交通信号灯PLC自动控制

交通信号灯 PLC 自动控 一、 实验目的 1. 掌握十字路口交通信号灯的控制原理。 2. 掌握 PLC 定时器﹑计数器的使用方法。 二、 实验器材 1.PLC 可编程序控制器实验台 1 台 2.PLC-DEMO001 交通信号灯 PLC 自动控制演示板 1 块 3.PC 机或编程器 1 台 4.编程电缆 1 根 5.自锁式连接导线 若干 三、 实验要求 1.本装置与交通信号灯控制一致，采用LE 模拟信号灯，信号灯分东西﹑南北二 组分别有“红” “黄” “绿”三种颜色。其工作状态由 PLC 程序控制， “启动” 、 “停 止”按钮分别控制信号灯的启动和停止。 “白天/黑夜”开关控制信号灯白天黑夜 转换。 2.对“红” “黄” “绿”灯控制要求如下： 3.假设东西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此东西方向的绿灯通行的时间多一 倍。 4.控制时序要求如错误！未找到引用源。所示。 5.按下“启动”按钮开始工作，按下“停止”按钮停止工作， “白天/黑夜”开关 按下闭合时为黑夜工作状态，这时只有黄灯闪烁，断开时按时序控制图工作。 6.根据具体情况还可增加控制要求，如紧急控制，某一方向绿灯常亮。 PLC 简介 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人，车，路 三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制 系统是用于城市交通数据监测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系 统，它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。 1. 随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京，上海，南京等 出现了交通超负荷运行的情况，因此，自 80 年代后期，这些城市纷纷修建 城市高速公路，在 高速公路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通 状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制， 高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也 决定了城市高速道路的 交通状况必然受高速道路和普通道路耦合出交通状 况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建 的城市高速道路，缓解主干道与匝道，城区与周边地区的交通拥堵状况，越 来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题， 2. 根据交通等工艺控制要求和特点，我们采用了日本三菱公司 FX2N_48MR。三菱 PLC 有小型化，高速度，高性能等特点，三菱可编程控 制器指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备，有丰富的特殊扩展设备， 其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本 系统就是应用可编程控制器（PLC）对十字路口交通控制等实现控制。本系 统采用 PLC 是基于以下四个原因： 3. PLC 具有很高的可靠性，抗干扰能力。通常的平均无障碍时间都在 30 万小时以上； 4. 系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善，实用性强； 5. 干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干 扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁 干扰环境下正常工作的 PLC； 6. 近年来 PLC 的性能价格比有较大幅度的提高，是的实际应用成为可 能。2 PLC 及 PLC 简介 7. 可编程控制器简称——PLC 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。 8. 可编程控制器（PLC）是用来取代控制系统中的继电器的一种设备， 它通过检测输入端口，并根据输入端口的状态，按照程序控制输出口，可编 程控制器的程序一般要使用一定的软件编写，使用人员通过输入预先编写的 程序，使可编程控制器按预定的控制方案执行控制任务。目前大多数城市采 用的交通信号灯指挥控制系统，采用电子线路加继电器构成，也有少数采用 单片机构成。对信号灯的要求也越来越高，采用电子线路加继电器的控制方 式，则需要加入大量的中间继电器，时间继电器，计数器等器件。而且交通 控制智能化需要按实际情况而改变参数，如使用继电器控制，则很难实现。 如使用单片机控制，则需要引入大量 I/O 接口电路、硬件设计，而且这两种 控制方式的抗干扰能力十分有限。采用可编程控制器对交通信号灯进行管 理，技能满足控制要求，又具有高的抗干扰和稳定性。 9. PLC 的一般结构 10. 可编程控制器的结构分类 11. (1)按硬件的结构类型分类：编程控制器是专门为工业生产环境设计 的。为了便于在工业现场安装，便于扩展，方便接线，其结构与普通计算机 有很大区别，常见的有箱体式，模块式，及叠装式三种结构。 12. 箱体式 PLC 一般用于规模小，输入输出点数固定，不需要扩展的场 合。模块式 PLC 一般用于规模较大，输入输出点数多，输入输出点数比例灵 活的场合。叠装式 PLC 具有二者的优点。 13. 按应用规模及功能分类：为了适应不同工业生产过程的应用要求， PLC 能够处理的输入信号数量是不一样的。一般将一路信号称作一个店，将 输入输出点数的总和称为机器的点。按照点数的多少，可将 PLC 分为超小， 小，中，打， 14. 超小型 小型 中型 大型 超大型 15. 64 点以下 64—128 点 128—512 点 512—8192 点 8192 点以 上 二、 实验内容 程序指令： 梯形图： 三、 实验记录 程序测试过程 定时器 在 PLC 内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值 时，其输出触点动作，时钟脉冲有 1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序 存储器内的常数 K 作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。 在后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。即使如此，若备用电 池电压降低时，定时器或计数器往往会发生误动作。 定时器通道范围如下： 100 ms 定时器 T0～T199， 共 200 点，设定值：0.1～ 3276.7 秒； 10 ms 定时器 T200～TT245，共 46 点，设定值：0.01～327.67 秒； 1 ms 积算定时器 T245～T249，共 4 点，设定值：0.001～32.767 秒； 100 ms 积算定时器 T250～T255，共 6 点，设定值：0.1～3276.7 秒； 定时器指令符号及应用如图 继电器的应用 当定时器线圈 T200 的驱动输入 X000 接通时， T200 的当前值计数器对 10 ms 的时钟脉冲进行累积计数，当前值与设定值 K123 相等时，定时器的输出接 点动作，即输出触点是在驱动线圈后的 1.23 秒（10 * 123ms = 1.23s）时才动作， 当 T200 触点吸合后，Y0