做任何工作都應(yīng)改有個(gè)計(jì)劃，以明確目的，避免盲目性，使工作循序漸進(jìn)，有條不紊。寫計(jì)劃的時(shí)候需要注意什么呢？有哪些格式需要注意呢？那么下面我就給大家講一講計(jì)劃書怎么寫才比較好，我們一起來看一看吧。

plc交通信號(hào)燈課程設(shè)計(jì) plc交通燈課程設(shè)計(jì)計(jì)劃篇一

課題：以交通燈為主的多功能任務(wù)設(shè)計(jì)

班級(jí) 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名

指導(dǎo)教師

淮陰工學(xué)院 電子與電氣工程學(xué)院

2015-6 1

目錄

一、課程設(shè)計(jì)目的......................................................................................................3

二、設(shè)計(jì)要求..............................................................................................................3 1． 總體要求........................................................................................................3 2． 具體要求........................................................................................................3 3． 系統(tǒng)硬件總框圖............................................................................................4 1）at89c52單片機(jī).......................................................................................5 3）數(shù)碼管顯示電路........................................................................................6 4）led燈顯示...............................................................................................7 5）鍵盤掃描模塊............................................................................................7 6）蜂鳴器電路................................................................................................8

三、硬件電路的設(shè)計(jì)及描述......................................................................................8 1． 硬件總框圖及原理圖....................................................................................8 2． 主程序流程圖..............................................................................................10 3． 各模塊流程圖..............................................................................................11 1）時(shí)間顯示程序流程圖..............................................................................12 2）流水燈程序流程圖..................................................................................12 3）利用蜂鳴器的音樂流程圖......................................................................13 4）交通燈控制..............................................................................................13

四、源程序代碼........................................................................................................14

六、調(diào)試情況

六、設(shè)計(jì)心得............................................................................................................20

七、參考文獻(xiàn)............................................................................................................20

一、設(shè)計(jì)目的

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教育環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間必須接受的一項(xiàng)工程訓(xùn)練。在課程設(shè)計(jì)過程中，在教師指導(dǎo)下，應(yīng)用工程的方法，通過一個(gè)簡(jiǎn)單課題的設(shè)計(jì)練習(xí)，可使學(xué)生初步體驗(yàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、完成的工作內(nèi)容和具體的設(shè)計(jì)方法，了解必須提交的各項(xiàng)工程文件，也達(dá)到鞏固、充實(shí)和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的目的。

通過課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該能加強(qiáng)學(xué)生如下能力的培養(yǎng)：（1）獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造力；

（2）綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力；（3）查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書的能力；（4）工程繪圖的能力；

（5）編寫技術(shù)報(bào)告和編寫技術(shù)資料的能力。

二、設(shè)計(jì)要求

1．總體要求

（1）獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)（2）繪制系統(tǒng)硬件總框圖（3）繪制系統(tǒng)原理電路圖

（4）制定編寫設(shè)計(jì)方案，編制軟件框圖，完成詳細(xì)完整的程序清單和注釋（5）制定編寫調(diào)試方案，編寫用戶操作使用說明書

（6）寫出設(shè)計(jì)工作小結(jié)。對(duì)在完成以上文件過程所進(jìn)行的有關(guān)步驟如設(shè)計(jì)思想、指標(biāo)論證、方案確定、參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、原理分析等作出說明，并對(duì)所完成的設(shè)計(jì)作出評(píng)價(jià)，對(duì)自己整個(gè)設(shè)計(jì)工作中經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，總結(jié)收獲和今后研究方向。

2．具體要求

本次工程實(shí)踐的校內(nèi)部分主要以單片機(jī)為基礎(chǔ)，進(jìn)行單片機(jī)軟件編程，目的 3 是為了提高學(xué)生的軟件編程和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括兩個(gè)部分，硬件及軟件部分，硬件部分已經(jīng)制作成功，學(xué)生只需要掌握其原理和焊接相應(yīng)的元器件，掌握元器件的辨別和元器件的作用以及應(yīng)用場(chǎng)所即可，另外對(duì)所焊接的電路還需要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，判斷是否有焊接錯(cuò)誤的地方或者短路的地方，對(duì)出現(xiàn)的異常情況要能夠根據(jù)現(xiàn)象判別原因，并具備解決問題的能力，從而切實(shí)提高學(xué)生的硬件電子電路的分析、判斷能力。

