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十字路口的交通灯控制的模拟实验报告plc4篇
十字路口的交通灯控制的模拟实验报告plc篇1
CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY
组态软件与触摸屏控制技术课程
设计报告书
2014年 1月5日
绪论
MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。
MCGS组态软件功能强大，操作简单，易学易用，普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS组态软件能够避开复杂的计算机软、硬件问题，集中精力去解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。
第一章 课题介绍
PLC在交通灯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在交通灯控制过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对交通灯的控制。
本设计是以三菱广泛应用的整体中型机FX2N-128为背景机，详细介绍其系统配置，兼顾介绍，指令系统，编程方法和控制系统设计方法，同时也介绍了模块式PLC的一些智能单元。本人设计的交通灯包括交通灯自动运行、PLC综合控制两个系统。此次课题对PLC的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行了具体的研究，并通过PLC实现了交通灯的自动控制。
MCGS是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。
本设计通过MCGS组态动画与三菱PLC的连接，模拟控制十字路口交通灯的动作。
第二章 控制要求所设计的十字路口交通灯模型共有两条直行车道。每一条车道均有信号灯和车辆行人模拟；
模拟开关键用于系统单机模拟运行，启动键用于模拟运行启动或者显示PLC启动键状态。
分析以上控制要求，将交通灯控制要实现的功能罗列如下：
1. 模拟运行按下时，按下启动，交通灯自动工作，车开始动作。
2. 模拟运行关闭时，系统完全反映PLC的工作状态，车按照交通灯动作。
第三章MCGS控制界面3．1设计监控界面&&动画连接新建工程“十字路口交通灯控制”。
在用户窗口新建窗口“十字路口交通灯”，窗口属性设置如下：
进入窗口“动画组态”，利用组态工具绘制交通灯模拟控制界面。先在工具箱中选中“标签”，在窗口拖动成大小合适的矩形框，输入“十字路口交通灯控制”。属性设置如下：
绘制交通灯
属性分别如下
左边车道灯：
上边车道灯：
右边车道灯:
下边车道灯：
人行道用黑色长线条组合而成
车辆图形：
使用进入详细设置
左边车辆属性
上边车辆属性
右边车辆属性
下边车辆属性
界面整体布局
3．2定义数据变量
(1)对象列表
表1-1
（2）属性设置
将开关型变量的设置，以SD为例:基本属性中的对象初值设置为0；
数值型变量的属性设置，以 北车 为例：
3）MCGS中定义的实时数据库如下：
3．3编制循环策略在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击图标进入“策略属性设置”，把“循环时间”设为：100ms，按“确定”。
程序由两部分组成，一部分处理灯状态，一部分处理车、人的动作
灯状态处理程序：
IF模拟运行=1 THEN
IF启动=1 THEN
!TimerReset(1,0)
南灯红=1
西灯绿=1
西通=1
!TimerWaitFor(1,20)
西灯绿=0
!TimerWaitFor(1,21)
西灯绿=1
!TimerWaitFor(1,22)
西灯绿=0
!TimerWaitFor(1,23)
西灯绿=1
!TimerWaitFor(1,24)
西灯绿=0
!TimerWaitFor(1,25)
西灯黄=1
!TimerWaitFor(1,27)
西灯黄=0
西通=0
西灯红=1
南灯红=0
南灯绿=1
南通=1
!TimerWaitFor(1,47)
南灯绿=0
!TimerWaitFor(1,48)
南灯绿=1
!TimerWaitFor(1,49)
南灯绿=0
!TimerWaitFor(1,50)
南灯绿=1
!TimerWaitFor(1,51)
南灯绿=0
南灯黄=1
!TimerWaitFor(1,53)
南灯黄=0
南通=0
南灯红=1
西灯红=0
西灯绿=1
!TimerReset(1,0)
endif
ELSE
启动=sd
西灯绿=东绿
西灯黄=东黄
西灯红=东红
南灯绿=南绿
南灯黄=南黄
南灯红=南红
ENDIF
动作处理程序：
if启动=1 then
!timerrun(1)
if南通=1 then
南车=南车+2
北车=北车+2
endif
if西通=1 then
东车=东车+2
西车=西车+2
endif
if西通=1 then
南车=0
北车=0
endif
if南通=1 then
东车=0
西车=0
endif
if西车>922 then西车=-400
