基于PLC交通灯控制系统设计电气自动化专业.docx

题 目： 基于PLC交通灯控制系统设计 摘 要 近期，高新技术得以显著发展，电子器件在现实生活中得到全面的普及，此处单片机也开始进入大众的现实生活，其在特定层面上加快了传统控制检技术的发展。目前在及时和全自动控制的的片机实用制度中，其一般被当成关键的构成方面，所以只了解单片机相关知识是无法完成研究的，有关人员也需要了解其他部分的硬件知识，加强个部分的知识学习。 那如何才可以保证正常的道路秩序呢？我们需要依赖交通控制信号灯的全自动指挥系统。交通信号灯控制方式非常多。本系统展现出显著的实际功能，出行非常便利，后续维护直接便利，通过研究PLC的工作原理进行了一系列的软硬件的设计，包括红绿灯交通信号灯的运行状态，系统运行流程图以及梯形图等，并且进行实验验证，最终证明有效可行。 关键词：交通灯；PLC；梯形图 II Abstract Abstract: Recently, high-tech has got obvious development, electronic devices have been widely used, which SCM gradually into the daily life of the people, promote the development of the traditional control technology in great extent. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, microcontroller is often used as the main component, so only the master microcontroller knowledge is not enough, we also need to grasp the corresponding hardware knowledge, rich knowledge. Crossroads traffic frequent, crowded, cars and people walking the road intersection. How can we maintain a good road order? We need to rely on the automatic command system of traffic lights. Traffic signal control mode. Here we use MCS-52 Series MCU AT89C52 as the center device to research the traffic light controller, according to the actual traffic flow through the P3 port 8052 chip design of red and green light time; traffic light cycle, in the coming time before the beginning of yellow light warning (traffic light signal output, display output time the two digital tube through the P0 port through the P1 port). The system has obvious practical role, the implementation of more convenient, simple and convenient maintenance. Keywords：traffic lights; PLC; ladder diagram 目 录 一、引言 1 二、PLC的基础知识 1 （一）PLC的概述 1 （二）PLC的工作原理 1 （三）PLC的结构 2 （四）PLC的基本性能指标 2 三、硬件设计 2 （一）系统控制要求 2 （二）PLC电源和地址选择 4 （三）I/O端口分配 4 （四）SFC流程图 6 （五）接线图 7 （六）PLC编程软件的基本思路 8 （七）梯形图 9 四、系统调试 21 （一）硬件调试 21 （二）软件调试 21 结 语 22 参考文献 23 附 录 24 致 谢 29 III 一、引言 本文对交通通行线路的现实监管开展深入的研究，持续提高管理效率以及完善性。本文全面分析采用单片机完成智能信号灯管理的操纵体系，和以上软、硬件设计方式，通过探究我们就可以知道其使用便利、投资不多，可高效解决交通问题，提高路口的通畅水平。 关键对智能信号灯的探究作用和最终成果开展全面汇总，展现出现在信号灯设计的缺点，之后作出上述部分的制定良好的变革方案。智能信号灯管理体系通常需要在全自动化管控以及特殊状况下才可以顺利开展人工切换信号灯让某些车辆提早通过。本文主要对AT89C52单片机的综合特点和重点引脚功能开展全面的叙述，此外对以上系统的设计进行综合分析。重点讨论PROTEUS嵌入法程序仿真以及开发平台的应用方式，采用Proteus程序对此系统开展仿真。 二、PLC的基础知识 （一）PLC的概述 “PC是目前数字式的电子设置，其应用在可编程序的记忆体储存指令。主要是贯彻命令，比如逻辑，流程，计时，计数和计算等众多作用，此外利用数字或相似的输入/输出模块，管控多种机械或运作程序。