目 录
序言..........................................................................................................................................................１1绪论......................................................................................................................................................２1.1交通信号灯作用和研究意义...................................................................................................２1.2PLC产生和发展.......................................................................................................................３1.3PLC发展趋势...........................................................................................................................４1.4PLC应用领域...........................................................................................................................５1.5PLC在中国应用.......................................................................................................................６1.6设计总结...................................................................................................................................６2可编程控制器介绍..............................................................................................................................７2.1可编程控制器关键功效和工作特点......................................................................................８2.2可编程控制器工作特点...........................................................................................................９2.3可编程控制器基础机构......................................................................................................１０2.4可编程控制器工作原理.......................................................................................................１１3PLC指令系统介绍..........................................................................................................................１２
4 十字路口交通灯PLC 控制器设计................................................................................................１４ 3.2 PLC 指令系统介绍...............................................................................................................１２ |
5结论..................................................................................................................................................２５5.1难点分析...............................................................................................................................２５5.2调试错误和修改方法...........................................................................................................２５5.3PLC智能化控制交通灯方法...............................................................................................２５5.4收获和体会...........................................................................................................................２６致谢信..............................................................................................................................................２７参考文件..............................................................................................................................................２８Abstract................................................................................................................................................２９附录......................................................................................................................................................２９
摘要
伴随社会经济发展，城市交通问题越来越引发大家关注。人、车、路三者关系协调，已成为交通管理部门需要处理关键问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制和交通疏导计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最关键组成部分。
伴随城市机动车量不停增加，怎样采取适宜控制方法，最大程度利用好花费巨款修建城市高速道路，缓解主干道和匝道、城区同周围地域交通拥堵情况，越来越成为交通运输管理和城市计划部门亟待处理关键问题。本文就城镇交通灯模拟控制系统电路原理、设计计算和试验调试等问题来进行具体分析讨论。实现路口交通灯系统控制方法很多，能够用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。其中本人对PLC较熟悉，最终我选择了用可编程控制器PLC来实现系统功效设计，完成此次课设题目。
关键字 PLC交通灯程序 汇报 设计
序言
可编程控制器（PLC）是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术发展基础上开发出来，现已广泛应用于工业控制各个领域。它以微处理器为关键，用编写程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并经过数字量和模拟量输入/输出来控制机械设备或生产过程。
现在，PLC在中国各个工业控制领域中应用越来越广泛。在就业竞争日趋猛烈今天，掌握PLC设计和应用是从事工业控制研发技术人员必需掌握一门专业技术。
PLC学习比通常编程学习困难地方就在于，要完成一个控制系统不仅需要掌握一定编程技术，更为关键是要知道怎样针对实际应用需要选择合理PLC型号，然后进行资源配置，并以此为基础，设计控制系统。
本书共5章，第一章是交通灯作用和研究意义;第二章是可编程控制器介绍，简单介
绍可编程控制器和PLC 控制系统基础知识；第三章是PLC 指令系统介绍，针对本设计所 | |
1 绪论 | |
1.1交通信号灯作用和研究意义