if东车>892 then东车=-441
if北车>482 then北车=-220
if南车>529 then南车=-181
else
!timerstop(1)
Endif
第四章 设备连接在MCGS组态软件开发平台上，单击“设备窗口”，再单击“设备组态”按钮进入设备组态。在“设备工具箱”中，选中“通用串口父设备”和“三菱FX232”。基本设置如下图：
第五章PLC程序说明5．1 I/O分配表5-1 I/O分配表
5．2 PLC程序语句第六章 触摸屏控制画面及制作说明第1页制作开机动画，其中背景设置换页面按钮跳转至“主菜单”，设至最后一层。
第2页设置主菜单，4个跳页按钮分别连接对应的页面。
第3页是操作说明
第4页是状态监控和系统控制
第七章 运行调试
第一步：将十字路口交通灯的梯形图写入PLC。然后关闭FX-2N软件。
第二步：检查PLC与MCGS是否连接正常。
第三步：操作交通灯的控制面板，并观察MCGS组态动画是否与之对应。
当模拟运行关闭时，MCGS界面完全反映PLC的控制，当拨动PLC上的SD时，MCGS上的启动开关随之动作，并且交通灯和车辆随之动作。
当模拟运行打开时，按MCGS界面上的启动按钮时，MCGS界面上的交通灯和车辆将按规律自行模拟运行。 第八章 小结
虽然我的毕业设计不是很成熟，有许多不足之处，但设计中的字字句句，都有我的心血。希望我最终完成的毕设能够得到老师们的肯定。同时这次毕业设计的经历也会使我终身受益，我感受到了做课程设计是要用心去做，是真正的自己学习的过程和自我提高的过程，没有学习就不可能有提高的能力，没有进一步的提高，就不会有所突破。希望这次的经历能继续的激励我在以后生活中不断前进，不断进步。
通过对十字路口交通灯控制系统的设计，我收益颇丰。知识层面上，加深了对PLC的认识，掌握了一些常用的指令，例如灯的闪烁电路。这次比较完整的交通灯控制系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富。 第九章 问题回答
1．如何启动？
答：先按下“模拟运行”按钮，然后按下“启动”按钮
2．车和灯都需要脚本程序么？
答：当PLC和电脑连接时，灯的控制并不需要脚本程序。车辆的位移是需要脚本程序控制的。
3．为何灯状态程序和动作程序写在一起动作程序不工作？
答：灯状态程序是用!TimerWaitFor实现时间的确定的，这是阻塞式的语句，运行它时，本策略的所有程序卡在它上面，不会运行。因此，再新建一个循环策略写入动作程序便可解决。
十字路口的交通灯控制的模拟实验报告plc篇2
摘 要
近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，针对具体应用对象的特点，配以其它器件来加以完善。
电气控制与PLC是本学期新开的一门技术课，也是非常重要的一门课，对于以后的工作有很大的帮助。为了能更好的认识和理解PLC方面的知识，以便能更好的掌握PLC这门技术。
PLC课程组决定让我们完成一份PLC课程设计说明书。这一周是PLC课程设计周，我要全面的投入课程设计当中，按时完成一份完整的并排版打印好的《PLC课程设计》说明书。
本课程设计是我经历了一周的时间，花费了很多的精力才完成的。
我设计的题目是“十字路口交通灯的PLC控制”,此次设计主要内容包括:工作过程分析,梯形图,接线图,电气原理图及情况说明,由于是第一次写PLC课程设计,经验还不是很丰富,可能写的还不是很完美,还望任课老师们及同学们提出宝贵的意见和建议。
关键词：十字路口，交通灯，PLC
目 录
摘要 ………………………………………………………………………… 1
一、课题背景 ……………………………………………………………… 3
1、课题背景 …………………………………………………………………… 3
2、研究目的和意义 …………………………………………………………… 3
3、本文的主要工作 …………………………………………………………… 5
二、已知情况、控制要求、设计要求 ………………………………………… 6
1、已知情况 …………………………………………………………………… 6
2、控制要求 …………………………………………………………………… 6
3、设计要求 …………………………………………………………………… 7
三、总体设计思路 …………………………………………………………… 8
四、程序设计及调试 ………………………………………………………… 9
1、PLC的选型及I/0分配图 ………………………………………………… 9
2、拟定程序的SFC顺序功能图 …………………………………………… 10
3、梯形图、程序工作过程简析及编程元件明细表 ……………………… 11
五、电气设计 ………………………………………………………………… 16
1、PLC外部接线原理图 …………………………………………………… 16
2、交通灯顺控设备电气接线线原理图 …………………………………… 16
六、安装、接线、及系统联合测试 …………………………………………… 17
七、后期工作 ………………………………………………………………… 18
1、操作过程简要说明 ……………………………………………………… 19
2、常见故障及排除方案 …………………………………………………… 19