普通的数字电子计算机比如开展执行PC的功能，就被当做PC，然而并未涵盖鼓式或相似的机械式顺序控制器。” （二）PLC的工作原理 PLC即便将微处理器当做重点，但是其展现出微机的众多特征，其日常运作模式和微机在特点层面上出现明显的差异。微机通常使用等待以及中断命令的运作方式，但是PLC却使用“顺序扫描、持续循环”的方式执行命令。在PLC运行开始的时候，CPU根据顾客的控制标准编制，且储存在顾客cpu存储器里面的程序，根据指令顺序号的周期性流程来开展循环式扫描，假如发生无跳转指令的问题，就需要根据从第一条指令开启逐条运作用户程序，一直到程序运作完结，之后再次返回首条指令，开启下次扫描。每次结束对输入信号的采样以及对输出信号情况的刷新等工作，持续周循环不会停止。  （三）PLC的结构 PLC是主要是将微处理器当做重点的电子系统，即便各个工厂的品种众多，作用以及指令系统在特定层面上出现细微的差异，然而在结构以及相关原理上大致相同。 （四）PLC的基本性能指标 PLC的重点科技性能，一般可使用下面的多种指标开展叙述。  1、I/O的综合点数 。I/O总点数影响自身是否可得到输入（I）以及输出信号（O）点数的情况。PLC输入以及输出主要是开关量以及模拟量两部分，此处开关量使用最大I/O点数来表示，模拟量则是最大I/O通道数。 2、用户程序存储容量。其是影响可存储用户应用程序量情况的重要部分，一般来说用字或K字当做单位，PLC中通常将字当做单元来储存系统的指令以及资料，通常逻辑操作指令每条会占据一个字，定时/计数、移位等指令会占据2个字，然而数据指令通常占据2-4个字。  三、硬件设计 （一）系统控制要求 信号灯用来展现车辆通行状况，此后会把十字路口当成探究主体，探究交通灯的现实情况。在路口信号转换流程序是：绿——>黄——>红。绿灯表示可通过，黄灯表示不能，然而在安全线上行驶的车辆可继续行驶，就是绿灯进展到红灯的提示灯。红灯代表不能通过。在实际生活中的交通路口，可被划分成东西以及南北走向，然而在众多时期，都是单一方向的车辆可运作，其余方向就不能通过，在特定时间之后，可以以及不能通行的方向会发生变化。其现实情况可根据此后的图表。指出：黑色表述亮，白色表示灭。交通情况从状态1发生变化，最终到状态6以后反复到状态1，如同图3.1表现的情况： 红黄绿 绿黄红 红黄绿 红黄绿 红黄绿 绿黄红 红黄绿 绿黄红 绿黄红 红黄绿 绿黄红 红黄绿 红黄绿 绿黄红 绿黄红 红黄绿 图3.1 交通信号灯运行状态 我们可通过具体的十字路口交通信号灯的状况开展演示且深入分析，如此就可全面把以上状态整合成现实数据： 1.东西方向的红灯灭时期，其余绿灯亮，南北方向黄灯灭时期，此时红灯亮，倒计时在二十五秒的时候。在以上状况下，东西向不能通过，南北向就可以。 2.东西方向绿灯灭时期，其余黄灯亮，南北方向红灯亮时期，倒计时在五秒的时候。在以上状况下，去除行使的车辆以外，其余需要就地停留。 3.南北方向红灯灭，此外绿灯亮，东西向黄灯灭，此时红灯亮，倒计时在二十五秒的时候。在以上状况下，东西向可通过，南北向反之。 4.南北方向绿灯灭，此外黄灯亮，东西向红灯亮，倒计时在五秒的时候。在以上状况下，去除顺利行使的车辆，其他车辆都就地停留。 此后我们利用图表1来叙述灯和行止状态双方的关联： 表3-1交通状态及红绿灯状态 以上图标指出，不论我们在怎样的路口设定红绿黄三种灯和数码显示管两个，在任意的路口，假如遭遇红灯就需要暂停形式，等到绿灯以后才可以形式，之后黄灯开始闪烁，警告行止状态会发生变动。状态与红绿灯状态可根据表1。指出：0表示灭，1表示亮。 （二）PLC电源和地址选择 本次交通灯设定使用FP-1C40可编程控制器。因为实验室中PLC为松下FP-1C40可编程控制器，因此为便于演示而挑选。 （三）I/O端口分配 图3-1 I/O地址的分配 在目前的设计活动中，不同方向都设置了红绿黄三种信号灯，因此信号灯的总数就是12个，当然输出端口也就是12个。然而不同方向也会设定简单的光电计数器，此外就是设计时期的启动以及暂停按钮，换句话说输入端口必须是6个。上述设计使用三菱FX2―64MR―001型PLC，参考上图指示，上述接线输入电压使用220V交流电，但是输出却使用12V的直流端口分配是： 30 表3-2直流端口分配 （四）SFC流程图 然而在现实信号灯管控中，人行道路与主干道信号灯在特定层面上会出现特殊关联，因此相关人员在编辑程序之前需要清楚的对其进行划分，如此才可以在编程的时候减少不必要的程序和PLC不需要的运算。 交通信号灯的闪烁使用周期固定是1S的时钟脉冲M8013的触点来完成。根据标准车道信号灯可使用并行序列来代表自身的运作状况。相关交通红绿灯的控制体系PLC硬件设计结构图参考下图3-2所示。 图3-2SFC流程图 （五）接线图 FX2N利用储存的程序周期运作。实际时序以及急车强通可以利用可编程控制器(PLC)完成。选择PLC当做控制器件是由于其可以编程控制器核心的计算机，其对单独为工业环境而设定生产的计算机。不只展现出明显的稳定性，此外也具备明显的输入/输出接口，展现出显著的驱动性；其使用简单的可编程的存储器，主要在其内部存储程序，实施逻辑运算，顺序管控，定时，计数和计算操作等多个部分向使用者栓送指令，且使用数字或模拟式输入/输出来实际掌控多种种类设备的运行过程;此外采用模块式结构，编程十分便利，维修也非常便利。 利用以上选型和管控的详细标准，我们可逐渐制作PLC控制的信号灯电路部分的接线理论图，上述仿照交通灯划分成南北以及东西方向等不同的方向，主要是绿灯、黄灯、红灯等各个颜色，此处，COM端是交通信号灯的重要使用端。PLC外部接线图参考图3-3。