制器的特性（見(jiàn)附錄）， 選擇適合的型號(hào)。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動(dòng)的輸入信號(hào)，要配合一個(gè) 動(dòng)按鈕動(dòng)作 ，系統(tǒng)工作。 首先，南北方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，東西方向道路處于允許通行的狀態(tài)。 南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過(guò)程中，南北紅燈亮 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同時(shí)，東西方向道路也一起亮綠燈 20S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 20 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍；東西綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動(dòng)作使東西綠燈閃爍，還需要計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。 其次，東西方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，南北方向道路處 于允許通行的狀態(tài)。 東西方向道路亮紅燈狀態(tài)過(guò)程中，東西紅燈亮 30S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 30 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時(shí)，南北方向道路也一起亮綠燈 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北綠燈閃爍；南北綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動(dòng)作使南北綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈亮；南北黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北紅燈亮。 如此循環(huán)下去。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 6 3 設(shè)計(jì)與分析 計(jì)框圖 計(jì)分析 開(kāi)始 南北紅燈亮，東西綠燈亮 南北紅燈亮，東西綠燈閃 南北紅燈亮，東西綠燈亮 東西紅燈亮，南北綠燈亮 東西紅燈亮，南北綠燈閃 東西紅燈亮，南北綠燈亮 開(kāi)始 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 7 圖 1 十字路口交通示意圖 這 12 個(gè)交通燈共有 6 個(gè)狀態(tài)： 南北紅燈（ 1 7）亮 東西綠燈（ 6 12）亮 南北紅燈（ 1 7）繼續(xù)亮 東西綠燈（ 6 12）閃 南北紅燈（ 1 7）繼續(xù)亮 東西綠燈（ 5 11）亮 東西紅燈（ 4 10）亮 南北綠燈（ 3 9）亮 東西紅燈（ 4 10）繼續(xù)亮 南北綠燈（ 3 9）閃 東西紅燈（ 1 7） 繼續(xù)亮 南北綠燈（ 2 8）亮 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 8 4 硬件部分 I/O 分配 交通燈控制系統(tǒng)共有一個(gè)輸入點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)按鈕。輸出信號(hào)有東西方向、南北方向兩組指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及東西方向、南北方向的車(chē)輛運(yùn)行指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)甲、乙。由于每一方向的指示燈中，同種顏色的指示燈運(yùn)行情況相同，為節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)，采用并聯(lián)輸出法。由此確定，系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)為 1，輸出點(diǎn)數(shù)為 8，全部為開(kāi)關(guān)量。 ／ O 點(diǎn)分配如表一所示。 表一 （乙） 西車(chē)燈（甲） 于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 9 統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)系統(tǒng)對(duì) I／ O 口量的需求，選用 200 來(lái)完成設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。 2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 檢測(cè)裝置 交通燈 計(jì)數(shù)器 時(shí)器 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 10 接線形式 如圖 3 所示 圖 3 線圖 端口 接入系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的傳送信號(hào)，端口 起報(bào)警作用的信號(hào)燈，端口 口 東西綠燈，端口 東西黃燈，端口 東西黃燈， 南北黃燈。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 11 5 軟件設(shè)計(jì)部分 控制系統(tǒng)的程序可分為兩個(gè)模塊：開(kāi)始模塊和十字路口信號(hào)燈控制模塊。其中十字路口信 號(hào)燈控制模塊是主模塊。時(shí)間設(shè)定由定時(shí)器 (T)完成，通過(guò)不同的定時(shí)器的交替觸發(fā)和定時(shí)來(lái)控制各個(gè)車(chē)道每個(gè)信號(hào)燈的亮滅時(shí)間。時(shí)間的設(shè)定可根據(jù)實(shí)際狀況分時(shí)設(shè)置。根據(jù)控制任務(wù)要求，運(yùn)用 件設(shè)計(jì)交通燈系統(tǒng)的梯形圖程序， 如圖 4。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 12 形圖 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 13 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 14 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 15 句表 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 16 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 17 序圖 圖 4 十字路口交通燈時(shí)序 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 18 6 述 件結(jié)構(gòu) 硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，中央處理單元(，如下圖2 4件結(jié)構(gòu) 央處理單元 (中央 處理單元(查電源、存儲(chǔ)器、I/能診斷用戶程序中語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)先它以掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算結(jié)果送入I/所有用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 進(jìn)一步提高可靠性，近年來(lái)對(duì)大型基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 19 采用三樣，某個(gè)個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 1、 （1）這是一種讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。 （2）是一種可擦除只讀存儲(chǔ)器。斷電情況下， 存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容)。 （3）是一種電可擦除只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易對(duì)其所存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行修改。 [3] 2、 各種存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： （1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū) （2）系統(tǒng)括I/ （3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) [4] 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)程序存儲(chǔ) 區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該 系統(tǒng)統(tǒng)映象區(qū)以及各類(lèi)軟設(shè)備，如：邏基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 20 輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。 [5] （1）I/入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)外設(shè)。它需要一定數(shù)量存儲(chǔ)單元(存放I/這些單元稱作I/個(gè)開(kāi)關(guān)量I/一個(gè)模擬量I/6個(gè)整個(gè)I/關(guān)量I/擬量I/ （2）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) ：I/統(tǒng)輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持存儲(chǔ)區(qū)域，前者內(nèi)部鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng)據(jù)被清零。 用戶程序存儲(chǔ)區(qū) ：主 要用來(lái)存放用戶的應(yīng)用程序。所謂用戶程序時(shí)指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的的產(chǎn)生過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的控制程序。次程序由使用者通過(guò)編程器輸入到便于用戶隨時(shí)修改。也可將用戶程序存放在 入 /輸出模塊 輸入/輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程連接的借口?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，如按鈕開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)以及傳感輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量（壓力、流量、溫度、電壓、電流）等，都要通過(guò)輸入模塊送到于這些信號(hào)電平各式各樣，而可編程控制器所以輸入模塊還需將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成入模塊的作用是接收中央處理器處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件所能接收的控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)如電磁閥、燈光顯示、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。可編程控制器有多種輸入/輸出模塊其類(lèi)型有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊。這些模塊分直流和交流、電壓和電流類(lèi)型，每種類(lèi)型又有不同的參數(shù)等級(jí)，主要有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入輸出/模塊，部件上都設(shè)有接線端子排，為了濾除信號(hào)的噪聲和便于些模塊上都帶有基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 21 濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存 電路。數(shù)字量輸入模塊帶有廣電耦合電路，其目的是把提高字兩輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。模擬量輸入/輸出模塊主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，即A/轉(zhuǎn)換。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一些信號(hào)是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過(guò)模擬量輸入/輸出模塊與擬量輸入模塊A/光電耦合器和輸出鎖存器宇總線掛接?，F(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是0 — 5伏和0 — 10伏兩 種。另外還有：0 — — — 5— +—10— +10V，0 — 10擬量輸入模塊接收標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓或電流猴，把它轉(zhuǎn)換成8未、10未或12位的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，送給中央處理器進(jìn)行處理。模擬量輸出模塊將中央處理器的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流輸出信號(hào)，提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 22 圖 于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 23 7 元件清單 名稱 型號(hào) 數(shù)量 備注 計(jì)算機(jī) 1 可編程控制器 西門(mén)子 數(shù)據(jù)線 1 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 24 小結(jié) 到了課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們組分到了：基于 面對(duì)這個(gè)題目根據(jù)老師課堂講的內(nèi)容很快就確定了設(shè)計(jì)的方向，并與同學(xué)們的合作解決遇到的問(wèn)題。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我意識(shí)到了 程技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的廣泛應(yīng)用，并了解到自己學(xué)習(xí)中的不足之處，看到了理論與實(shí)踐的差距。 通過(guò)一周的 計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了 基本編程方法，對(duì) 工作原理和使用 方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到 的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì) 理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。 通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的 階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見(jiàn)，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過(guò)程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法。能過(guò)比較選出最好的方案。在這過(guò)程也提高了我們的表過(guò)能力。 通過(guò)此次課設(shè)，讓我了解了 形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于 計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。實(shí)踐不同于理論，理論上可行的設(shè)計(jì)，在考慮實(shí)際條件的種種影響下，必須有所取舍，有側(cè)重，才能事半功倍，紙上得來(lái)終覺(jué)淺 ，絕知此事要躬行。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 25 致 謝 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法，不是有句話叫做學(xué)而不思則怠 ,做事要學(xué)思結(jié)合。 僅需要編程能力，更是要求設(shè)計(jì)者了解控制電路的時(shí)序關(guān)系，作用原理，在接到題目之后，通過(guò)查詢資料對(duì)題目的所需要的編程器件，設(shè)計(jì)思路有了一定準(zhǔn)備，但還是遇到了很多問(wèn)題，感謝祝老師給予的及時(shí)指導(dǎo)和幫助，能夠跳出我們的思維局限性，從更高的，宏觀的層面和維度來(lái)分析問(wèn)題， 給出中肯和針對(duì)性的建議，通過(guò)和同學(xué)的討論，更是使我完善了自己能力的不足之處，并能使我們一起提高。感謝學(xué)校老師給我們提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)和條件，能夠鍛煉自己的實(shí)際動(dòng)手能力，不僅停留在理論層面的學(xué)習(xí)，更要將所學(xué)轉(zhuǎn)化為一種能力和素質(zhì)，培養(yǎng)自己的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從最基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)做起，為實(shí)際動(dòng)手操作，打?qū)嵒A(chǔ)，因?yàn)橹挥袑?shí)踐，才能出真知。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 26 參考文獻(xiàn) [1] 王永華 用技術(shù) 京航空航天大學(xué)出版社，2013 [2] 趙景波等 7械工業(yè)出版社， 2010 [3] 龔?fù)瑥垬?shù)臣，王瀛 . 