PLC控制十字路口交通灯毕业设计论文_百度文库
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PLC控制十字路口交通灯毕业设计论文
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十字路口交通灯PLC控制系统设计
指导老师姓名:
论文提交日期:
论文答辩日期:
【摘 要】: 针对近年来城市交通的拥挤现象,特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题,介绍集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统。该系统的安装及使用,大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力。减少了驾驶员违章的次数,抑制了交通事故的发生、同时能够减轻车辆尾气排放,从而对降低环境污染起到了不可低估的作用[1]。分析现代城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。
【关键词】: 交通控制 交通灯 PLC控制机
【Abstract】: In recent years, for urban traffic congestion, especially drivers of serious violations, the frequent traffic accidents, vehicle exhaust pollution, introduced the small-computer, information, electronics and communications and other high-tech means in one of the intelligent traffic control center System. The system, and the use of and greatly ease the urban road congestion, increased road capacity. To reduce the number of illegal drivers to curb the occurrence of traffic accidents and at the same time to reduce vehicle emissions, thus reducing environmental pollution Have played a role should not be underestimated Analysis of the modern urban traffic control and management of the status quo, combined with the actual situation of urban and rural transport on the traffic light control system working principle, given a simple and practical urban traffic light control system hardware design.
【Key words】: traffic contr
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毕业设计-基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计.doc26页
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题目 中 文 : 基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计
文 : The application of PLC in intersection
traffic light control system
（系） 机电工程系
业 机电一体化
指导教师 年四甜
1 PLC的基础 2
1.1 PLC的特点 2
1.2 PLC的结构和工作原理 3
PLC的基本结构 3
PLC的工作原理 4
2 西门子S7-200系列PLC的硬件单元 6
2.1 主机 6
CPU的主要特点 7
存储系统 7
2.2 扩展单元 7
2.3 特殊功能模块 8
2.4 内部软元件 9
