课程设计罗珂.docx

课程设计罗珂.docx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
课 程
题 目
学 号
学生姓名
指导教师
11级自动化一班
过程控制系统
十字路口红绿灯控制设计
0803110118
罗珂
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：
按照标准十字路口红绿灯的控制要求进行功能设计；
用组态软件WinCC设计红绿灯的监控画面，两个方向均有红、绿、黄及左转灯;
编制PLC的控制程序并调试直至满足控制要求为止；
对控制系统设计的过程进行总结，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。
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
按照标准十字路口红绿灯的控制要求进行功能设计；
用组态软件WinCC设计红绿灯的监控画面，两个方向均有红、绿、 黄及左转灯；
编制PLC的控制程序并调试直至满足控制要求为止；
对控制系统设计的过程进行总结，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40So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2So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40S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S,熄灭。同时南
北黄灯是，维持2S后熄灭，这时南北红灯是，东西绿灯是。
如下图：
丰-pLLLLLLLL
十圭 LLLLLLLL
图一系统原理框图
5、十字路口交通灯状态的分析:
E方向
通电囚卷
MT3S
25S
3S
2S
40S
10S
青北方E
1?号町
畋亮
M美
阿亮
渣号壬同
406
10S
23S
3S
2S
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：
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