實(shí)例解讀西門(mén)子 國(guó)電力出版社 ,2013 [4] 李國(guó)麗，朱維勇電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社， 2000 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求 計(jì)目的： 編程序控制器（ 20 世紀(jì) 60 年代在美國(guó)誕生，在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有 30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此， 術(shù)已成為電氣自動(dòng)化專業(yè)技能型人才必不可少的重要技能，通過(guò)實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)消化吸收，提高 程技能。 本要求 信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先 南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。 南北紅燈亮維持 25 秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 20 秒。到 20 秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮 3 秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2 秒。到2 秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。 東西紅燈亮維持 30 秒。南北綠燈亮維持 25 秒，然后閃亮 3 秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2 秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。要求完成以下項(xiàng)目： 1、畫(huà)出 交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖 2、畫(huà)出交通燈的控制流程圖 3、完成 可編程控制器 I/O 端口分配和外部接線圖 4、完成十字路口交通信號(hào)燈 制梯形圖編程 揮部分 自由發(fā)揮 2 設(shè)計(jì)過(guò)程及論文的基本要求： 計(jì)過(guò)程的基本要求 （ 1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選； （ 2）符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括 總體設(shè)計(jì)框圖 、電路原理圖各一份； （ 3）報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤(pán)上交。 程設(shè)計(jì)論文的基本要求 （ 1）參照畢業(yè)設(shè)計(jì)論文規(guī)范打印，包括附錄中的圖紙。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于4000 字。圖紙為 有插圖不允許復(fù)印。 （ 2）裝訂順序：封面、任 務(wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及相應(yīng)的詳細(xì)的功能分析和重要的參數(shù)計(jì)算、工作過(guò)程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄（ 總體設(shè)計(jì)框圖 與電路原理圖） 。 3 時(shí)間進(jìn)度安排 順序 階段日期 計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容 備注 1 解主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，安排學(xué)生查閱資料 打分 2 查整個(gè)設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)概況 打分 3 導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行傳感器的選擇和 用的注意事項(xiàng) 打分 4 查學(xué)生核心內(nèi)容的設(shè)計(jì)情況 打分 5 辯、寫(xiě)報(bào)告 打分 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 014要 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門(mén)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可以編制程序的 存儲(chǔ)器 ，用來(lái)在執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入 (I)和輸出 (O)接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程序控制器 (為一種以微電腦技術(shù)為核心的自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器 工業(yè)自動(dòng)化，機(jī)電一體化以及傳統(tǒng)的工業(yè)控制方面，得到了廣泛的應(yīng)用， 發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。它可靠性高、功能完善、抗干擾性好，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。是一種專門(mén)用于工業(yè)環(huán)境及過(guò)程控制的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。城市交通信號(hào)控制是通過(guò)對(duì)交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導(dǎo)以達(dá)到改善人和貨物的安全運(yùn)輸，提高運(yùn)營(yíng)效率。采用 制交通信號(hào)燈，主要是考慮其具有對(duì)使 用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富。 目前， 廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，但是在交通控制方面應(yīng)用方面還不是很廣泛。用于交通控制還有很大的潛能， 其可方便操作、可方便編程調(diào)試等特點(diǎn)，使得其有逐步取代以往的單片機(jī)在交通燈中的地位的趨勢(shì)。 利用德國(guó)西門(mén)子公司的 200 實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制。通過(guò)對(duì)交通信號(hào)燈的控制要求的分析，結(jié)合西門(mén)子 控制性能，通過(guò)系統(tǒng)時(shí)序圖的分析，對(duì)交通燈系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了十字路口交通燈的合理控制的功能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該方法設(shè) 計(jì)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、遠(yuǎn)行可靠，具有很高的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵字： 通燈控制 設(shè)計(jì) 調(diào)試 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 3 目錄 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................... I 摘要 .......................................................................................................................................... 錄 ........................................................................................................................................... 3 1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 ....................................................................................................................... 4 計(jì)要求 . ................................................................................................................... 4 本要求 ................................................................................................................. 4 揮部分 ................................................................................................................. 