3、编写并提交（课程）设计说明书 ………………………………………… 20
八、尚存在的问题及方案建议 ……………………………………………… 21
九、课程设计总结 …………………………………………………………… 22
十、致谢 ……………………………………………………………………… 23
十一、参考文献 ……………………………………………………………… 24
新华书店十字路口交通灯的PLC
一、课题背景
1、课题背景
1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。
1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；
另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
2、研究目的和意义
在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：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。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。
目前，大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空等现象，影响了道路的畅通。为此，采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器，能较好地解决这个问题。另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰日益严重，为保证交通控制的可靠、稳定，选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的。
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的交通灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；
充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；
充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
可编程控制器交通灯控制系统的特点：
①脱机手动工作；
②联机自动就地工作；
③上机控制的单周期运行方式；
④由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动控制；
⑤自动启动、自动停机控制方式。
近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。
本系统采用PLC是基于以下四个原因：
①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；
②编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；
③抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；
根据交通信号灯系统的要求与特点，我们采用了德国西门子公司S7-200型PLC。西门子PLC有小型化、高速度、高性能等特点，是S7-200系列中最高档次的超小型程序装置。西门子可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对十字路口交通控制灯实现控制。
3、本文的主要工作
首先，回顾交通灯的历史，随着社会经济的发展，交通管制的要求越来越高，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发了交通灯控制系统，才会满足稳定可靠的交通控制系统需求。
然后，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、 卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。
然后，结合交通灯控制系统的要求，进行硬件、程序设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。
然后，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。
二、已知情况、控制要求、设计要求
图1. 示意图
1、已知情况
交通灯的布置，其工作过程（工作循环）如图1-1所示，元件动作状态如表1-1所示。
2、控制要求
图2. 工序图
交通灯控制系统的控制要求如下：
(1) 信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
(2) 南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。
(3) 南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
