十字路口红绿灯PLC控制

目录

1.项目要求 (1)

1.1十字路口红绿灯PLC控制系统的构成 (1)

1.2控制功能分析 (1)

2.总体方案设计 (2)

3．硬件电路图 (3)

4．PLC的I/O控制点分配 (4)

5．软件编制 (5)

5.1PLC控制程序流程图如下： (5)

5.2 PLC软件编制 (5)

5.3组态王界面设计 (6)

7软件调试 (7)

7.1PLC及组态王的调试 (7)

7.2组态实时监控 (7)

7.3测试结果分析 (9)

8.心得体会 (9)

附录 PLC控制程序 (10)

十字路口红绿灯PLC控制

1.项目要求

1.1 十字路口红绿灯PLC控制系统的构成

十字路口交通信号灯通常设置红、绿和黄三种颜色，但是有的路口仅设置红、绿两种，如果采用PLC控制则可少用两个控制点。现有一个十字路口，东西和南北方向每个路口都设有红色和绿色指挥信号灯，其示意图如下：

图1-1十字路口交通信号灯示意图

1.2控制功能分析

1.2.1 工作过程

（1）接通启动开关后，信号灯系统开始工作，且以南北方向红灯先亮、东西方向绿灯才亮作为初始状态。当断开启动开关时，全部信号灯熄灭。

（2）南北绿灯东西绿灯不能同时亮，否则系统自动熄灭信号灯并报警。

（3） 南北红灯持续25s ，与此同时东西绿灯亮维持20s ，然后闪烁3s 后熄灭。接着东西黄灯亮2s ，然后南北绿灯亮。

（4） 东西红灯持续亮30s ，同时南北绿灯亮25s ，然后闪亮3s 后熄灭。接着南北黄灯又亮2s ，然后东西绿灯亮。南北和东西的信号灯，就这样按控制要求周而复始的进行工作。 1.2.2 控制要求

要求采用PLC 作为控制中心，采用触摸屏或上位机（组态软件编程）监控。 （1）. 控制系统应有电路联锁和保护功能。

（2）. 操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。 （3）. 检测、控制信号要准确，安全、可靠。 1.2.3 硬件设计

根据控制要求，主控设备选用PLC ，信号灯采用红、黄、绿灯泡（各4个），启动采用单刀开关实现。

要求：1、画出其电气控制图。 2、画出其梯形图。 1.2.4 软件设计 ① PLC 程序编写

根据控制要求和梯形图，编写PLC 控制程序。 ○2组态王设计

根据要求画出组态王画面，并与PLC 建立通信。

2.总体方案设计

图2-1

1 上位机监控使用组态王软件实现，控制器用数字输入输出点数为24的S7-200型PLC.

2 上位机与下位机通信使用MODBUS协议。

3．硬件电路图

图3-1

4．PLC的I/O控制点分配

表1 PLC的I/O控制点分配

表2 定时器的选择

5．软件编制

5.1PLC控制程序流程图如下：

5.2 PLC软件编制

系统是以时间为顺序进行工作的，T33—T42为系统工作顺序定时器，其中

T41、T42构成0.5秒亮0.5秒灭的闪亮脉冲。Q0.0、Q0.1、Q0.4分别为南北方向上的红、绿和黄灯的输出控制线圈；Q0.2、Q0.3、Q0.5分别为东西方向的红、绿和黄灯的输出控制线圈；所有定时器期和输出线圈都是受内部继电器控制的，M1.0得电时系统才可工作，M1.0断电十所有线圈断电。

当按下启动按钮SB1时I0.0接通，M1.0得电吸合并自锁，系统开始工作。T37的常闭触头使Q0.0线圈得电，南北红灯亮，与此同时，Q0.0的常开触头闭合与T38的常闭触头串联使使Q0.3线圈得电，东西绿灯亮。20秒后，T38的常闭触头延时断开、常开触头延时闭合，在闪光定时器T40的控制下，Q0.3间歇通电，东西绿灯闪亮。东西绿灯闪亮3秒后T39常闭触头延时断开，Q0.3线圈失电，东西绿灯熄灭。同时T37延时25秒时间到，其常闭触头断开，Q0.0线圈失电，南北红灯熄灭；T37常开触头闭合使Q0.2线圈得电，东西红灯亮。Q0.2的常开触头闭合，Q0.1线圈得电，南北绿灯亮。南北绿灯工作25秒后系统的工作情况和上述情况类似，依次重复进行。当按下停止按钮SB2时，I0.1断开，继电器线圈M0.0失电解除自锁，所有线圈断电，系统停止工作。

5.3 组态王界面设计

图5-2组态界面设计

该系统界面由“启动”和“停止”按钮控制整个信号灯的总电源，当按钮按下时，整个信号灯系统将开始处于工作状态。整个路口东南西北四方向设红灯、黄灯和绿灯各一盏。其中东西两方向的红绿灯状态应该相同，南北两方向的红绿灯状态也应该相同。但相邻两个方向的红绿灯状态不能相同。若状态未满足上述内容，报警灯将立即开始闪烁。

7软件调试

7.1 PLC及组态王的调试

首先，编译PLC程序，如有错误可根据提示修改，并为程序分配可存储区，然后读取PLC并建立PPI通信连接，可通过双击刷新CPU读取，然后点击下载，将编制好的软件下载到PLC中，根据控制功能，运行调试，直到满足控制要求。

组态画面和程序软件调试完成后进入硬件连接调试。关闭所有电源，连接好PLC和电脑COM1口的电缆线，进入无组态画面调试程序，选择PLC类型，本系统设计中采用CPU 224CN REL 02.01，读取PLC，若出现通信超时则检查是否有是电缆线为插好或是PLC处于关闭状态，检查调试，运行程序无错后下载程序到PLC，对程序进行监控，进入运行（Run）状态，观察程序运行是否满足时序要求，再进行调试。

7.2 组态实时监控

调试组态画面对系统运行进行实时监控，PLC程序，加入MODBUS通信设置部分程序然后运行程序，此时容易出现莫名的错误，该错误通常是数量巨大，而只需要在程序块里进行“建议地址的设置”即可解决该问题。程序调试完成，开启MODBUS进行访问名和地址的选择设置，检查Intouch标记名配置及访问名配置，配置无误，开始系统运行并且通过组态画面进行实时监控。该过程常出现监控画面和系统实际运行不一致，此时需要检查访问，标记名及MODBUS配置，并进行相应修改。该过程也是系统设计中最容易出现问题的一个环节，应该引起足