基于PLC的十字路口带倒计时显示的交通红绿灯控制系统设计.docx

电气控制与PLC课程设计说明书题目:十字路口带倒计时显示的交通红绿灯控制系统设计专业班级：姓 名：学 号：指导教师：评语：成绩：指导老师签名：日期：目录。1 系统概述11.1 应用背景及意义11.2 设计任务11.3 设计要求12 方案论证22.1 方案比较22.2 方案选择32.3 方案设计32.4 方案时序图错误！未定义书签。3. 硬件设计63.1 I/O分配63.2 I/O接线图63.3 元器件选型94. 软件设计114.1 主流程114.2 梯形图125. 系统调试185.1 软件调试：185.2 硬件调试20设计心得21参考文献22附录A：程序指令221 系统概述1.1 应用背景及意义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。在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿、三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”。红绿灯是国际统一的交通信号灯。红灯是停止信号，绿灯是通行信号。交叉路口，几个方向来的车都汇集在这儿，有的要直行，有的要拐弯，到底让谁先走，这就是要听从红绿灯指挥。红灯亮，禁止直行或左转弯，在不碍行人和车辆情况下，允许车辆右转弯；绿灯亮，准许车辆直行或转弯；黄灯亮，停在路口停止线或人行横道线以内，已经继续通行；黄灯闪烁时，警告车辆注意安全。1.2 设计任务采用PLC构成十字路口带倒计时显示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45o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11-9所示工作时序周而复始，循环往复工作。正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。SA1手柄指向中间0o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，数码管显示99不变。SA1手柄指向右45o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，数码管显示99不变。1.3 设计要求要求学生掌握一定的理论基础知识，同时具备一定的实践设计技能，并且能够利用PLC控制技术结合实际情况进行系统设计以及编程。在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点：1. 在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。2. 在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。3. 所有电气图样的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、项目代号、回路标号、技术要求、标题栏、元器件明细表以及图样的折叠和装订。4. 说明书要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁。5. 应在规定的时间内完成所有的设计任务。6. 如果条件允许，应对自己的设计线路进行试验论证，考虑进一步改进的可能性。2 方案论证2.1 方案比较1、基于数字电路的交通灯控制系统2、基于单片机的交通灯控制系统?3、基于PLC的交通灯控制系统?方案1：数字电路是最为常用的一种控制设计电路，但是数字电路涉及复杂，且设计完成后电路参数是固定的，移植性差，体积大，成本高，所以是不利于交通信号灯的设计的方案2：在单片机控制系统电路中需要加入A/D，D/A转换器，线路复杂，还要分配大量的中断口地址。而且单片机控制电路易受外界环境的干扰，也具有不稳定性。并且单片机的功能实现是基于程序设计的，维修时需要具备一定编程基础的人来维修，要求较高，所以基于单片机实现的交通灯控制系统也不是理想的选择?方案3：PLC又称可编程逻辑控制器，作为一种新型的自动控制设备，它采用微电子技术，用软件代替了大量的硬件设备，不需要复杂的线路设计与连接，大大缩小了线路体积，因此它寿命长，并且具有很高的可靠性，在设计语言方面通过采用梯形图，简便直观，符合电气工人和技术人员的读图习惯，在安装，操作和维护也较容易，移植性较好；起程序设计和产品调试周期短，具有很好的经济效。?通过比较上述三种方案，可知方案3是最佳选择。?2.2? 方案选择?综上所述，我选择第三种方案，也就是基于PLC的交通灯控制系统。因为它可靠性高，抗干扰强，结构简单，使用、维护方便，功能强大，还有它的体积小，重量轻，功耗低。2.3 方案设计十字路口交通信号灯现场示意图如图2.1所示图2.1交通信号灯现场示意图依据题目内容，知道要求如下