伴随社会经济发展，城市交通问题越来越引发大家关注。人、车、路三者关系协调，已成为交通管理部门需要处理关键问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制和交通疏导计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最关键组成部分。
伴随城市机动车量不停增加，很多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行情况，所以，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成早期，它们也曾有效地改善了交通情况。然而，伴随交通量快速增加和缺乏对高速道路系统研究和控制，高速道路没有充足发挥出预期作用。而城市高速道路在结构上特点，也决定了城市高速道路交通情况肯定受高速道路和一般道路耦合处交通情况制约。所以，怎样采取适宜控制方法，最大程度利用好花费巨款修建城市高速道路，缓解主干道和匝道、城区同周围地域交通拥堵情况，越来越成为交通运输管理和城市计划部门亟待处理关键问题。
依据交通灯工艺控制要求和特点，我们采取了德国西门子企业S7-200型PLC。西门
子PLC 有小型化、高速度、高性能等特点，是S7-200 系列中最高级次超小型程序装置。 |
1.1.2编程能力强，能够将模糊化、模糊决议和解模糊全部方便地用软件来实现；
1.1.3抗干扰能力强，现在空中多种电磁干扰日益严重，为了确保交通控制可靠稳定，我们选择了能
1.1.4够在恶劣电磁干扰环境下正常工作PLC；多年来PLC性能价格比有较大幅度提升，使得实际应用成为可能。
1.2PLC产生和发展
在可编程控制器出现前，在工业电气控制领域中，继电器控制占主导地位，应用广泛。不过电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点，尤其是其 | |
接线复杂、不易更改，对生产工艺改变适应性差。 | |
1968年美国通用汽车企业（G.M）为了适应汽车型号不停更新，生产工艺不停改变需要，实现小批量、多品种生产，期望能有一个新型工业控制器，它能做到尽可能降低重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。于是就设想将计算机功效强大、灵活、通用性好等优点和电器控制系统简单易懂、价格廉价等优点结合起来，制成一个通用控制装置，而且这种装置采取面向控制过程、面向问题“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机人也能很快掌握使用。
1969年美国数字设备企业（DEC）依据美国通用汽车企业这种要求，研制成功了世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车企业自动装配线上试用，取得很好效果。以后这项技术快速发展起来。
早期可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等次序控制功效，只是用来替换传统继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器（ProgrammableLogic Controller ）。伴随微电子技术和计算机技术发展，20世纪70年代中期微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅含有逻辑控制功效，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功效。
20世纪80年代以后，伴随大规模、超大规模集成电路等微电子技术快速发展，16
位和32 位微处理器应用于PLC 中，使PLC 得到快速发展。PLC 不仅控制功效增强，同时 |
厂家关键有美国A-B（Allen-Bradly）企业、GE（GeneralElectric）企业，日本三菱电机（MitsubishiElectric）企业、欧姆龙（OMRON）企业，德国AEG企业、西门子（Siemens）企业，法国TE（Telemecanique）企业等。
中国PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，中国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外PLC。以后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC应用逐年增多，并取得显著经济效益，PLC在中国应用越来越广泛，对提升中国工业自动化水平起到了巨大作用。现在，中国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子企业、上海香岛电机制造企业、厦门A-B企业等。
从多年统计数据看，在世界范围内PLC产品产量、销量、用量高居工业控制装置榜首，而且市场需求量一直以每十二个月15%比率上升。PLC已成为工业自动化控制领域中占主导地位通用工业控制装置。
1.3PLC发展趋势
