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(完整word版)plc交通灯控制系统.doc
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(完整 word 版)plc 交通灯控制系统
I
目 录
1 题目背景意义 ................................................1
1.1 交通灯的研究背景及意义..................................1
1。2 交通灯控制系统设计意义.................................2
2 设计题目介绍 ................................................2
2。1 设计内容及要求.........................................2
2.2 交通灯控制系统设计意义..................................2
3 系统设计方案 ................................................3
3.1 设计方案................................................3
3.2 设计思路流程图..........................................3
4 硬件系统设计 ................................................4
4.1 控制系统的模块配置......................................5
4.2 PLC I/O 口设置..........................................5
4。3 硬件接线图.............................................6
5 软件系统设计 ................................................6
6 系统仿真调试 ................................................8
6。1 软件调试 ..............................................9
6。2 运行调试 .............................................10
7 结论 .......................................................10
参考文献 .....................................................11
附录 .........................................................11
(完整 word 版)plc 交通灯控制系统
- 1 -
1 题目背景意义
1.1 交通灯的研究背景及意义
随着我国经济的飞速发展,城市人口越来越多,居民出行次数和机动车拥有量不断增加,
城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行
时间过长等城市交通问题倍感苦恼,例如:绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队
等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫,如何才能保
持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保,已成为政府政策规划的一个重点问题.
通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作,使我们进一步巩固和加深了对所学的基础
理论、基本技能和专业知识的认识掌握.同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识
和基本技能进行分析和解决实际问题的能力,更使我们受到了 PLC 系统开发的综合训练,从而
能够使我们进行 PLC 系统设计和实施,并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更
重要的是:通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作,锻炼了自身的刻苦钻研、勇于
探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风,这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。
1.2 交通灯控制系统设计意义
随着城市汽车数量的增多和汽车进入家庭步伐的加快,城市道路交通问题显得越来越重要.
马路上经常会看到这种现象:一旦整个路口的交通信号灯出现故障,若没有交警的及时疏导,该
路口会塞得一塌糊涂,甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现,
存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点,越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。
本文对十字路口交通信号灯控制系统,运用可编程逻辑器件 PLC 做了软件和硬件的设计,能
基本达到控制要求。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、城区同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。
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、城区同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.因此,交通灯的设计是十分重要且迫在眉睫的。随着社会的发展,一个城市的交通是否
便捷是衡量其是否具有发展潜力的重要指标,目前,我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象,
特别是大城市,随着城市机动车量的不断增加,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道路,在高速道路建设完成的初期,
它们也曾有效地改善了交通状况。
2 设计题目介绍
2.1 设计内容及要求
利用西门子 S7—300PLC ,组态软件 Wincc Flexible, 触摸屏,交换机及外围的相关低压
电器,组成控制系统,根据项目要求,编写相关程序,完成相应的功能,组态人机界面,能够进
(完整 word 版)plc 交通灯控制系统
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行模拟仿真。具体要求:
(1)制作画面模板,在模板画面中显示“交通灯控制模拟项目"和日期时钟.
(2)先组态两个画面,一个为主画面,一个为系统画面。两画面之间能进行切换。
(3)在系统画面中作出交通灯控制的系统图。
(4)交通灯绿灯亮的时间模拟量数值 0~100 进行设置.
(5)按下启动键时,交通灯开始按如下的时序图运行:
东西向绿灯亮 25s 后,闪烁 3 次(1s/次),接着东西向黄灯亮,2s 后东西向红灯亮,25s 后东
西向绿灯又亮……如此不断循环,直至停止工作.
南北向红灯亮 30s 后,南北向绿灯亮,25s 后南北向绿灯闪烁 3 次(1s/次),接着南北向黄灯亮,
2s 后南北向红灯又亮……如此不断循环,直至停止工作。
按下停止键时,所有灯都灭。
(6)交通灯亮灭的剩余时间可动画显示.
(7)交通灯亮时间数值高于 90 时产生一个交通拥堵的报警。
(8)组态报警画面,并能实现系统画面之间的切换。
(9)组态一个用户组“班组长”和一个用户名“user1“,“user1”属于“班组长”用户组,
“user1"的密码为“000”.“班组长”用户组的权限为操作和“绿灯亮的时间”。然后在系统画
面中的绿灯亮设定安全权限。即一般用户不能进行绿灯亮设定值的设定,用户“user1”可以进
行设定.
(10)组态一个用户视图画面,要求该用户名作登录按钮与注销按钮,能显示当前用户名。能
与系统画面进行切换.
2.2 交通灯控制系统设计意义
交通灯控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统.
随着我国城市现代化进程的不断推进,交通是影响我国社会经济发展的严重问题,而城市交通
问题的核心就是对十字路口交通信号的控制。随着我国城市现代化进程的不断推进,交通是影
响我国社会经济发展的严重问题,而城市交通问题的核心就是对十字路口交通信号的控制。现
在大多数城市都经常会出现交通拥堵现象,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.
十字路口交通灯的路况画出模拟图如图 1 所示:
(完整 word 版)plc 交通灯控制系统
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图 1 交通灯模拟图
3 系统设计方案
3.1 设计方案
(1)完成控制系统 PLC 的硬件组态,网络组态。编写程序流程图,完成系统的梯形图并仿真
调试成功,下装到 PLC,完成在线的调试。
(2)完成外部阀门,电机,行程开关等低压电器的选择,及系统的 IO 清单,系统接线图。
(3)按照任务书要求完成人机界面的组态画面,并下装触摸屏,连接 PLC 与触摸屏,调试
相关的任务。
3。2 设计思路流程图
根据课程设计任务书的任务要求,我初步定下了本次课程设计的大体设计方案。基于越简
单越可靠的考虑,强调设计的实用性,利用简单顺序控制,逐步定时逐步执行,以实现对交通
信号灯的基本控制。
由于本次设计涉及到两个软件的配合,本图只给出大致的设计思路流程,在具体设计的过程中再
进行不同软件承担的功能的分配。
东西向绿灯亮 25s 后,闪烁 3 次(1s/次),接着东西向黄灯亮,2s 后东西向红灯亮,25s
后东西向绿灯又亮……如此不断循环,直至停止工作。
南北向红灯亮 30s 后,南北向绿灯亮,25s 后南北向绿灯闪烁 3 次(1s/次),接着南北向黄
灯亮,2s 后南北向红灯又亮
Step7 设计思路流程图如图 2 所示:
启动
东西绿灯亮 25s,
闪烁 3 次
东西黄灯亮 2s
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