2.5 基本指令 10
3 系统的设计与仿真 12
3.1 控制要求 12
3.2 硬件设计 13
交通信号灯PLC的输入/输出点的分配表 13
交通信号灯PLC控制硬件接线图 13
3.3 软件设计 14
交通信号灯PLC控制梯形图 14
交通信号灯PLC控制的指令表 15
程序说明 16
交通信号灯的状态波形图 17
参考文献 19
图1 交通灯的放置 12
图2 交通信号灯PLC控制硬件接线图 13
图3 交通信号灯的状态波形图 17
表1 S7-200 I/O编址 8
表2 交通灯亮闪表 12
表3 交通信号灯PLC的输入/输出点的分配表 13
PLC在十字路口交通灯控制系统中的应用
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。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对
正在加载中，请稍后...三菱PLC控制交通灯的PLC梯形图
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摘要: 十字路口南北及东西方向均设有红、黄、绿三个信号灯，六个灯以一定的时间顺序循环往复工作。如下表所示：
南北绿（8s），东西红（8s）
南北黄（2.1s），东西红（2.1s），
十字路口南北及东西方向均设有红、黄、绿三个信号灯，六个灯以一定的时间顺序循环往复工作。如下表所示：
南北绿（8s），东西红（8s）
南北黄（2.1s），东西红（2.1s），
南北红（10.1s），东西绿（8s），东西黄（2.1s）
东西红（10.1s），南北绿（8s），南北黄（2.1s）
东西绿（8s），南北红（8s）
东西黄（2.1s），南北红（2.1s）
相应的安排如下：
起动及循环起点，南北绿，东西红。
南北绿输出
南北黄输出
东西红输出
东西绿输出
东西黄输出
南北红输出
，把X000的状态保持。
东西红定时
东西绿定时
东西黄定时
南北绿定时
南北黄定时
南北红定时
根据以上分析，其梯形图可设计如图1
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基于Labview虚拟对象的PLC控制实现62
控制系统；文章编号：１００８―０５７０（２００７）０２一ｌ；基于Ｌａｂｖｉｅｗ虚拟对象的ＰＬＣ控制实现；ＰＬＣＣｏｎｔｒｏｌＤｅｓｉｇｎｆｏｒＬａｂＶＩ；Ｏｂｊｅｃｔ；（中国石油大学（华东））何新霞；ＨＥＸＩＮＸＩＡ；摘要：应用图形化编程语言ＬａｂＶＩＥＷ，根据松下；中图分类号：ＴＰ３９１．９；文献标识码：Ａ；Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔ
控制系统文章编号：１００８―０５７０（２００７）０２一ｌ―００２３―０３基于Ｌａｂｖｉｅｗ虚拟对象的ＰＬＣ控制实现ＰＬＣＣｏｎｔｒｏｌＤｅｓｉｇｎｆｏｒＬａｂＶＩＥＷＢａｓｅｄＶｉｒｔｕａｌＯｂｊｅｃｔ（中国石油大学（华东））何新霞ＨＥＸＩＮＸＩＡ摘要：应用图形化编程语言ＬａｂＶＩＥＷ，根据松下ＦＰｌ可编程控制器通信协议，开发出ＦＰｌＰＬＣ与Ｌａｂｖｉｅｗ通信驱动程序，并以Ｌａｂｖｉｅｗ为平台构建ＰＬＣ虚拟控制对象：十字路口交通灯、运料小车等，实现ＰＬＣ对虚拟对象的控制。关键词：ＬａｂＶＩＥＷ；ＰＬＣ控制；虚拟对象；串口通讯中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｏｎａＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｖｉｒｔｕａｌｏｂｊｅｃｔｓｏｆｔｒａｆｆｉｃｌｉｇｈｔａｎｄｃａｒｇｏｖｅｈｉｃｌｅ，ｗｈｉｃｈｔｏａｌｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｓｅｒｉｅｓＰＬＣ，ａｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ：ＬａｂＶＩＥＷ．ＡｃｏｒｄｉｎｇｔｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒＰａｎａｚｏｎｉｃＦＰＩｄａｔａｄｒｉｖｅｐｒｏｇｒａｍｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｅｅｗｎｔｈｅＬａｂＶＩＥＷａｎｄｔｈｅＦＰｌｓｅｒｉｅｓ．Ｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｏｂ―ｔｒａｆｆｉｃｌｉｇｈｔｓｉｎｃｒｏｓｓｒｏａｄａｎｄｃａｒｇｏｖｅｈｉｃｌｅｍａｙ．ｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅａｓｉｌｙｂｙＰＬＣＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＬａｂＶｌＥＷ，ＰＬＣＣｏｎｔｒｏｌ，ＶｉｒｔｕａｌＯｂｊｅｃｔ，Ｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｊｅｃｔ厂］｝到实现ＰＬＣ对虚拟对象的控制。一方面可摆脱实物模型的限制．另一方面也可大大节约实物模型的制作成本，文献利用Ｔｕｒｂｏ２、多接点写命令（ＷＣＰ）写发送帧格式如下：Ｃ开发了几套ＰＬＣ控制对象的仿真模型，但需要编制一斟ｌ创｜１定的程序才能实现。ＬａｂＶＩＥＷ是美国国家仪器公司开发的虚拟　仪器开发平台软件，功能强大灵活，广泛应用于自动测量系统、工业过程自动化、实验室仿真等各个领域。文献虽利用Ｌａｂｖｉｅｗ开发出了一套ＰＬＣ控制对象：虚拟小车，但ＰＬＣ与上位Ｐｃ机问数据交换还需单片机８０５２作为信号转换器。本文利用Ｌａｂｖｉｅｗ构建十字路口交通灯、运料小车等虚拟控制对象，根据松下ＦＰｌ麟据｝别｝Ｌ―――＿ＪＰＬＣ通信协议，开发出了Ｌａｂｖｉｅｗ与ＦＰｌＰＬＣ进行串口通要实现ＰＬＣ对虚拟对象的控制，问题的关键是要根据ＦＰＩＰＬＣ通信协议，利用Ｌａｂｖｉｅｗ开发出ＰＬＣ与Ｌａｂｖｉｅｗ的通信驱动程序。现结合虚拟交通灯模型，分别以多接点读命令及多接点写命令为例加以说明。信的驱动程序，有效地实现了ＰＬＣ对虚拟对象的控制，从而可以摆脱硬件模型限制。１ＦＰｌＰＬＣ与Ｌａｂｖｉｅｗ的串口通信２．１多接点读命令读取ＰＬＣ输出继电器Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３状态值可分为以下三个步骤：第一初始化串口：串口初始化是通过ＳｅｒｉａｌＰｏｒｔＦＰ系列ＰＬＣ通信是遵照松下电工专用通讯协议ＭＥＷＴＯ―ＣＯＬ来实现的。计算机通过ＭＥｗＴＯＣＯＬ―ＣＯＭ协议中的命令．可对ＰＬＣ进行读、写和监控等。１、多接点读命令（ＲＣＰ）读发送帧格式如下：Ｉｎｉｔ模块来实现。设置端Ｅｌ号为０，波特率为９６００ｂｐｓ，数据位为８位，停止位为１位，奇偶校验为奇校验，框图程序如图１所示。图１仞始化半口框图裎Ｊ予第二向ＰＬＣ发送多接点读命令的命令参数：向ＰＬＣ发送何新霞：３－学硕士副教授基金项目：国家高技术（８６３）研究发展专项经费资助项目（２００２ＡＡ６１６０６０）多接点读命令命令参数是通过ＳｅｒｉａｌＰｏｒｔＷｒｉｔｅ模块来完成的．其框图程序如图２所示。框图程序左侧部分的功能为产生输入命令的ＢＣＣ校验码，ＭＥＷＴＯＣＯＬ―ＣＯＭ协议采用异或校验码，万方数据　＠国嗍邮局订阅号：８２．９４６３６０元／一２３―控制系统中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００７年第２３卷第２―１期！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！烹！！！！苎！！！！！！！苎！！！！鼍！！苎！！！！Ｉ二＝＝＝＝－＝＝＝‘＝ＢＣＣ校验码产生规则为发送方把所有待发送的ＡＳＣＩＩ码字符，从头到尾按位作异或运算，把结果作为ＢＣＣ校验码发出。ＮｕｍｂｅｒＴｏＨｅｘａｄｅｃｉｍａｌ一ＩＩ一一ＩＩＩ！！苎Ｓｔｒｉｎｇ子ＶＩ将输入数字转换成规定字节数的字符串。第三读取ＰＬＣ反馈信息：其框图程序如图３所示．读取ＰＬＣ反馈信息采用Ｓｅｒｉａｌ应用ＢｙｔｅｓａｔＰｏｒｔＲｅａｄ模块。在读取数据之前，需ＳｅｒｉａｌＰｏｒｔ模块查询当前串口接收缓冲区中的数ＰｏｒｔＰｏｒｔ据字节数，并将该数值存放于ｂｙｔｅｃｏｕｎｔ中。如果ＳｅｒｉａｌＲｅａｄ要读取的字节数大于缓冲区中的数据字节数。ＳｅｒｉａｌＲｅａｄ操作将一直等待。直至Ｔｉｍｅｏｕｔ或者缓冲区中的数据字节数达到要求的字节数。图３中的ＳｕｂｓｅｔＳｔｒｉｎｇ函数的功能是从图３读取ＰＬＣ反馈信息框图程序：：窑！黑：曼尝篓篓繁丝黧串中提取控制十霎警曼耋鎏翟所需输出继电器状态值的字符，ＳｃａｎＳｔｉｎｇ函数的作用是Ｆｒｏｍ２十字路口交通灯虚拟对象的控制实现为了使基于ＬａｂＶＩＥＷ构建的模型能够正确模拟十字路口交通灯的正常运行，应将所有的读取和写入操作编辑成可为顶层ＶＩ调用的子ＶＩ程序。ＰＬＣ控制急车强通十字路口交通灯的子ＶＩ有：读取用于控制东西方向红灯、黄灯的输出继电器状态‘…～……………………～将Ｓｕｂ。