1.3.1向高速度、大容量方向发展为了提升PLC处理能力，要求PLC含有愈加好响应速度和更大存放容量。现在，有PLC扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC扫描速度已成为很关键一个性能指标。在存放容量方面，有PLC最高可达几十兆字节。为了扩大存放容量，有企业已使用了磁泡存放器或硬盘。
1.3.2向超大型、超小型两个方向发展目前中小型PLC比较多，为了适应市场多个需要，以后PLC要向多品种方向发展，尤其是向超大型和超小型两个方向发展。现已经有I/O点数达14336点超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存放器，功效强。小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置愈加灵活，为了市场需要已开发了多种简易、经济超小型微型PLC，最小配置I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制需要，如三菱企业α系列PLC。
1.3.3PLC 大力开发智能模块，加强联网通信能力为满足多种自动化控制系统要求，多年来不停开发出很多功效模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存放器智能I/O模块，既扩展了PLC功效，又使用灵
活方便，扩大了PLC 应用范围。加强PLC 联网通信能力，是PLC 技术进步时尚。PLC 联 |
于PLC外部故障。所以，PLC生产厂家全部致力于研制、发展用于检测外部故障专用智能模块，深入提升系统可靠性。
1.3.5编程语言多样化在PLC系统结构不停发展同时，PLC编程语言也越来越丰富，功效也不停提升。除了大多数PLC使用梯形图语言外，为了适应多种控制要求，出现了面向次序控制步进编程语言、面向过程控制步骤图语言、和计算机兼容高级语言（BASIC、C语言等）等。多个编程语言并存、互补和发展是PLC进步一个趋势。
1.4PLC应用领域
PLC 早期因为其价格高于继电器控制装置，使得其应用受到限制。但最近十多年来，PLC应用面越来越广，其关键原因是：首先因为微处理器芯片几相关元件价格大大下降，使得PLC成本下降；其次PLC功效大大增强，它也能处理复杂计算和通信问题。现在PLC在中国外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环境保护和娱乐等行业。PLC应用范围通常可分成以下5种类型：
1.4.1次序控制这是PLC应用最广泛领域，也是最适合PLC使用领域。它用来替换传统继电器次序控制。PLC应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。比如：注塑机械、印刷机械、、包装机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。
1.4.2运动控制PLC制造商现在已提供了拖动步进电机或伺服电机单轴或多轴位置控制模块，在多数情况下，PLC把描述目标位置数据送给模块，其输出移动一轴或数据到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持合适位置和加速度，确保运动平滑。
1.4.3过程控制PLC还能控制大量过程参数，比如：温度、流量、压力、液位和速度。PID模块提供了使PLC含有闭环控制功效，即一个含有PID控制能力PLC可用于过程控制。当过程控制中某个变量出现偏差时，PID控制算法会计算出正确输出，把变量保持在设定植上。
1.4.4数据处理在机械加工中，PLC作为关键控制和管理系统用于CNC和NC系统中，能够完成大量数据处理工作。
1.4.5 通信网络 PLC 通信包含主机和远程I/O 之间通信、多台PLC 之间通信、PLC 和其它 |
二个月约新投入10万台套PLC产品，年销售额30多亿人民币，应用行业也很广。
在中国，通常按I/O点数将PLC分为以下等级（但不绝对，国外分类有些区分）：
微型：32I/O
小型：256I/O
中型：1024I/O
大型：4096I/O
巨型：8192I/O
在中国应用PLC 系统中，I/O64点以下PLC 销售额占整个PLC47%，64点~256 点占31%，累计占整个PLC销售额78%。
在中国应用PLC，几乎涵盖了世界全部品牌，展现百花齐放态势，但从行业上分，有各自势力范围。大中型集控系统采取欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采取日本PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面含有优势，而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。
中国PLC供给渠道，关键有制造商、分销商（代理商）、系统集成商、OEM用户、最终用户。其中，大部分PLC是经过分销商和系统集成商达成最终用户。