軟件編程是本次課程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。在為期兩周的工程實(shí)踐中，將占據(jù)主要時(shí)間，完成的軟件編程任務(wù)主要包括以下幾點(diǎn)：

1）、熟悉keil c51編程平臺(tái)及相關(guān)編程軟件

2）、編寫、調(diào)試蜂鳴器、繼電器動(dòng)作、方波程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 3）、編寫、調(diào)試led流水燈（循環(huán)顯示）程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 4）、編寫、調(diào)試鍵盤掃描子程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 5）、編寫、調(diào)試數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 6）、基于交通燈的多功能控制設(shè)計(jì)

其中前五個(gè)內(nèi)容是后兩個(gè)內(nèi)容的基礎(chǔ)，主要是編制一些子程序，為后繼的整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。交通燈控制是在五個(gè)課題中選做的一個(gè)設(shè)計(jì)，是一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)編程設(shè)計(jì)，來實(shí)現(xiàn)智能交通燈的多功能作用。

3．系統(tǒng)硬件總框圖

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖

此次課程設(shè)計(jì)，at89c52是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperom—falsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。1）at89c52單片機(jī)

設(shè)計(jì)中所用的單片機(jī)型號(hào)為at89c52，其主要功能為：

at89c52是低功耗、高性能的cmos 8位單片機(jī)。片內(nèi)帶有8kb的flash存儲(chǔ)器，且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫或用編程器編程。另外，at89c52的指令系統(tǒng)和引腳與80c52完全兼容，所以，近幾年at89c52單片機(jī)應(yīng)用極為廣泛。

at89c52單片機(jī)除了含有8kb的flash存儲(chǔ)器外，片內(nèi)還有256 b的ram，32條i/o口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)算器、6個(gè)中斷源、1個(gè)全雙工串行口等。同時(shí)，與80c52一樣，有空閑和掉電兩種節(jié)電運(yùn)行方式。

at89c52引腳如下圖所示：

圖2 at89c52引腳

at89c52單片機(jī)為40腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的c51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主ic 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)ir的接收解碼及與主板cpu通信等。

2）ds1302模塊

ds1302的rst是復(fù)位/片選線，通過把rst輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)rst為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)ds1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中rst置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。

其管腳圖如下：

圖3 ds1302管腳圖

各引腳功能：vcc1為后備電源，vcc2為主電源，x1和x2是振蕩源，sclk為輸入端

rst輸入有兩種功能：首先，rst接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，rst提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。

3）數(shù)碼管顯示電路

圖4 數(shù)碼管顯示電路

設(shè)計(jì)中采用六位共陰極數(shù)碼管,通過單片機(jī)stc89c52的p0口控制其位選和段選，以達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示相應(yīng)數(shù)值的效果。在其位選控制部分，采用了一個(gè)9012型三極管，要求當(dāng)p0口輸出低電平時(shí)，位選成功。

所謂動(dòng)態(tài)掃描就是指我們采用分時(shí)的方法，輪流控制各個(gè)顯示器的com端，6 使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。

4）led燈顯示

圖5 led顯示模塊

本次課程設(shè)計(jì)中，“程序語(yǔ)言”通過“翻譯”軟件“翻譯”成單片機(jī)所需的二進(jìn)制代碼，單片機(jī)可工作。要用外加電源和分壓電阻來控制低電平驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮，因?yàn)閱纹瑱C(jī)不能直接高電平驅(qū)動(dòng)led燈。如圖d1-d8和r1、r2以及r6-r11連接到單片機(jī)io口，當(dāng)p1口某腳變低時(shí)相應(yīng)led發(fā)光。實(shí)現(xiàn)led燈的閃爍，只需利用編程方法依次從低位到高位逐個(gè)變?yōu)榈碗娖?，等待少許時(shí)刻再變高即可。

