基于PLC的十字路口交通灯控制系统设计
26页 4900字数+论文说明书+5张CAD图纸【详情如下】
IO分配表.dwg
元器件选用表.dwg
基于S7-200_PLC十字路口交通灯的控制系统设计论文.doc
控制原理图.dwg
控制电路图.dwg
系统梯形图.dwg
基于s7-200 plc的十字路口交通信号灯控制系统设计
1 设计主要内容及要求
1.1 设计目的：
编程序控制器（PLC）于20世纪60年代在美国诞生，在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高工业装备电气自动化水平的重要设备和强大支柱。因此，PLC技术已成为电气自动化专业技能型人才必不可少的重要技能，通过实践，可以帮助学生加深对理论知识消化吸收，提高PLC编程技能。
1.2 基本要求
信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持30秒。南北绿灯亮维持25秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。要求完成以下项目：
1、画出交通信号灯时序状态示意图
2、画出交通灯的控制流程图
3、完成可编程控制器I/O端口分配和外部接线图
4、完成十字路口交通信号灯PLC控制梯形图编程
1.3 发挥部分
自由发挥
2 设计过程及论文的基本要求：
2.1 设计过程的基本要求
（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选；
（2）符合设计要求的报告一份，其中包括总体设计框图、电路原理图各一份；
（3）报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2 课程设计论文的基本要求
（1）参照毕业设计论文规范打印，包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改，不少于4000字。图纸为A4，所有插图不允许复印。
（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。
3 时间进度安排
顺序 阶段日期 计 划 完 成 内 容 备注
1 2014.9.1 讲解主要设计内容，安排学生查阅资料 打分
2 2014.9.2 检查整个设计总体设计概况 打分
3 2014.9.3 指导学生进行传感器的选择和plc应用的注意事项 打分
4 2014.9.4 检查学生核心内容的设计情况 打分
5 2014.9.5 答辩、写报告 打分
摘要
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程序控制器(PLC)作为一种以微电脑技术为核心的自动控制装置，它将传统的继电器-接触器控制技术与计算机和通信技术融为一体，在工业自动化，机电一体化以及传统的工业控制方面，得到了广泛的应用， 发挥着越来越大的作用。已被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源等各种行业。它可靠性高、功能完善、抗干扰性好，具有结构简单、重量轻等优点。是一种专门用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统。城市交通信号控制是通过对交通流的调节、警告和诱导以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。采用PLC控制交通信号灯，主要是考虑其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。
目前，PLC已广泛应用于工业控制中，但是在交通控制方面应用方面还不是很广泛。PLC应用于交通控制还有很大的潜能，PLC以其可方便操作、可方便编程调试等特点，使得其有逐步取代以往的单片机在交通灯中的地位的趋势。
利用德国西门子公司的S7—200 PLC来实现交通信号灯的自动控制。通过对交通信号灯的控制要求的分析，结合西门子S7-200的控制性能，通过系统时序图的分析，对交通灯系统进行了软、硬件设计，实现了十字路口交通灯的合理控制的功能，通过实验证明该方法设计的系统简单、经济实用、远行可靠，具有很高的实用价值。
关键字：PLC 交通灯控制 设计 调试
目录
基于s7-200 plc的十字路口交通信号灯控制系统设计 I
摘要 III
目录 4
1 设计任务描述 5
1.2 设计要求. 5
1.2.2 基本要求 5
1.2.3 发挥部分 5
2 设计思路 6
3 设计与分析 7
3.1设计框图 7
3.2设计分析 7
4 硬件部分 9
4.1 PLC I/O分配 9
4.2系统的硬件结构图 10
4.3 PLC的接线形式 11
5软件设计部分 12
5.1 梯形图 13
5.2语句表 16
6 PLC概述 19
6.1PLC硬件结构 19
6.2中央处理单元(CPU) 19
6.3存储器 20
6.4输入/输出模块 21
图6.4.1 23
图6.4.2 23
7元件清单 24
小结 25
致 谢 26
参考文献 27
1 设计任务描述
1.1 设计题目：基于s7-200 plc的十字路口交通信号灯控制系统设计
1.2 设计要求.
1.2.1 设计目的
可编程控制器是一种数字式的电子装置，它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序运算、记数和算术运算等功能。用来对各种机械或生产过程进行控制。
自1969年第一台可控编程控制器问世以来，目前可编程控制器已经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。编程序控制器（PLC）于20世纪60年代在美国诞生，在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高工业装备电气自动化水平的重要设备和强大支柱。因此，PLC技术已成为电气自动化专业技能型人才必不可少的重要技能，通过实践，可以帮助学生加深对理论知识消化吸收，提高PLC编程技能。
1.2.2 基本要求
信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持30秒。南北绿灯亮维持25秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。要求完成以下项目：
1、画出交通信号灯时序状态示意图
2、画出交通灯的控制流程图
3、完成可编程控制器I/O端口分配和外部接线图
4、完成十字路口交通信号灯PLC控制梯形图编程
小结
PLC课程结束了，又到了课程设计的时候，我们组分到了：基于S7-200 PLC的十字路口交通信号灯的系统设计
面对这个题目根据老师课堂讲的内容很快就确定了设计的方向，并与同学们的合作解决遇到的问题。通过这次设计，我意识到了PLC编程技术在现实中的广泛应用，并了解到自己学习中的不足之处，看到了理论与实践的差距。
通过一周的PLC设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。
通过此次课设，让我了解了PLC梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。实践不同于理论，理论上可行的设计，在考虑实际条件的种种影响下，必须有所取舍，有侧重，才能事半功倍，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
致 谢
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做学而不思则怠,做事要学思结合。PLC不仅需要编程能力，更是要求设计者了解控制电路的时序关系，作用原理，在接到题目之后，通过查询资料对题目的所需要的编程器件，设计思路有了一定准备，但还是遇到了很多问题，感谢祝老师给予的及时指导和帮助，能够跳出我们的思维局限性，从更高的，宏观的层面和维度来分析问题，给出中肯和针对性的建议，通过和同学的讨论，更是使我完善了自己能力的不足之处，并能使我们一起提高。感谢学校老师给我们提供实践的机会和条件，能够锻炼自己的实际动手能力，不仅停留在理论层面的学习，更要将所学转化为一种能力和素质，培养自己的工程实践经验，从最基础的课程设计做起，为实际动手操作，打实基础，因为只有实践，才能出真知。
参考文献
[1] 王永华 .现代电气控制及PLC应用技术.北京：北京航空航天大学出版社，2013
[2] 赵景波等.零基础学西门子S7-200 PLC.北京：机械工业出版社，2010
[3] 龚威，张树臣，王瀛. 实例解读西门子PLC.北京：中国电力出版社,2013
[4] 李国丽，朱维勇电子技术实验指导书合肥：中国科技大学出版社，2000