ｅｔＳｔｒｉｎｇ函数所提取的字符串转换成规定类型的数据。为了能够控制十字路口交通灯的亮灭．将其转换成可控制开关变量的Ｂｏｏｌｅａｎ型数据。Ｉ．２多接点写命令对于急车强通信号的控制，可采用外部硬开关控制，也可卜ｉ在用ＬａｂＶＩＥＷ构建的虚拟模型中设置两个开关来进行控制。｝曩刘此控制方式需要将ＰＬＣ程序中的急车强通信号（ｘｌ，ｘ２）改为５．Ｉ中间继电器。当ＬａｂＶＩＥＷ前面板的急车强通开关闭合时，就将Ｉ；７一强通开关的状态写入ＰＬＣ中间继电器Ｒ３，Ｒ４，使程序进入强通｜；；．．ｉ运行状态，其运行结果在ＬａｂＶＩＥＷ前面板显示。向中间继电器｜’Ｅｇ｛写入数据的部分框图程序如图４所示。串口初始化部分与多接　值的子ＶＩ匝圃；读取控制东西方向绿灯和南北方向红灯的输出继电器状态值的子ＶＩ［２圈；读取控制南北方向黄灯和绿灯的输出继电器状态值的子ＶＩ团；用于写入反映急车强通信号的子连就可以实现一个完整的十字路１：３交通灯模拟控制系统。图５是在东西方向有急车强通时的前面板状态图。此时，ｖＩＮＳ羽。最后将这些子ＶＩ组合Ｎ－起，并与前面板的交通灯相东西方向的急车强通开关闭合，同时东西方向来车的车顶警示灯变亮。呼叫后东西方向的交通灯变绿，急车强行通过；南北方向的红灯变亮，以方便急车通过。急车强通信号一旦为ＯＦＦ，灯的状态即转为来车方向的绿灯闪３次．随后向下顺序运行。ｌ一｛点读命令相同。ｌ寡Ｔｊｕ图２向ＰＬＣ发送多接点读命令命令参数框图程序图５东西方向有急车时的前面板状态３小车自动选向、定位系统的控制实现小车模型前面板的设计包含一个运行边框、运料小车和几个用来检测小车位置的光电开关．是利用簇结构编辑的。对于小车运行的动态效果处理，采用定义属性节点的方法，对位置属性节点进行加减常数或者加减０运算来实现小车的图４向ＰＬＣ中间继电器写入数据运行、停止。ｒ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――一一２４―３６０元，年邮局订阅号：８２－９４６万方数据　区堡塑璺垡堡查堡里！！！型！Ｉ匿煎蔓垂匿蓟雯塑垂因图６为小车模型的部分框图程序。子ＶＩ回的功能是用来读取ＰＬＣ发出的控制信号，即用来判断小车左行、右行还是学院）何新霞控制系统ｉＫ地ｉ＇ｌｌ：：（２５７０６１山东东营中国石油大学信息与控制工程停止，当ＰＬＣ发出正转（“２”）、反转（…１’）或停止（…０’）信号时，通过Ｃａｓｅ结构将程序转到对应的位置上，实现位置属性节点（收稿曰：２００６．１０．１２）（修稿日期：２００６．１１．９）加、减常数或０。子ＶＩ回的功能用来检测小车位置，即通过光电开关来判断小车位置。并将位置信号传送给ＰＬＣ中间继电器。再通过ＰＬＣ程序控制，以此实现小车的定位。（Ｅ接第４３页）否则要出现超时错误警报而停止工作。本系统半年多来运行正常，各项指标均达到设计要求，使剪切精度控制在正负Ｏ．００５ｍｍ，效果良好。――开始初始化定位模块图６小车模型框图程序将相应板长区的Ｓ１，Ｖ１；Ｓ２，Ｖ２；Ｓ３，Ｖ３４结束语本文以Ｌａｂｖｉｅｗ为平台构建了十字路口交通灯、运料小车虚拟控制对象，基于ＬａｂＶＩＥＷ串口通讯函数，开发出ＬａｂＶＩＥＷ与ＰＬＣ通信驱动程序，最后实现了ＰＬＣ对十字路口交通灯、运写人定位模块启运定位模位　定位结果？料小车虚拟对象的控制，控制效果良好，且具有很好的直观性，已应用于ＰＬＣ实验教学。以此为基础，可开发出适应面更为广泛的虚拟工业控制对象，实现以ＰＬＣ为核心的工业控制系统的虚拟设计、调试，为机电一体化产品的虚拟样机开发提供技术基础。本文作者创新点：根据松下ＦＰｌ可编程控制器通信协议，基于ＬａｂＶＩＥＷ开发出ＦＰｌＰＬＣ与Ｌａｂｖｉｅｗ通信驱动程序，并成功实现ＰＬＣ对基于ＬａｂＶＩＥＷ虚拟对象的控制。参考文献［１］刘君华等．虚拟仪器图形化编程语言Ｌａｂｖｉｅｗ教程．西安：西安电子科技大学出版社．２００１［２】汪敏生．ＬａｂＶＩＥＷ基础教程．北京：电子工业出版社，２００２：４－４９二）工剪切习］刊刮刮结束图４程序流程图本文作者创新点：对剪切线位置控制方式进行改进，实现了高精度的变尺剪切。参考文献：［１］席小东，王伟明．ＰＬＣ和伺服系统在高速管材剪切装置中的应用［Ｊ］．塑料：２００３，１：５９―６１［２】罗兵，杨崇倡．基于ＰＬＣ的自动试样织机控制系统的开发［Ｊ］微计算机信息：２００６，４―１：５７―５９［３］邹奎政，涂仁发，吴康寅．ＦＸ２型可编程序控制器在配料控制中的应用［Ｊ】．华中理工大学学报：１９９５，２３（Ｓ１）：１１９―１２２．