4 2 設(shè)計(jì)思路 ............................................................................................................................... 5 3 設(shè)計(jì)與分析 ........................................................................................................................... 6 計(jì)框圖 ............................................................................................................................. 6 計(jì)分析 ............................................................................................................................. 6 4 硬件部分 ............................................................................................................................. 8 I/O 分 配 ................................................................................................................... 8 統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 ............................................................................................................. 9 接線形式 ........................................................................................................... 10 5 軟件設(shè)計(jì)部分 ...................................................................................................................... 11 形圖 .............................................................................................................................. 12 句表 ............................................................................................................................... 15 6 述 .......................................................................................................................... 18 件結(jié)構(gòu) .................................................................................................................... 18 央處理單元 (........................................................................................................ 18 儲(chǔ)器 ............................................................................................................................... 19 入 /輸出模塊 .................................................................................................................. 20 圖 .......................................................................................................... 22 圖 .......................................................................................................... 22 7 元件清單 .............................................................................................................................. 23 小結(jié) ......................................................................................................................................... 24 致 謝 .............................................................................................................. 25 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 26 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 4 1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 計(jì)題目： 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)要求 . 計(jì)目的 可編程控制器是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能。用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。 自 1969 年第一臺(tái)可控編程控制器問(wèn)世以來(lái)，目前可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器。 編程序控制器（ 20 世紀(jì)60 年代在美國(guó)誕生，在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有 30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此， 術(shù)已成為電氣自動(dòng)化專業(yè)技 能型人才必不可少的重要技能，通過(guò)實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)消化吸收，提高 程技能。 本要求 信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。 南北紅燈亮維持 25 秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 20 秒。到 20 秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮 3 秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持 2 秒。到 2 秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。 東西紅燈亮維持 30 秒。南北綠燈亮維 持 25 秒，然后閃亮 3 秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持 2 秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。要求完成以下項(xiàng)目： 1、畫(huà)出 交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖 2、畫(huà)出交通燈的控制流程圖 3、完成可編程控制器 I/O 端口分配和外部接線圖 4、完成十字路口交通信號(hào)燈 制梯形圖編程 揮部分 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 5 2 設(shè)計(jì)思路 按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門(mén)子 列可編程控制器的特性（見(jiàn)附錄）， 選擇適合的型號(hào)。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動(dòng)的輸入信號(hào)，要配合一個(gè) 動(dòng)按鈕動(dòng)作 ，系統(tǒng)工作。 首先，南北方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，東西方向道路處于允許通行的狀態(tài)。 