(4)东西红灯亮维持25S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
(5) 周而复始
3、设计要求
根据生产设备工作方面及其它方面的需要，本次设计要达到如下设计要求：
(1) 要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现;
(2) 要能完全满足控制要求；
(3) 要按照电气设计惯例，提供短路、过载、联锁等故障保护措施；
(4) 本次设计的控制装置应由操作屏、电气控制箱（柜）等部分组成，要尽量与生产设备进行一体化安装，具体安装尺寸另行商定；
(5) 操作屏上要有完整的信号指示，包括对各工作步的指示，以及电源、启动、停止、故障等指示；
三、总体设计思路
根据已知情况、控制要求、设计要求，本液压组合机床的 PLC-控制装置的设计可按照“大而化小，分而治之”的思路，划分为以下5个部分，依序进行，各部分的设计任务分配如下:
(1) 程序设计及调试
拟采用切换法，完成程序的设计，并在实验室环境中进行模拟调试；
(2)电气设计
完成电气线路原理图、元件位置图、接线图、互连图、元件明细表的设计；
(3)*柜屏设计
完成电气元件安装图、控制箱（柜）、操作的设计
(40*安装、接线、联合测试
完成电气元件的安装、接线、并对程序与线路进行联合测试；
(5)后期工作
说明操作过程、拟定常见故障排除方案、编写设计说明书等。
下面按照这个总体设计思路的任务安排，逐步展开。
四、程序设计及调试
1 、PLC选型及I/O分配图
根据设计要求、控制要求，选定PLC的型号为：
EC -16M 16R
它是我国科威公司生产的E系列PLC(与三菱FX2N系列兼容)，拥有16路输入、16路(继电器)输出，而本例实际只需要15路输入、13路输出，输出留有约1/3的余量，输出所留余量超出1/3，完全满足要求；
拥有8K步的内存容量，而本例用户程序的容量估计在20步左右，完全够用；
支持内置CANbus、485、232通信功能，有利于今后与其它设备进行联网通信。
图3是十字路口交通灯的I/0分配图。
图3. I/O分配图
2、拟定程序的SFC顺序功能图
拟定程序的SFC顺序功能图如图3所示。
图3. 程序的SFC顺序功能图
程序中，各定时器的定时顺序如表1所示。
表1. 定时器定时顺序
3、 编程——PLC十字路口交通灯装置顺控程序、程序工作过程简析、编程元件明细表
本顺控程序的初始程序、切换程序、定时程序及输出程序的梯形图分别如图4～图7所示。
图4. 十字路口交通灯-初始程序-梯形图
图5. 十字路口交通切换程序-SFC图、梯形图
图6. 十字路口交通灯定时及动作程序-梯形图
图7. 十字路口交通灯定时及动作程序-梯形图（晚间只亮黄灯方案，有缺陷）
由上述可得十字路口交通灯的指令表如图9所示。
图9. 十字路口交通灯顺控程序-指令表
本程序中所用到的PLC内部的编程元件及其作用如表2所示。
表2. PLC编程元件明细表
五、电气设计
1、 PLC外部接线原理图
PLC外部接线原理图如图10所示。
图10. PLC外部接线原理图
2、 交通灯顺控设备电气接线线原理图
交通灯顺控设备电气接线线原理图如图11所示。
图11. 交通灯顺控设备电气接线线原理图
六、 安装、接线、及系统联合测试
按照元件安装图安装元件；
参考原理图，按照接线图完成“板内接线”；
参考原理图，按照互连图，完成板间、柜间接线。
最后，对程序系统与电气系统进行联合测试，详细步骤略。
如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足要求为止
七、 后期工作
1、操作过程简要说明
(1) 信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
(2) 南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。
(3) 南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
(4)东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
(5) 周而复始。
2、常见故障及其排除方案
(1)检查PLC[RUN]→P0[按一下]，绿1红2[点亮]?
没有点亮：程序错误
解决方案：程序重编
(2)检查PLC能否完成1个工作流程?
不能：程序错误
解决方案：程序重编
(3)检查PLC能否从最后1步(黄)回到步1(绿)开始新一轮循环?
不能：程序错误
解决方案：程序重编
(4)P1[按一下]，待进行到最后1步(黄2)之后，不再做新一轮循环?
不能：预停程序错误
解决方案：修改预停程序
3、编写并提交(课程)设计说明书
“课程设计说明书”应包括以下内容：
(1)封面
(2)课程设计任务书
(3)摘要
(4)目录
(5)已知情况、控制要求、设计要求
(6)总体设计思路
(7)程序设计及调试
(8)电气设计
(9)*安装、接线、联合测试
(10)后期工作
(11)课程设计总结
(12)致谢
(13)主要参考文献及资料
八、尚存在的问题及方案建议
本设计方案虽然“设计简约，考虑面广，满足要求”，但至少存在以下2个问题尚未解决：