1.6设计总结
城市交通灯控制采取单片机比传统采取电子线路和继电器含有可靠性高、维护方便、使用简单、通用性强等特点，还能够依据实测各十字路口之间距离、车流量和车速等，合理确定各路口信号灯之间时差，以方便操作、管理和监控，从而极大地提升城市道路交通管理能力。
本系统结构简单、操作方便，可实现自动控制，含有一定智能性。对优化城市交通含有一定意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立；能有效改善程
序结构，便于模块化处理，使程序可读性、可维护性和可移植性全部得到深入提升。 |
1.6.2学会了高效率查阅资料、利用工具书、利用网络查找资料。我发觉，在我们所使用书籍上有部分知识在实际应用中其实并不是十分理想，多种参数全部需要自己去调整。偶而还会碰到错误资料现象，这就要求我们应愈加重视实践步骤。
1.6.3在毕业设计中，我们应该注意关键和细节关系。
1.6.4失败不可怕，只要不趴下，抬头向前走，期望总会有。
1.6.5同组同学相互包容，相互合作，取长补短，才能铸就最终成功。能够这么说毕业设计是对大学三年所学知识一次利用和检阅，同时对自学能力提出很高要求，所以平时学习离开思索，就是严重错误，我们学习不应该有偏科现象，各方面知识全部应该要接触，这么做才能为毕业设计打下基石。
快要两个多月毕业设计，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富激情到最终汗水背后复杂心情，点点滴滴无不令我回味无穷。
同时我认为我们工作是一个团体工作，团体需要个人，个人也离不开团体，必需发扬团结协作精神。某个人离群全部可能造成整项工作失败。毕业设计中只有一个人知道 |
原理是远远不够，必需让每个人全部知道，不然一个人错误，就有可能造成整个工作失败。团结协作是我们毕业设计成功一项很关键确保。而这次毕业设计也恰好锻炼了我们这一点，这也是很宝贵。
对我们而言，知识上收获很关键，精神上丰收愈加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次毕业设计必将成为我人生旅途上一个很美好回想！
2可编程控制器介绍
可编程控制器是一个面向生产过程控制数字电子装置，它含有控制能力强、操作方便灵活、价格廉价、可靠性高等特点。它不仅能够替换传统继电接触器控制系统，还能够组成复杂工业过程控制网络，是一个适应该代化工业发展新型控制器。可编程控制器简称PLC，是英文ProgrammableLogic Controller 缩写。
国际电工委员会（IEC）1985年对可编程控制器做过以下定义：“可编程控制器是
一个数字运算电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采取可编程存放器，用来在 |
2.1.1 条件控制功效
条件控制，又称逻辑控制或次序控制。它功效是指用PLC和、或、非指令替换继电接触器触电串联、并联及其它多种逻辑连接，进行开关控制。
(1)定时/计数控制功效
定时/计数（TIM/CNT）控制功效是指利用PLC提供定时器、计数器指令实现对某种操作定时或计数控制，以替换时间继电器和计数继电器。
(2)数据处理功效
数据处理功效是指PLC 能进行数据传送、数据比较、数据移位、数制转换、算术运 | |
算和逻辑运算和编码和译码等操作。 | |
(3) 监控功效
监控功效是指PLC能监视系统各部分运行状态和进程，对系统出现异常情况进行报警和统计，甚至自动终止运行；也可用于在线调整和修改控制程序中定时器、计数器设定值或强制置I/O状态。
(4) 步进控制功效
步进控制功效是用步进指令来实现有多道加工工序控制，只有前一道工序完成后，才能进行下一道工序操作控制，以替换由硬件组成步进控制器。
(5) 数/模转换功效
A/D和D/A转换功效是经过A/D、D/A模块完成模拟量和数字量之间转换。
(6) 运动控制功效
运动控制功效是指经过高速计数模块和位置控制模块等对机械运动系统进行单轴或
多轴控制。 (7) 过程控制功效 | |
理参数进行闭环控制。 | |
扩展功效是指经过连接输入/输出扩展单元（即I/O扩展单元）模块来增加输入/输出点数，也可经过附加多种智能单元及特殊功效单元来提升PLC控制能力。
(9) 远程输入/输出功效
远程I/O功效是指经过远程I/O单元将分散在远距离多种输入、输出设备和PLC主机相连接，进行远程控制，接收输入信号、传出输出信号。
(10) 通信联网功效
通信联网功效是指经过PLC之间联网、PLC和上位计算机连接，接收计算机命令，并将实施结果传送给计算机。由一台计算机和若干台PLC能够组成“集中管理，分散控制”分布式控制网络，实现远程I/O控制或数据交换，以完成系统规模较大复杂控制。
2.2 可编程控制器工作特点2.2.1 编程方法简单 | |
可编程控制器采取面向用户工作方法，充足考虑了工程技术人员技能和习惯，采取了易于了解和掌握梯形图编程语言。梯形图和继电接触器控制原理图类似，因为这种编程语言形象直观，轻易掌握，不需要专门计算机知识和语言，只要掌握一定电工技术和继电接触器控制系统理论人员全部可在短期内学会，用来编制用户程序。