作者简介：程曼（１９８２一），女，汉族，硕士，研究方向为智能检测与控制技术，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｇｍａｎ一１＠１６３．ｃｏｍ；张曙光（１９５９一），男，汉族，教授，硕士生导师，专门从事自动化方面的研究（注：责任导师）。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：Ｃｈｅｎｇｍａｎ（１９８２一），ｆｅｍａｌｅ，ｈａｎ，ｍａｓｔｅｒ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｎｇａｎｄＺｈａｎｇｃｏｎｔｒｏｌ『３］ＲｏｂｅｒｔＨ．Ｂｉｓｈｏｐ．乔瑞萍，林欣等译．ＬａｂＶＩＥＷ６ｉ实用教程．北京：电子工业出版社．２００３［４］单士源，张良祖，刘美兰．一种对虚拟对象进行控制的系统设计［Ｊ】微计算机信息，２００３，１９（１１）：２１―２２［５］汪晓光，孙晓瑛，等．可编程控制器原理及应用，第２版．北京：机械工业出版社．２００１作者简介：何新霞（１９６６．１０一），女，河南滑县人，工学硕士，副教授，主要从事计算机仿真及应用研究，Ｅ―ｍａｉｌ：ｇｍｃｈｅｎ＠ｈｄｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎｏＢｉｏｇｒａｐｈｙ：ＨｅＸｉｎｘｉａ，ｆｅｍａｌｅ，ｂｏｒｎｐｒｏｆｅｓｓｏｒｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｄｉｇｉｔａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｉｎ１９６６，ＭＳ，ａｓｓｏｃｉａｔｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｅ－ｍａｉｈｃｈｅｎｇｍａｎ＋―１＠１６３．ｃｏｍ；ｏｆｍａｓｔｅｒ，Ｓｈｕｇｕａｎｇ（１９５９－），ｍａｌｅ，ｈａｎ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，ｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄ：ｉｎ（０７１００１河北保定河北农业大学机电工程学院）程曼张曙光ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｅ－ｍａｉｌ：邵利敏刘晓艳高丽艾通讯地址：（０７１００１河北河北农业大学机电工程学院２００４级研究生）程曼（收稿日期：２００６．１０．１２）（修稿日期：２００６．１１．９）ｇｍｃｈｅｎ＠ｈｄｐｕ．ｅｄｕ．ａｎ．（２５７０６１山东东营中国石油大学（华东）信息与控制工程学院）何新霞万方数据　Ｑ翻蝴邮局订阅号：８２－９４６３６０．，Ｌ／＃－一２５基于Labview虚拟对象的PLC控制实现作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：何新霞， HE XINXIA257061,山东东营,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院微计算机信息CONTROL & MEASUREMENT)4次 参考文献(5条) 1.刘君华 虚拟仪器图形化编程语言Labview教程 20012.汪敏生 LabVIEW基础教程 20023.Robert H Bishop.乔瑞萍.林欣 LabVIEW 6i实用教程 20034.单士源.张良祖.刘美兰 一种对虚拟对象进行控制的系统设计[期刊论文]-微计算机信息 .汪晓光.孙晓瑛 可编程控制器原理及应用 2001 引证文献(4条)1.陈云云 基于LabVIEW平台的运料小车PLC控制系统设计[期刊论文]-工业仪表与自动化装置 .陆强.张西学.杜海涛.郭剑飞 基于虚拟仪器技术的热处理炉测试系统[期刊论文]-微计算机信息 .秦兵.何汉武.胡兆勇.曾育星 可视化虚拟PLC实验系统的研究[期刊论文]-现代制造工程 .刘高君.符纯华 基于LabVIEW的LG变频器控制系统设计[期刊论文]-矿山机械 2010(16) 本文链接：http://d..cn/Periodical_wjsjxx.aspx包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、各类资格考试、中学教育、专业论文、文学作品欣赏、行业资料、高等教育、基于Labview虚拟对象的PLC控制实现62等内容。
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