(1) 电源问题：在设计过程中，为了简化操作过程，对PLC未加装分电源开关，这样不利于操作。
(2) PLC电源净化问题：科威PLC供电电压为AC180-260V,适应电源范围较宽，可直接从低压电网取用220V电源；
但为了减弱电网对PLC的干扰，仍应加装电压净化元件，如电源滤波器、隔离变压器等。
建议采取以下方案解决：
(1) 针对电源问题，建议加一个电源分开关来解决。
(2) 针对PLC电源净化问题，建议加装电源滤波器或隔离变压器的方案来解决。
课程设计总结
PLC和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是一个由三个部分组成的浇灌系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。
通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。
致谢
这次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，课程设计题目要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者由较强的思维能力和操作动手能力。这次课程设计使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。大部分同学只关心程序运行的结果，而对程序的创新丝毫不在意。这是非常不可取的，因为往往在动脑思考创新中我们会有更多收获，学到更多的知识。做课程设计不仅让我们修补了以前学习的漏洞，也让我明白了一个道理：学习好PLC这门技术，需要自己对它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。
最后该感谢帮助我的同学和老师。首先该感谢这门课程任教的胡老师给我们精心的讲解和适用的资料。感谢同学们对我学习上的交流和帮助，还得感谢学校给我们这样的一个自己动手设计的好机会！
参考文献
[1]电气控制与PLC应用，胡汉文 丁如春 主编，人民邮电出版社，2009
[2]可编程控制器应用技术，张万忠主编，化学工业出版社，2002
[3]机电电气自动控制（修订版），陈远龄主编，重庆大学出版社出版，2005
[4]十字路口交通灯的PLC控制，来自三笔网 >
十字路口的交通灯控制的模拟实验报告plc篇3
十字路口交通灯控制一、实训目的
1.熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。
2.掌握比较指令的使用方法。
3.根据电气控制要求绘制出时序图。
二、实训设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可编程控制器实训装置
HKPLC-1
1
2
实训导线
控制线
若干
3
PC/PPI
1
西门子
4
计算机
1
自备
三、实验控制要求
信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先东西绿灯亮, 南北红灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
东西红灯亮维持25秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
南北红灯亮维持25秒。东西绿灯亮维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮,周而复始。
四、时序图
五、I/O分配表和电路图
I/O端口分配功能表
I
O
名称
编号
名称
编号
启动开关
I0.0
南北绿灯
Q0.1
停止开关
I0.0
南北红灯
Q0.3
南北黄灯
Q0.2
东西绿灯
Q0.4
东西红灯
Q0.0
东西黄灯
Q0.5
六、控制电路
七、操作步骤
1、检查实训设备中器材及调试程序。
2、按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，将PLC的DI输入端中的1M、2M公共端接到公共端的L+端，将PLC的DO输出端中的1L、2L、3L公共端接到公共端的L+端,实训挂箱的COM端接到公共端的M端。认真检查，确保正确无误。
3、打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
4、拨动启动开关SD为ON状态，观察并记录东西、南北方向主指示灯及各方向人行道指示灯点亮状态；
5、尝试编译新的控制程序，实现不同于示例程序的控制效果。
八、实验程序
九、实验心得
在这次课程设计中，我主要负责更改和研究T型图程序，过程中遇到了很多困难，但是最终都克服了。
在这次课程设计中，我们小组选择了交通灯控制实验。一开始老师没有讲解，在我自己尝试去写出程序的时候遇到了很多困难，写出来的程序很冗长，而且中间有很多错漏。后来秦老师详细得给我们讲解了交通灯的T型图程序，通过简单的四个网络就完成了对红绿灯的控制，很是简洁。在老师和小组同学的帮助下，我很快把T型图搞懂了，并且把程序写进PLC当中去，再详细地按照接线接好各个I/O接口。程序终于成功的运行了。