2.2.2控制系统组成简单，通用性强
尽管现在世界各地有很多生产可编程控制器厂家和企业，有着多个品牌和种类，但其基础结构和工作原理全部大致相同。配以多种组件（如I/O模块、通信模块、人机界面等）就能够灵活组成多种规模和不一样要求控制系统。
2.2.3抗干扰能力强
可编程控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰方法，如滤波、隔离、屏蔽、自诊疗、自恢复等，使之含有很强抗干扰能力。通常无故障时间达成数万小时以上，可直接应用于有强烈干扰工业生产现场。现在可编程控制器已被公认为最可靠工业控制设备之一。
2.2.3可靠性高
受到电弧损害，寿命较短，且工作起来可靠性较差。而可编程控制器以软件替换硬件，继电接触器控制系统使用了大量机械触电，连线复杂，各触电在吸合和断开时轻易 |
可编程控制器体积小、质量小，便于安装。通常可编程控制器全部有自诊疗、故障报警、故障显示等功效，便于操作和维修人员检验，能够较轻易经过更换模块插件来快速排除故障。它结构紧凑，和被控对象硬件连线方法简单，接线少，易于维护。
2.2.5控制系统设计、开发周期短
可编程控制器用软件功效替换了继电接触器控制系统中大量中间继电器、时间继电器、计数器等，使控制系统设计、安装、接线工作量大大降低。
2.3可编程控制器基础机构
PLC和计算机控制系统十分相同，也含有中央处理器（CPU）、存放器、输入/输出（I/O）接口、电源等。
2.3.1中央处理器单元（CentralProcessing Unit,CPU）
中央处理器是PLC关键部分，是系统运算和控制中心，由它实现逻辑运算、数字运
算，协调控制系统内部各部分工作。
2.3.2存放器（Memory）
存放器是一个记忆部件。用来存放数据或程序，关键包含随机存取存放器和EPROM。
2.3.3输入/输出单元（Input/OutputUnit）
输入/输出单元是PLCCPU和现场输入、输出装置或其它外部设备之间连接接口部件。
2.3.4编程器
编程器是PLC关键外部设备。它作用是供用户进行程序编制、编辑、调试和监视等。
2.3.5电源单元
电源单元是PLC电源供给部分。它作用是把外部供给电源变换成系统内部各单元所
需电源。
内部处理实际就是运行PLC内部系统管理程序，组成份别为：
(1) 系统自监测。PLC检验CPU模块内部硬件是否正常，复位监视计时器（看门狗），
假如超时则停止中央处理工作，和完成部分其它检测。
(2) 和编程器交换信息。这在使用编程器输入和调试程序时才实施。
(3) 和数据器交换信息。这只有在PLC中配置有专用数字处理器时才实施。
(4) 外部通信。当PLC配置有通信接口或模块时，和外部通信对象（如磁带机、其
它PC或计算机等）进行数据交换。
2.4.2工作过程可分为3个阶段，分别以下：
(1)输入采样阶段
PLC 在输入采样阶段，以扫描方法次序读入全部输入端状态，并将此状态存入输入映像区，这是一个集中采样方法。输入映像区信息供用户程序实施时取用。在程序实施期间即使外部输入信号状态发生改变，输入映像区内容也不会改变，这些改变只有到下一个扫描周期输入采样阶段才被读入。 |
(2) | 序实施阶段 |
PLC在程序实施阶段，在无中止或跳转指令情况下，依据梯形图程序从首地址开始按自左向右、自上而下次序，对每条指令逐句进行扫描，扫描一条，实施一条。实施程序时，梯形图中输入继电器状态取自于内部输入映像寄存器状态，并将运算结果，即输出继电器状态存放在内部输出映像寄存器中。
(3) 输出刷新阶段
当全部指令实施完成后,进入输出刷新阶段,CPU将输出映像区内容集中转存到输出锁存器,然后传送到各对应输出端子,最终再驱动实际输出负载,这才是PLC实际输出,这是一个集中输出方法。
在程序实施阶段，因为输出映像区内容会伴随程序实施进程而改变，所以，在程序实施过程中，所扫描到功效经解算后，其结果立即就可被后面将要扫描到逻辑解算所利用，所以简化了程序设计。
3 PLC 指令系统介绍 |
3.2.1LD/LD NOT 指令
LD和LDNOT 指令是每个行或块起点。LD是常开触点，LDNOT 是常闭触点。
LD和LDNOT 指令数据范围为IR、SR、HR、AR、LR、TC、TR。
3.2.2AND/ANDNOT 指令
AND和ANDNOT 指令是串联连接触点。AND是常开触点，ANDNOT 是常闭触点。
AND和ANDNOT 指令数据范围为IR、SR、HR、AR、LR、TC。
3.2.3OR/ORNOT 指令
是常闭触点。OR 和OR NOT 指令是并联连接触点，实施逻辑“或”功效。OR 是常开触点，OR NOT |
OR和ORNOT 指令数据范围为IR、SR、HR、AR、LR、TC。
3.2.4OUT/OUTNOT 指令
OUT和OUTNOT 实施输出功效，OUT指令将操作结果直接输出，而OUTNOT 指令将操
作结果取反后输出。
OUT和OUTNOT 指令数据范围为IR、SR、HR、AR、LR。
