基于PLC汽车信号灯控制系统设计.doc

前言
汽车信号灯控制系统,在交通如此发达的当今社会,是永远不会被淘汰的,但是它却是在永远更新与完备的一个控制系统。
汽车控制系统给我们在操作上带来的便利,刺激着很多研究者们纷纷研究它,精进它,使人类能够在其中得到更多的便利,不断推动人类的进步。所以这个课题不论是在科学上还是在生活中都是有重大意义的。任何一项科学的进步都是靠一代代的研究者们不断的探索与钻研来推动的,汽车信号灯控制系统也一样,它能发展到现在这个水平是许多科研前辈努力的结果,而要想再进一步发展它,就要靠我们这些后辈的努力了。所以我们今天的努力是有巨大意义的。我相信通过一代又一代研究者的努力,汽车控制系统会越来越先进,使用也会越来越方便。会深受全世界人们的喜爱。
1 设计概述
设计任务
在本课程设计中,其设计任务为设计并制作出PLC汽车信号灯控制系统,控制的信号灯有仪表板左/右转弯灯、左/右头灯和左/右尾灯共六类灯,在不同的驾驶操作控制下可驱动相对应的汽车信号灯闪烁或长亮。
设计要求
在本系统中,要求所需执行的操作由相应的开关状态反映,其驾驶操作与灯光信号对应关系如下:
(1) 左/右转弯(合上左/右开关):仪表板左/右转弯灯、左/右头灯、左/右尾灯闪烁。
(2) 紧急开关合上:所有灯闪烁。
(3) 刹车(合上刹车开关):左右尾灯亮。
(4) 左/右转弯刹车:仪表板左/右转弯灯、左/右头灯闪烁,左右尾灯亮。
(5) 停靠(合上停靠开关):头灯、尾灯以30Hz的频率闪烁。
设备器材
在本设计中,所用到的设备器材如下所示:
(1)FX2N-16M PLC一台;
(2)发光二极管6只;
(3)五个限位开关;
(4)另外再需导线若干。
2 硬件设计方案
设计思路
本系统中要求设计汽车信号灯控制系统,在驾驶汽车时有左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠五个操作;所以可以用五个开关来模拟这几个操作,当PLC检测到相关操作后,然后判断属于那一类操作,再通过软件来驱动控制相应的信号灯闪烁或长亮。以此来实现对汽车信号灯的控制。当合上左转弯开关后,仪表板左转弯灯、左头灯、左尾灯闪烁;当合上右转弯开关后,仪表板右转弯灯、右头灯、右尾灯闪烁。当刹车开关合上时,左右尾灯长亮;合上停靠开关后,头灯、尾灯以30Hz的频率闪烁;在紧急开关合上后,所有灯都闪烁。同时合上左/右转弯开关和刹车开关时,仪表板左/右转弯灯、左/右头灯以2HZ的频率闪烁,左/右尾灯长亮。合上相应的开关,可以驱动对应的汽车信号灯闪烁或长亮。闪烁频率通过PLC中的定时器来控制,六类灯用发光二极管来体现。当合上相应的开关后,信号灯会有相应的信号。
硬件选择及论证
基于上述的设计思想以及所学PLC知识,并且设计环境。所以我们在设计时,选择了五个限位开关、FX2N-16 PLC、6只发光二极管。其中FX2N-16 PLC做为控制核心,当5个限位开关的状态发生改变后,PLC检测到开关信号后就通过软件输出相关信号,在经过芯片来驱动6个汽车信号灯根据开关的相应状态闪烁或长亮。
PLC电气外部控制图如图2-1。
FX2N-16
DC24V
SB0 RJ
SB1 X1 Y0 L0 R0
SB2 X2 Y1 L1 R1
SB3 X3 Y2 L2 R2
SB4 X4 Y3 L3 R3
SB5 X5 Y4 L4 R4
COM Y5 L5 R5
图2-1
图中六个限位开关:SB0表示左转弯开关,SB1表示右转弯开关,SB2表示紧急开关,SB3表示刹车开关、SB4表示停靠开关。L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6分别表示六个发光二极管。分别通过Y0、Y2、Y3、Y4、Y5来驱动。R0、R1、R2、R3、R4、R5分别表示与各个发光二极管串联的限流电阻,用来保护发光二极管的正常运行。RJ为热继电器开关,用来保护总个系统的正常运行。X0、X1、X2、X3、X4、X5为输入接口,分别采集SB0、SB1、SB2、SB3、SB4、SB5的信号。
3 软件设计
系统顺序功能图


M8002
M0



X0 X1 X2 X3 X3*X0 X3*X1 X4
M1 Y0 M2 Y1 M3 Y0 M4 Y4 M5 Y0 M6 Y1 M7 Y2
Y2 Y3 YI Y5 Y2 Y3 Y3
Y4 Y5 Y2 Y4 Y4 Y4
T0 T2 Y3 Y5 Y5 Y5
T1 T3 Y4 T0 T2 T246
Y5 T1 T3 T247
T0
T1
T2
T3
图 3-1
图中用M8002激活初始步M0,M0变为活动步后,当转换X0为1时,即左转弯开关闭合,M1变