课程设计将我们学习的理论知识，课堂上无法具体化的知识点都通过实物还原出来，甚至能够通过案列让我们学到课堂以外的设计理念，使得我们能够将所学具象化。这次实训我学了很多知识，给了我很多启示。而且，这次实训给与我不同的学习方法和体验，让我深刻的认识到实践的重要性。所以，在以后的学习的过程中，我会更注重自己的操作能力和应变能力。
十字路口的交通灯控制的模拟实验报告plc篇4
网络教育学院
《可编程控制器》大作业
题 目：
十字路口交通灯设计
学习中心：
厦门电子学校奥鹏学习中心
层 次：
高中起点专科
专 业：
电力系统自动化技术
年 级：
2013年 秋 季
学 号：
学生姓名：
题目五：十字路口交通灯控制设计
起动后，南北红灯亮并维持30s。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，东西绿灯亮25s后闪亮，3s后熄灭，东西黄灯亮，黄灯亮2s后，东西红灯亮，与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。南北绿灯亮25s后闪亮，3s后熄灭，南北黄灯亮，黄灯亮2s后，南北红灯亮，东西红灯灭，东西绿灯亮。依次循环。
十字路口交通灯控制示意图及时序图如下图所示。
设计要求：（1）首先对可编程序控制器（PLC）的产生与发展、主要性能指标、分类、特点、功能与应用领域等进行简要介绍；
（2）设计选用西门子S7－200 系列PLC，对其I/O口进行分配，并使用STEP7-MicroWIN编程软件设计程序梯形图（梯形图截图后放到作业中）；
（3）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。
1 设计背景
1.1 背景概述
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做了软件与硬件的设计，能基本达到控制要求。系统仅实现了小型PLC系统的一个雏形，在完善各项功能方面都还需要进一步的分析、研究和调试工作。如果进一步结合工业控制的要求，形成一个较为成型的产品，则需要作更多、更深入的研究。
1.2 可编程逻辑控制器简介
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称 PLC) 根据国际电工委员会(IEC)在1987年的可编程控制器国际标准第三稿中，对其作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程控制器作为目前工业自动化的重要基础设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。
2 十字路口交通信号灯PLC控制系统简介
2.1 控制对象及要求
2.1.1 控制对象
本系统的控制对象有八个，分别是：
东西方向红灯（R—EW）两个；
南北方向红灯 (R—SN) 两个；
东西方向黄灯（Y—EW）两个；
南北方向黄灯 (Y—SN) 两个；
东西方向绿灯（G—EW）两个；
南北方向绿灯 (G—SN) 两个；
东西方向左转弯绿灯(L—EW)两个；
南北方向左转弯绿灯(L—SN)两个。
2.1.2 控制要求
1、系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；
起动开关 OFF 则系统停止工作；
2、交通信号灯按高峰时段、 正常时段及晚上时段进行控制，这三个时段的的时序分配如图1所示；
3、在高峰时段，交通信号灯按图2所示时序控制；
4、在正常时段，交通信号灯按图3 所示时序控制；
5、晚上时段按提示警告方式运行，规律为：
东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。
2.2 系统简介
本系统是一个十字路口交通灯的PLC控制系统，利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制。本系统具有一定的智能性，即它可以对交通灯按高峰期、正常期及晚间几个时段进行分段控制。高峰期的控制方案为：
（1） 南北方向左转弯灯和南北南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮；
（2） 南北方向绿灯亮35秒，东西方向红灯继续亮；
（3） 南北方向黄灯闪烁5秒；
东西方向红灯继续亮；
（4） 东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮；
（5） 东西方向绿灯亮25秒，南北方向红灯继续亮；
（6） 东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。
正常期的控制方案为：
（1） 南北方向左转弯灯和南北南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮；
（2） 南北方向绿灯亮30秒，东西方向红灯继续亮；
（3） 南北方向黄灯闪烁5秒；
东西方向红灯继续亮；
（4） 东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮；
（5） 东西方向绿灯亮30秒，南北方向红灯继续亮；