3.2.5ORLD指令
ORLD完成两个程序块并联功效。
3.2.6DIFU（13）/DIFD（14）指令
DIFU（13）和DIFD（14）分别是前沿微分指令和后沿微分指令。当DIFU输入条件
由OFF变为ON时，DIFU所指定继电器在一个扫描周期为ON；当DIFD输入条件由ON变
为OFF时，DIFU所指定继电器在一个扫描周期为ON。
3.2.7一般定时器TIM |
·当定时器计时值大于等于设定值,定时器触点为ON;
·当定时器计时值超出设定值时,定时器计时值仍然继续增加；
·假如条件不成立，定时器计时值复位（为0），触点为OFF。
TIM指令数据范围为定时器号:T000～T511，设定值：#0000～9999。
4十字路口交通灯PLC控制器设计
4.1十字路口交通灯PLC控制系统控制要求
信号灯受一个开关控制开启：接通时，南北红灯亮、东西绿灯亮;
开关断开，全部灯灭。
南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，应关闭信号灯、并报警；
南北红灯量60秒，和此同时东西绿灯先亮55秒、闪亮3秒后熄灭、继而黄灯量2
秒。
东西黄灯熄灭、继而东西红灯亮25秒，和此同时南北绿灯先亮20秒、闪亮3秒后
熄灭、继而黄灯亮2秒。以此周而复始。
4.2十字路口交通灯部署图
十字路口交通灯示意图图3-1所表示。在十字路口东、西、南、北方向主干道装有“红
绿黄”灯.具体交通灯部署以下。
4.2.1在PLC交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面全部有3个控制灯，分
|
| 北 |
| |
西 | ||||
别为：
● 严禁通行灯 （亮时为红色）
● 准备严禁通行灯 （亮时为黄色）
● 直通灯 （亮时为绿色）
图3-1 十字路口交通灯部署图
二、PLC 选型和资源配置
1.系统组成图
控制系统结构图图3-２所表示。
图3-２ 交通灯控制系统图
1.PLC框架配置图
PLC框架配置图图
电 | 模 | 输 | 输 |
PLC 框架配置图 |
输入元件 | 输入地址 | 输出元件 | 输出地址 |
| | 南北绿灯 | Y0 |
| | 南北黄灯 | Y1 |
控制开关 | X0 | 南北红灯 | Y2 |
| | 警灯(故障指示) | Y3 |
| | 东西绿灯 | Y4 |
| | 东西黄灯 | Y5 |
| | 东西红灯 | Y6 |
4.2.3模块功效概述
(1) 电源模块采取CQM1-PA203模块，它经过基架，供电给其它模块；
(2) CPU 模块采取CQM1-CPU21-E模块，它控制着整个系统有条不紊地工作；
(3) 数字量输入模块采取CQM1-IA221模块，它有8个输入点，本控制系统中，它将接收来自开启按钮、强通开关输入信号；
(4) 数字量输出模块采取CQM1-OC222模块，它关键用来将控制信号输出到对应交通灯，实现控制。CQM1-OC222模块有16个输出点。
4.3系统控制步骤图
开启开关
东 | 东西绿灯亮 | 25 | 南 | 南北红灯亮 | 2S |
西 | |||||
主 | 55S | 60S | |||
干 | |||||
道 | 南北绿灯亮 | ||||
东西绿灯闪 | |||||
北 | |||||
主 | |||||
3S | S | 干 | 20s | ||
道 | 南北绿灯闪 | ||||
东西黄灯亮 | |||||
2S | 3S | ||||
东西红灯亮 | 南北黄灯亮 |
交通灯正常循环运行步骤图
ON
开
启
OFF
南
北
红
东
西
绿
东
西
黄
东
西
红
北
黄
55S | 3 | 2 | 20S | 3 | 2 | 55S | 3 | 2 |
S | S | S | S | S | S |
25S
十字路口主干道交通灯模拟控制时序图
4.3.1正常循环通行时
交通灯正常循环运行逻辑步骤图图3-3所表示。具体控制要求以下：
信号灯受一个开关控制开启：接通时，南北红灯亮、东西绿灯亮;
开关断开，全部灯灭。
南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，应关闭信号灯、并报警；
南北红灯量60秒，和此同时东西绿灯先亮55秒、闪亮3秒后熄灭、继而黄灯量2
秒。
东西黄灯熄灭、继而东西红灯亮25秒，和此同时南北绿灯先亮20秒、闪亮3秒后
熄灭、继而黄灯亮2秒。以此周而复始。
4.4控制系统梯形图
工作过程以下
当开启开关合上时，X000接通，Y002得电，南北红灯亮；同时Y002常开触点闭和，Y004
得电，东西绿灯亮。维持55s后，T6常开触点接通，和该点串联T2常开触点每各O.5s
导通0.5s，从而使东西绿灯闪亮3s。3s后T7常闭除点断开，Y004失电,东西绿灯熄灭；
此时T7常开触点闭合，Y005得电，东西黄灯亮。过2S后，T5常闭触点断开，Y005失电，
东西黄灯灭，到这时开启时间累计为60s，T0常闭触点断开，Y002失电，南北红灯灭，
T0常开触点闭合，Y006得电，东西红灯亮，Y6常开触点闭合，Y0得电，南北绿灯亮。