南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過(guò)程中，南北紅燈亮 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北綠燈亮；同時(shí)，東西方向道路也一起亮綠燈 20S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 20 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍；東西綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動(dòng)作使東西綠燈閃爍，還需要計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西紅燈亮。 其次，東西方向道路處于禁止通行的狀態(tài)，南北方向道路處 于允許通行的狀態(tài)。 東西方向道路亮紅燈狀態(tài)過(guò)程中，東西紅燈亮 30S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 30 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西綠燈亮；同時(shí)，南北方向道路也一起亮綠燈 25S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 25 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北綠燈閃爍；南北綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒 /次）動(dòng)作使南北綠燈閃爍，還要需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 3 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈亮；南北黃燈亮 2S,需計(jì)時(shí)器設(shè)定延時(shí) 2 秒，才會(huì)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北紅燈亮。 如此循環(huán)下去。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 6 3 設(shè)計(jì)與分析 計(jì)框圖 計(jì)分析 開(kāi)始 南北紅燈亮，東西綠燈亮 南北紅燈亮，東西綠燈閃 南北紅燈亮，東西綠燈亮 東西紅燈亮，南北綠燈亮 東西紅燈亮，南北綠燈閃 東西紅燈亮，南北綠燈亮 開(kāi)始 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 7 圖 1 十字路口交通示意圖 這 12 個(gè)交通燈共有 6 個(gè)狀態(tài)： 南北紅燈（ 1 7）亮 東西綠燈（ 6 12）亮 南北紅燈（ 1 7）繼續(xù)亮 東西綠燈（ 6 12）閃 南北紅燈（ 1 7）繼續(xù)亮 東西綠燈（ 5 11）亮 東西紅燈（ 4 10）亮 南北綠燈（ 3 9）亮 東西紅燈（ 4 10）繼續(xù)亮 南北綠燈（ 3 9）閃 東西紅燈（ 1 7） 繼續(xù)亮 南北綠燈（ 2 8）亮 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 8 4 硬件部分 I/O 分配 交通燈控制系統(tǒng)共有一個(gè)輸入點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)按鈕。輸出信號(hào)有東西方向、南北方向兩組指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及東西方向、南北方向的車(chē)輛運(yùn)行指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)甲、乙。由于每一方向的指示燈中，同種顏色的指示燈運(yùn)行情況相同，為節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)，采用并聯(lián)輸出法。由此確定，系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)為 1，輸出點(diǎn)數(shù)為 8，全部為開(kāi)關(guān)量。 ／ O 點(diǎn)分配如表一所示。 表一 （乙） 西車(chē)燈（甲） 于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 9 統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)系統(tǒng)對(duì) I／ O 口量的需求，選用 200 來(lái)完成設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。 2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 檢測(cè)裝置 交通燈 計(jì)數(shù)器 時(shí)器 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 10 接線形式 如圖 3 所示 圖 3 線圖 端口 接入系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的傳送信號(hào)，端口 起報(bào)警作用的信號(hào)燈，端口 口 東西綠燈，端口 東西黃燈，端口 東西黃燈， 南北黃燈。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 11 5 軟件設(shè)計(jì)部分 控制系統(tǒng)的程序可分為兩個(gè)模塊：開(kāi)始模塊和十字路口信號(hào)燈控制模塊。其中十字路口信 號(hào)燈控制模塊是主模塊。時(shí)間設(shè)定由定時(shí)器 (T)完成，通過(guò)不同的定時(shí)器的交替觸發(fā)和定時(shí)來(lái)控制各個(gè)車(chē)道每個(gè)信號(hào)燈的亮滅時(shí)間。時(shí)間的設(shè)定可根據(jù)實(shí)際狀況分時(shí)設(shè)置。根據(jù)控制任務(wù)要求，運(yùn)用 件設(shè)計(jì)交通燈系統(tǒng)的梯形圖程序， 如圖 4。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 12 形圖 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 13 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 14 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 15 句表 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 16 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 17 序圖 圖 4 十字路口交通燈時(shí)序 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 18 6 述 件結(jié)構(gòu) 硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，中央處理單元(，如下圖2 4件結(jié)構(gòu) 央處理單元 (中央 處理單元(查電源、存儲(chǔ)器、I/能診斷用戶程序中語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)先它以掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算結(jié)果送入I/所有用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 進(jìn)一步提高可靠性，近年來(lái)對(duì)大型基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 19 采用三樣，某個(gè)個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 1、 （1）這是一種讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。 （2）是一種可擦除只讀存儲(chǔ)器。斷電情況下， 存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容)。 （3）是一種電可擦除只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易對(duì)其所存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行修改。 [3] 2、 各種存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： （1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū) （2）系統(tǒng)括I/ （3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) [4] 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)程序存儲(chǔ) 區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該 系統(tǒng)統(tǒng)映象區(qū)以及各類(lèi)軟設(shè)備，如：邏基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 20 輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。 [5] （1）I/入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)外設(shè)。它需要一定數(shù)量存儲(chǔ)單元(存放I/這些單元稱作I/個(gè)開(kāi)關(guān)量I/一個(gè)模擬量I/6個(gè)整個(gè)I/關(guān)量I/擬量I/ （2）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) ：I/統(tǒng)輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持存儲(chǔ)區(qū)域，前者內(nèi)部鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng)據(jù)被清零。 用戶程序存儲(chǔ)區(qū) ：主 要用來(lái)存放用戶的應(yīng)用程序。所謂用戶程序時(shí)指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的的產(chǎn)生過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的控制程序。次程序由使用者通過(guò)編程器輸入到便于用戶隨時(shí)修改。也可將用戶程序存放在 入 /輸出模塊 輸入/輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程連接的借口?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，如按鈕開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)以及傳感輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量（壓力、流量、溫度、電壓、電流）等，都要通過(guò)輸入模塊送到于這些信號(hào)電平各式各樣，而可編程控制器所以輸入模塊還需將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成入模塊的作用是接收中央處理器處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件所能接收的控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)如電磁閥、燈光顯示、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？删幊炭刂破饔卸喾N輸入/輸出模塊其類(lèi)型有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊。這些模塊分直流和交流、電壓和電流類(lèi)型，每種類(lèi)型又有不同的參數(shù)等級(jí)，主要有數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入輸出/模塊，部件上都設(shè)有接線端子排，為了濾除信號(hào)的噪聲和便于些模塊上都帶有基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 21 濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存 電路。數(shù)字量輸入模塊帶有廣電耦合電路，其目的是把提高字兩輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和可控硅輸出三種方式。模擬量輸入/輸出模塊主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，即A/轉(zhuǎn)換。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一些信號(hào)是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過(guò)模擬量輸入/輸出模塊與擬量輸入模塊A/光電耦合器和輸出鎖存器宇總線掛接?，F(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是0 — 5伏和0 — 10伏兩 種。另外還有：0 — — — 5— +—10— +10V，0 — 10擬量輸入模塊接收標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓或電流猴，把它轉(zhuǎn)換成8未、10未或12位的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，送給中央處理器進(jìn)行處理。模擬量輸出模塊將中央處理器的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓或電流輸出信號(hào)，提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 22 圖 于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 23 7 元件清單 名稱 型號(hào) 數(shù)量 備注 計(jì)算機(jī) 1 可編程控制器 西門(mén)子 數(shù)據(jù)線 1 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 24 小結(jié) 到了課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們組分到了：基于 面對(duì)這個(gè)題目根據(jù)老師課堂講的內(nèi)容很快就確定了設(shè)計(jì)的方向，并與同學(xué)們的合作解決遇到的問(wèn)題。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我意識(shí)到了 程技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的廣泛應(yīng)用，并了解到自己學(xué)習(xí)中的不足之處，看到了理論與實(shí)踐的差距。 通過(guò)一周的 計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了 基本編程方法，對(duì) 工作原理和使用 方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到 的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì) 理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。 通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的 階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見(jiàn)，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過(guò)程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法。能過(guò)比較選出最好的方案。在這過(guò)程也提高了我們的表過(guò)能力。 通過(guò)此次課設(shè)，讓我了解了 形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于 計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。實(shí)踐不同于理論，理論上可行的設(shè)計(jì)，在考慮實(shí)際條件的種種影響下，必須有所取舍，有側(cè)重，才能事半功倍，紙上得來(lái)終覺(jué)淺 ，絕知此事要躬行。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 25 致 謝 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法，不是有句話叫做學(xué)而不思則怠 ,做事要學(xué)思結(jié)合。 僅需要編程能力，更是要求設(shè)計(jì)者了解控制電路的時(shí)序關(guān)系，作用原理，在接到題目之后，通過(guò)查詢資料對(duì)題目的所需要的編程器件，設(shè)計(jì)思路有了一定準(zhǔn)備，但還是遇到了很多問(wèn)題，感謝祝老師給予的及時(shí)指導(dǎo)和幫助，能夠跳出我們的思維局限性，從更高的，宏觀的層面和維度來(lái)分析問(wèn)題， 給出中肯和針對(duì)性的建議，通過(guò)和同學(xué)的討論，更是使我完善了自己能力的不足之處，并能使我們一起提高。感謝學(xué)校老師給我們提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)和條件，能夠鍛煉自己的實(shí)際動(dòng)手能力，不僅停留在理論層面的學(xué)習(xí)，更要將所學(xué)轉(zhuǎn)化為一種能力和素質(zhì)，培養(yǎng)自己的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從最基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)做起，為實(shí)際動(dòng)手操作，打?qū)嵒A(chǔ)，因?yàn)橹挥袑?shí)踐，才能出真知。 基于 十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - - 26 參考文獻(xiàn) [1] 王永華 用技術(shù) 京航空航天大學(xué)出版社，2013 [2] 趙景波等 7械工業(yè)出版社， 2010 [3] 龔?fù)?，張?shù)臣，王瀛 . 實(shí)例解讀西門(mén)子 國(guó)電力出版社 ,2013 [4] 李國(guó)麗，朱維勇電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社， 2000