（6） 东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。
晚间的控制方案为：
东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。
2.3 硬件选型
城市道路交通信号控制是典型的开关量顺序控制，采用PLC能充分利用它的优点。在这里我们采用德国西门子公司的S7-200可编程控制器，它是积木式结构，安装比较方便，中央处理单元和信号模板有多种类型，另外还具有如位控单元、PD调节等特殊功能模块。根据本系统输入点数及控制要求，中央处理单元可选用CPU224，该CPU板上本身具有10个数字量输入点，6个非隔离数字量输出点，最多能够带8个数字量信号模板。
电源模块将交流电源转换成供CPU，存储器等所有扩展模块使用的直流电源，是整个PLC系统的能源供给中心，它的好坏直接影响到PLC的稳定性和可靠。S7-200属于小型PLC，电源模块与CPU模块封装在一起，通过连接总线为本机和扩展模块提供+5V（DC）电源。同时，还可通过端子向外输出一个+24V（DC）电源，供本机输入点和扩展模块继电器线圈使用。需注意的是，从资料中我们了解到，外部电源不可与S7-200的传感器电源并联使用。否则，交会导致两个电源的竟争而影响它们各自的输出，缩短其使用寿命，使得一个或两个电源同时失效，使PLC系统产生不正确的操作。正确的使用方法是S7-200的传感器电源和外部电源应该在不同的点上提供电源，而两者之间只能有一个会共连接点。
由于根据控制要求所确定的输入输出点分别人二个和九个，由于我们是以一个路口信号单独控制为例，考虑到够用为准。所以我们选择了CPU224这一具有较强控制功能的控制器。
另外，在硬件选型时，不要忘记完成现场测试及软件编程时所需的一些设备。
综上，得到系统硬件配置如表1所示：
表1 硬件配置表
名 称 数 量
DC24V电源 1
CPU224 1
PC/PPI编程电缆 1
STEP7编程软件 1
PC机 1
3 系统I/O分配
分析PLC的输入和输出信号,在满足控制要求的前提下,要尽量减少占用PLC的I/O点。由系统控制要求可见，由控制开关输入的启、停信号是输入信号。由PLC的输出信号控制各指示灯的亮、灭。在交通灯布置图中，南北方向的三色灯共六盏，同颜色的灯在同一时间亮、灭；
所以，可将同色灯两两并联，用一个输出信号控制。同理，东西方向的三色灯也依次设计。再加上东西方向左转的三色灯共九盏，所以其占9个输出点。由此可得系统I/O分配如表2所示：
表2 系统I/O分配表
输入/输出 设备/器件名称 I/O地址 符号名 数据类型
输入 校正当前时钟 I0.0 SB0 BOOL
程序启停按钮 I0.1 SB1 BOOL
输出 东西方向绿灯 Q0.0 Q1 DINT
东西方向黄灯 Q0.1 Q2 DINT
东西方向红灯 Q0.2 Q3 DINT
南北方向绿灯 Q0.3 Q4 INT
南北方向黄灯 Q0.4 Q5 INT
南北方向红灯 Q0.5 Q6 INT
东西方向左转弯灯 Q0.6 Q7 INT
南北方向左转弯灯 Q0.7 Q8 INT
4 软件设计
本控制系统的控制原理是：用一路数字量的不同输入状态来判定是否对时钟进行初始化，用一路数字量的不同输入状态分别用作程序的启动和停止控制，每一方向有红、黄、绿及转弯四种信号灯，分别对应四位数字量输出，两个方向共有8位数定量输出；
在某一方向用两个延时脉冲定时器分别控制该方向黄灯闪烁的亮、灭时间，根据道路人车流量多少，分别设置各信号灯亮灭时间的长短，通过6个定时器依次交替工作，就可实现各方向交通信号灯的顺序工作。本文所设计的软件由一个主程序和四个子程序（时钟初始化子程序，晚间时段交通灯控制子程序，正常时段交通灯控制子程序和高峰时段交通灯控制子程序）组成。主程序主要任务包括：读取两个开关状态，根据开关的不同状态做出相应的处理，当开关SB0闭合时则对时钟进行初始化，反之则不对时钟进行初始化；
当开关SB1闭合时，则读取时钟值，并做处理，根据处理后的时钟值的大小判定当前时间是属于哪个时间段，并调用相应的交通灯控制子程序，反之，则停止程序的运行主程序流程图如图5所示。晚间时段的控制规律为：两个方向的四个黄灯均按亮0.4秒灭0.6秒的规律闪烁，其余的交通灯全灭程序中将用到两个定时器T37和T38，各定时器的功能如表3所示。正常时段的控制方案结构图如图6所示，程序中将用到8个定时T37-T44，各定时器的功能如表4所示。高峰时段的控制方案结构图如图7所示，程序中将用到8个定时T37-T44，各定时器的功能如表5所示。
该程序实现了信号由东西左转、东西直行、南北直行依次循环变化。其优势思路简单，容易理解，对时钟的校正以及各时段的起始时间和终止时间的修改方便。如路口要求在晚上10：00以后实行各方向黄色信号灯闪烁功能，只需要将实时采集PLC的时钟信号作为一个子程序的跳转条件，再增加一段闪光程序即可。如果需要将几个路口集中到一台PLC控制，根据实际需要的I/O点数，硬件上再增加相应的数字量输出模板即可。需要指出的是，用PLC实现城市道路关通信号控制，最好几个路口共用一套PLC，这样可以大大降低工程成本。
表3 晚间时段各定时器一个循环中的功能明细表
定时器 t0 t1 T2
T37