其指令表以下。
4.5控制系统指令表
5结论
5.1难点分析
交通灯闪亮
交通灯绿灯在实际运行中是要经过闪烁，所以在设计程序中也要加入这个功效，参考了部分PLC交通灯程序介绍时发觉PLC中有部分继电器能够实现闪烁这些继电器也就是PLC内部功效继电器，这是一个硬件实现功效方法，即使程序能够降低但比较死板闪烁频率不能控制。因为对PLC内部功效继电器不太熟悉（不一样型号PLC内部功效继电器编号也不一样）我想了一个用程序实现方法（程序段在第86条~第94条指令之间），此方法能够说是软件实现功效方法，即使程序加长了但闪烁频率能够控制比较灵活。
5.2调试错误和修改方法
经过设计，想一次性把程序完成是很难，在调试中就出现了不少错误。
刚开始时候把程序写进去然后运行却发觉有些灯亮不起来而且在完成了一个周期后就循环不起来了。那时真不知道从哪里入手，只好一条一条地检验才发觉了一条指令把
形图又仔细看了一次却看不出什么问题出来。忽然想起来编程器还能够进行监控于是再在运行同时进行监控，于是发觉了在程序第一周期一切全部运行正常但再运行下去时候 |
传统十字路口交通控制灯，通常是事先经过交通流量调查，利用统计方法将两个方向红绿灯延时预先设置好。然而实际上交通流量改变往往是不确定，有路口在不一样时段甚至可能产生很大差异。即使是经过长久运行、适用方案，仍然会发生这么现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候经过。这种流量改变偶然性是无法建立正确模型，统计方法已不能适应迅猛发展交通现实状况，需要有一个能够依据流量改变情况自适应控制交通灯。而模糊控制恰恰含有这方面优势。此系统就是应用可编程序控制器(PLC)对十字路口交通控制灯实现模糊控制传统十字路口交通控制灯，通常是事先经过交通流量调查，利用统计方法将两个方向红绿灯延时预先设置好。然而实际上交通流量改变往往是不确定，有路口在不一样时段甚至可能产生很大差异。即使是经过长久运行、适用方案，仍然会发生这么现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候经过。这种流量改变偶然性是无法建立正确模型，统计方法已不能适应迅猛发展交通现实状况，需要有一个能够依据流量改变情况自适应控制交通灯。而模糊控制恰恰含有这方面优势。
5.4收获和体会
经过两个多月艰苦奋斗，设计结果最终要出来了，我才松了一口气，俗话说：“万事开头难。”这话一点也不假，回想当初确定这个，还是挺茫然。不知怎下手。最终采取了先采集资料、进行实际考察后设计方法。
查找资料也是一件繁琐事情，虽说网上有资料但要找到部分真正有用资料也不是一件轻易事，需要耐心查找。
好了最终到了设计时候了，花了整整十几天，最终完成了设计，不过调试时候却发觉结果和想有所不一样，经过监控和修改才得出了需要设计。这次设计让我们增加了实践技能，还增加了相关交通知识，这些对于我们真是受益匪浅。最终，我们认为，不见风雨，怎么能见彩虹呢？我把体会用十个字概括：天下无难事，只怕有心人
一次又一次学习，探索又，我们慢慢地在体会，研究和感悟，最终开始领会到快要成功那一份喜悦，从撰写开汇报，查找资料，程序设计，到整理每一个次调试，我们学会了细心和耐心，也品尝到了酸、甜、苦、辣，无数成功和失败愈加肯定了我们研究结
果。爱好是自发形成，而默契是慢慢培养出来。目前社会，科技快速发展，知识更新速 |
致谢信
彭老师：
首先我对老师您表示忠心感谢！
在您孜孜不倦教导下，学生最终在校顺利完成了毕业设计。在整个设计、加工过程中，您给我们提出了很多和宝贵提议和意见，让学生少走了很多弯路。经过您指导让让我理清了设计思绪，灵活地利用了以前所学知识，把书本上理论知识联络到实际利用中来。
老师您利用自己业余时间来给我们指导，毫无保留地把自己经验和提议告诉我们，
让学生在此次设计中受益匪浅！ |
此致
敬礼
参考文件
张发玉可编程序控制器应用技术 西安科技大学出版社 20XX年
陈琳 可编程序控制器应用技术 化学工业出版社 20XX年
王兆义小型可编程序控制器应用技术 机械工业出版社 20XX年
赵明等工厂电气控制设备（第二版） 机械工业出版社
常晓玲电气控制系统和可编程序控制器 机械工业出版社
廖常初 PLC 基础及应用机械工业版社 20XX 年
林信元PLC可编程控制器试验系统-试验指导书常熟市教学仪器厂
赵金荣叶真编 可编程序控制器原理及应用 上海应用技术学院
易传禄可编程序控制应用指南 上海科普出版社
方承远工厂电气控制技术 机械工业出版社
王永华现代电气及可编程技术 、机械工业出版社
汤以范电气和可编程序控制器技术 机械工业出版社
彭侃可编程序控制器原理及应用 华南理工大学出版社
刘柏生PLC编程实用指南机械工业出版社 20XX年
附录
经过本系统设计，我对PLC特点有可更深刻了解。十字路口交通灯控制系统利用了
PLC特点，对按钮、开关、交通等输入/输出点进行控制，实现了十字路口交通灯控制中
自动化。
在本设计中，肯定会有不妥之处，敬请恩师给和批评指正，我将立即更正，谢谢阅读！