基于PLC交通灯控制毕业论文

扬州大学

毕业设计

题目基于PLC交通灯控制

系别

专业

班级

姓名孙行知

学号

指导教师

日期 2017年3月

扬州大学本科生毕业设计（论文）

设计任务书

设计题目：

基于PLC的交通灯控制

设计要求：

设计一个用PLC控制的十字路口交通灯的控制系统，其控制要求如下：

按一下启动按钮，信号灯系统按图所示要求开始工作，按一下停止按钮，所有信号灯熄灭，如图1.0所示。

图1.0 交通灯自动运行的动作要求

设计进度要求：

第一周：选定毕业设计题目；

第二周：收集和查找相关资料；

第三周：硬件的分析和设计；

第四周：软件的分析和编译程序；

第五周：上机调试并验证结果；

第六周：撰写毕业设计论文；

第七周：定稿毕业设计论文；

第八周：准备毕业答辩。

指导教师（签名）：

摘要

交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。

用可编程控制器实现交通管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合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应用于交通管理中，随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出特别是由PLC实现的控制系统，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活等，并且有完善的自诊断和显示功能，维修工作极为简单因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时，PLC本身还具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

关键词：交通灯，PLC，程序，设计

目录

摘要 ................................................................ II 1 PLC的特点及应用 (1)

1.1概述 (1)

1.2 PLC的基本结构 (2)

1.3 PLC的特点 (3)

1.4 PLC的工作原理 (4)

1.5 PLC的主要性能指标 (4)

2 硬件设计 (6)

2.1 CPU226介绍 (6)

2.2 主机CPU及扩展模块的选择 (10)

2.3 控制系统I/O分配表 (11)

2.4 系统接线图 (11)

3 软件设计 (13)

3.1功能指令介绍 (13)

3.2 PLC交通灯的控制梯形图设计 (15)

4 系统调试 (30)

4.1硬件调试 (30)

4.2 软件调试 (30)

结论 (32)

致谢 (33)

1 PLC的特点及应用

1.1概述

可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。

PLC的应用

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

1.开关量的逻辑控制

这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2.模拟量控制

在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

3.运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4.数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可

以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，

5.通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

1.2 PLC的基本结构

PLC可编程序控制器主机的硬件电路由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、电源等五部分组成。

实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

1.中央处理器

CPU是可编程序控制器的控制中心，在系统监控下工作，承担将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。CPU常用的微处理器有通用型微处理器、单片机和位片式计算机等。小型PLC的CPU多采用单片机或专用CPU；大型PKC的CPU多采用位片式结构，具有高速数据处理能力。

2.存储器

可编程序控制器的存储器由只读存储器ROM和随机存储器RAM两大部分构成。只读存储器ROM用以存放系统程序；中间运算数据和用户程序存在随机存储器RAM 中，断电时，中间运算数据和用户程序保存在只读存储器EEPROM或由高能电池支持的RAM中。

3.基本I/O接口电路

1) 输入接口单元

PLC内部输入电路的作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至PLC内部电路。输入