定时0.4秒 开始定时，黄灯亮 定时到，输出ON且保持；
黄灯灭 开始下一次循环的定时
T38
定时1秒 开始定时 继续定时 定时到，输出ON，随即复位开始下一次循环的定时，黄灯亮。
表4 正常时段各定时器一个循环中的功能明细表
定时器 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6
T37
定时10秒 开始定时,南北转弯灯、南北红灯、东西红灯亮。
定时到，输出ON且保持；
南北转弯灯灭，南北绿灯亮，东西红灯继续亮。
ON ON ON ON 开始下一个循环定时
T38
定时40秒 开始定时 继续定时 定时到，输出ON且保持；
南北绿灯灭，南北黄灯闪烁，东西红灯继续亮。
ON ON ON 开始下一个循环定时
T39
定时45秒 开始定时 继续定时 继续定时 定时到，输出ON且保持；
南北黄灯灭，东西转弯灯、南北红灯亮，东西红灯继续亮。
ON ON 开始下一个循环定时
T40
定时55秒 开始定时 继续定时 继续定时 继续定时 定时到，输出ON且保持；
东西转弯、东西红灯灭，东西绿灯亮，南北红灯继续亮。
ON 开始下一个循环定时
T41
定时85秒 开始定时 继续定时 继续定时 继续定时 继续定时 定时到，输出ON且保持；
东西绿灯灭，东西黄灯闪烁，南北红灯继续亮。
开始下一个循环定时
T42
定时90秒 开始定时 继续定时 继续定时 继续定时 继续定时 继续定时 定时到，输出ON，随即复位开始下一次循环定时；
东西黄灯、南北红灯灭，南北转弯灯、南北红灯、东西红灯亮。
表5 高峰时段各定时器一个循环中的功能明细表
定时器 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6
T37
定时10秒 开始定时,南北转弯灯、南北红灯、东西红灯亮。
定时到，输出ON且保持；
南北转弯灯灭，南北绿灯亮，东西红灯继续亮。
ON ON ON ON 开始下一个循环定时
T38
定时45秒 开始定时 继续定时 定时到，输出ON且保持；
南北绿灯灭，南北黄灯闪烁，东西红灯继续亮。
ON ON ON 开始下一个循环定时
T39
定时50秒 开始定时 继续定时 继续定时 定时到，输出ON且保持；
南北黄灯灭，东西转弯灯、南北红灯亮，东西红灯继续亮。
ON ON 开始下一个循环定时
T40
定时60秒 开始定时 继续定时 继续定时 继续定时 定时到，输出ON且保T41
定时85秒 开始定时 继续定时 继续定时 继续定时 继续定时 定时到，输出ON且保持；
东西绿灯灭，东西黄灯闪烁，南北红灯继续亮。
开始下一个循环定时
T42
定时90秒 开始定时 继续定时 继续定时 继续定时 继续定时 继续定时 定时到，输出ON，随即复位开始下一次循环定时；
东西黄灯、南北红灯灭，南北转弯灯、南北红灯、东西红灯亮。持；
东西转弯、东西红灯灭，东西绿灯亮，南北红灯继续亮。
5 程序编辑
附录 源程序-STL语句
ORGANIZATION_BLOCK 主:OB1
TITLE=程序注解
VAR
T:BYTE; //时钟值缓冲区
H:INT; //小时数存储单元
M:INT; //分钟数存储单元
SEC:INT; //秒钟数存储单元
Tim:WORD; //小时数乘100加分钟数乘10加秒钟数所得结果存储单元
END_VAR
BEGIN
Network 1 // 网络标题
// 网络注解
LD I0.0
CALL SBR0 //开关SB0闭合,调用SBR0(INIT)对时钟进行初始化
Network 2
LDN I0.1 //起动/停止开关SB1断开,则停止程序
STOP
Network 3
LD I0.1
TODR LB0 //起动/停止开关SB1闭合,则起动程序,读取时钟
Network 4
LD I0.1
INCB LB0
Network 5
LD I0.1
INCB LB0
Network 6
LD I0.1
INCB LB0 //T加3指向小时存储单元
Network 7
LD I0.1
BTI LB0, LW1 //将小时由字节型转换为整型
Network 8
LD I0.1
MOVW LW1, VW16
*I +100, VW16 //将小时的数值乘以100
Network 9
LD I0.1
INCB LB0 //将T指向分钟存储单元
Network 10
LD I0.1
BTI LB0, LW3 //将分钟由字节型转换为整型
Network 11
LD I0.1
MOVW LW3, VW18
*I +10, VW18 //将分钟的数值乘以10
Network 12
LD I0.1
MOVW VW16, VW20
+I VW18, VW20 //将小时数乘100与分钟数乘10相加
Network 13
LD I0.1
INCB LB0 //将T指向秒钟存储单元
Network 14
LD I0.1
BTI LB0, LW5 //将秒钟由字节型转换为整型
Network 15
LD I0.1
MOVW VW14, LW7
+I LW5, LW7 //将小时数乘100与分钟数乘10相加所得的结果与秒钟数相//加得Tim
Network 16
LDW
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