十字路口交通信号灯PLC控制系统设计

西门子PLC课程设计
题目：十字路口交通信号灯PLC控制系统设计姓名：
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目录
第1章设计说明书 (2)
1.1 控制对象 (1)
1.2 控制要求 (1)
第2章PLC控制系统设计 (3)
2.1控制要求分析 (3)
2.2 元器清单 (3)
2.3 系统I/O分配 (3)
2.4 PLC端子接线图 (4)
2.5 控制流程图 (5)
总结 (8)
附录控制梯形图 (8)
参考文献 (24)
第1章设计说明书
1.1 控制对象
本系统的控制对象有八个，分别是：
东西方向红灯（R—EW）两个；
南北方向红灯 (R—SN) 两个；
东西方向黄灯（Y—EW）两个；
南北方向黄灯 (Y—SN) 两个；
东西方向绿灯（G—EW）两个；
南北方向绿灯 (G—SN) 两个；
东西方向左转弯绿灯(L—EW)两个；
南北方向左转弯绿灯(L—SN)两个。

1.2 控制要求
1、系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作；
2、交通信号灯按高峰时段、正常时段及晚上时段进行控制，这三个时段的的时序分配如图1所示；
3、在高峰时段，交通信号灯按图2所示时序控制；
4、在正常时段，交通信号灯按图3 所示时序控制；
5、晚上时段按提示警告方式运行，规律为：东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。

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图1-1 时段分配时序图
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 图1-3 正常期信号灯时序控制图
第2章PLC控制系统设计
2.1控制要求分析
本系统是一个十字路口交通灯的PLC控制系统，利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制。

本系统具有一定的智能性，即它可以对交通灯按高峰期、正常期及晚间几个时段进行分段控制。

高峰期的控制方案为：
（1）南北方向左转弯灯和南北南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮；
（2）南北方向绿灯亮35秒，东西方向红灯继续亮；
（3）南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯继续亮；
（4）东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮；
（5）东西方向绿灯亮25秒，南北方向红灯继续亮；
（6）东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。

正常期的控制方案为：
（1）南北方向左转弯灯和南北南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮；
（2）南北方向绿灯亮30秒，东西方向红灯继续亮；
（3）南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯继续亮；
（4）东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮；
（5）东西方向绿灯亮30秒，南北方向红灯继续亮；
（6）东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。

晚间的控制方案为：
东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。

2.2 元器清单
用到的元器主要有：型号CPU224DC/DC/DC，交通灯4个红灯、4个黄灯、4个绿灯，2个转弯灯，启停按钮SB2，校正当前时钟SB1等。

2.3 系统I/O分配
分析PLC的输入和输出信号,在满足控制要求的前提下,要尽量减少占用PLC的I/O点。

由系统控制要求可见，由控制开关输入的启、停信号是输入信号。

由PLC的输出信号控制各指示灯的亮、灭。

在交通灯布置图中，南北方向的三色灯共六盏，同颜色的灯在同一时间亮、灭；所以，可将同色灯两两并联，用一个输出信号控制。

同理，东西方向的三色灯也依次设计。

再加上东西方向左转的三色灯共八盏，所以其占8个输出点。

由此可得系统I/O分配如表2所示：
表2-1 系统I/O分配表
2.4 PLC端子接线图
根据I/O表及PLC的配置图很容易就可以得到PLC端子接线图3-1如下所示：
图2-1 接线图2.5 控制流程图
总结
通过该课程设计，我从中进一步掌握西门子S7200系列PLC的结构原理，正确处理使用出现的各种问题，了解器件和系统的关系，培养正确的设计思想，分析问题和解决问题的能力、运用标准与规范的能力、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。

本次课程设计，我设计的是十字路口交通信号灯PLC控制系统设计，，在课程设计中，我遇到了许多问题，通过讨论和问同学，解决了许多以前不懂的问题。

但是我知道这些都是一些基础的入门的知识。

想要有所成就还远远不够，必须付出更多的努力才能学到与实践运用密切相关的知识。

总体来说，这次设计，我感觉收获挺大的。

附录控制梯形图
图2-3 主程序
图2-4 子钟初始化程序
图2-5晚间时段交通灯控制子程序
图2-6正常时段交通灯控制子程序
图2-7 高峰时段交通灯控制子程序
参考文献
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通过上述文献，使我明白了十字路口交通信号灯plc控制系统设计的大概方向和内容。

虽然此文献与课题不完全相同，但是有很多东西可以借鉴。

比如，系统I/O接线图清楚的
说明了各个地址分配，程序流程图也给了我很多的启发。

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[1] 廖常初. PLC编程及应用. 北京:机械工业出版社，2003
[2] 周万珍、高鸿斌. PLC分析与设计应用. 北京:电子工业出版社，2004.1
[3] 张进秋、陈永利、张中民. 可编程控制器原理及应用实例. 北京:机械工业出版社，2004. 1
[4] 王永华. 现代电气控制及PLC应用技术（第2 版）.北京：北京航空航天大学出版社，2008.2
[5] 易铭、李秀忠《工业控制计算机》2003年16卷第12期广东佛山职业技术学院
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