课程设计罗珂.doc

西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级 11级自动化一班课程过程控制系统题目十字路口红绿灯控制设计学号 0803110118 学生姓名罗珂指导教师雷俊红 2014 年 12月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学生姓名罗珂专业班级 11级自动化一班学号0803110118 指导教师雷俊红职称讲师教研室自动化课程过程控制系统题目十字路口红绿灯控制设计任务与要求设计任务:利用 PLC 实验室的 PLC 实验柜,设计一个十字路口的红绿灯控制系统。设计要求: ; 设计红绿灯的监控画面,两个方向均有红、绿、黄及左转灯; PLC 的控制程序并调试直至满足控制要求为止; ,认真书写课程设计报告并按时上交。开始日期 完成日期 年月日摘要可编程控制器在工业自动化中的地位极为重要,广泛的应用于各个行业,随着科技的发展,可编程控制器的功能日益完善,加上小型化、价格低、可靠性高, 在现代工业中的应用更加突出。十字路口红绿灯控制采用的可编程控制器具有可靠性高、维护方便、用法简单、通用性强等特点,本文采用西门子的可编程控制器控制十字路口红绿灯来说明可编程控制器硬件、软件的设计。解决好交通灯控制问题将是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。第 1页一、设计目的利用 PLC 实验室的 PLC 实验柜,设计一个十字路口的红绿灯控制系统二、设计要求和任务 ; 设计红绿灯的监控画面,两个方向均有红、绿、黄及左转灯; PLC 的控制程序并调试直至满足控制要求为止; ,认真书写课程设计报告并按时上交。三、总体设计方案交通信号灯控制方式很多,可以用电子电路来实现,可以用单片机编程控制来实现,也可以用 PLC 来实现十字路口交通灯的控制。这次我们主要采用了 PLC 来实现交通十字灯的控制,PLC 可编程序控制器是以微处理器为基础, 综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点, 已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。本设计是用 PLC 来实现对十字路口交通信号灯的控制,其控制方法是采用西门子的 S7-300PLC 对东西南北的红、黄、绿灯实现有规律的循环闪亮,以达到对交通信号灯的控制。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 40S 。在南北红灯亮的同时东西左转绿灯也亮,并维持 10S ;东西左转绿灯亮后东西绿灯再亮,并维持 25S ,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。第 2页 4:东西红灯亮维持 40S 。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。如下图: 图一系统原理框图 5、十字路口交通灯状态的分析: 表一交通指挥信号灯控制系统工作时,对指挥灯的控制要求按一定时序进行,如图二:第 3页图二交通信号灯时序状态示意图四、功能模块设计与分析 1、系统硬件设计(设计原则) (1)满足被控设备或生产过程的控制要求; (2)在满足控制要求的前提下,力求简单、经济,操作方便; (3)保证控制系统工作安全可靠; (4)考虑到今后的发展改进,应适当留有进一步扩展的余地。 2、 PLC 外部连接设计交通灯的硬件设计包括输入/输出 PLC 地址编号、输入/输出分配。根据交通灯的控制要求,该系统要求有一个启动开关,1个停止开关,共两个输入点,8盏灯,东西方向、南北方向的同一类灯可以共用 1个点,故用 8 个输出就可以。交通输入/输出信号与 PLC 地址编号对照表如 2所示,输入/输出分配线图如图 3:第 4页输入信号输出信号名称编号东西绿灯 启动 东西黄灯 停止 东西红灯 东西左转绿灯 南北绿灯 南北黄灯 南北红灯 南北左转绿灯 表2 :输入/ 输出信号与 PLC 地址编号对照表图三交通灯输入/ 输出接线图 3 、设计的注意事项(1)PLC 输出电路中没有保护,因此在外部电路中应设置串联熔断器等保第 5页护装置,以防止负载短路造成