5）鍵盤掃描模塊

圖6 按鍵輸入電路

本模塊四個(gè)開關(guān)分別用于控制流水燈控制電路，時(shí)間顯示電路，音樂蜂鳴器電路，交通燈四部分功能。當(dāng)按下其中一個(gè)開關(guān)時(shí)，該部分電路導(dǎo)通，給單片機(jī) 發(fā)出地址信號(hào)，實(shí)現(xiàn)其中一項(xiàng)功能的運(yùn)做，如圖4所示。

keya鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時(shí)，蜂鳴器程序工作； keyb鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時(shí)，流水燈程序工作；

keyc鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時(shí)，數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描程序工作； keyd鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時(shí)，交通燈程序工作。

6）蜂鳴器電

圖7 蜂鳴器電路

路

蜂鳴器單元電路是通過一個(gè)pnp三極管來放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，蜂鳴器的正極接到＋5v電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極，三極管的基極經(jīng)過限流電阻后由單片機(jī)的p3.4控制。

當(dāng)輸出高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器的兩引腳間的直流電壓接近于0v，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器的兩個(gè)引腳間獲得將接近+5v的直流電壓，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過程序控制io口輸出的電平來控制蜂鳴器是否發(fā)出聲音，實(shí)現(xiàn)各種可能音響的產(chǎn)生。

三、硬件電路的設(shè)計(jì)及描述

1．硬件總框圖及原理圖

圖8 硬件總框圖

圖9 硬件總原理圖

2．主程序流程圖

3．各模塊流程圖 1）時(shí)間顯示程序流程圖

2）流水燈程序流程圖

3）利用蜂鳴器的音樂流程圖

4）智能交通燈

四、源程序代碼

/******************************************************************** * 文件名

： 4個(gè)功能由按鍵控制.c * 描

述

: 按下a鍵，實(shí)現(xiàn)蜂鳴器動(dòng)作。

按下b鍵，實(shí)現(xiàn)led流水燈循環(huán)顯示。

按下c鍵，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示。

按下d鍵，實(shí)現(xiàn)交通燈功能。* 創(chuàng)建人

：

***********************************************************************/ #include

#include

// 無符號(hào)整形習(xí)慣的定義

#define uchar unsigned char

//無符號(hào)字符型習(xí)慣的定義 void buzz_key(void);

//子函數(shù)聲明 void led_key(void);void tube_key(void);void traffic(void);unsigned char code duanma[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

unsigned char code weima[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};

// 選擇哪個(gè)數(shù)碼管

unsigned char temp[6];uchar i=35;uchar k=30;uchar l=5;uchar j;uchar b;

//定義變量

sbit duan=p2^6;//定義管腳 sbit wei=p2^7;sbit key_a=p3^4;sbit key_b=p3^5;sbit key_c=p3^6;sbit key_d=p3^7;sbit buzz=p2^3;sbit diola=p2^5;sbit csda=p3^2;sbit red=p1^0;//交通燈管腳定義 sbit green=p1^1;sbit yellow=p1^2;/******************************************************************** * 名稱 : delay_1ms()* 功能 : 延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間為 1ms * x * 輸入 : x(延時(shí)一毫秒的個(gè)數(shù))* 輸出 : 無

***********************************************************************/

void delay_1ms(unsigned int t){ unsigned char x,y;for(x=t;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);

}

/******************************************************************** * 名稱 : main()* 功能 : 實(shí)現(xiàn)蜂鳴器，流水燈，數(shù)碼管，交通燈

***********************************************************************/ void main(){

diola=0;//流水燈鎖存器關(guān) 流水燈未選通

wei=0;//位選關(guān)

duan=1;

p0=0;

duan=0;

csda=0;

while(1){

if(key_a==0 || key_b==0 || key_c==0|| key_d==0)

{

if(key_a==0)

//a鍵按下

{

buzz_key();

//調(diào)用蜂鳴器子程序

}

else if(key_b==0)//b鍵按下

{

led_key();

//調(diào)用流水燈子程序

}

else if(key_c==0)//c鍵按下時(shí)

{

tube_key();//調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序

}

else

//d鍵按下時(shí)

{

traffic();

//調(diào)用交通燈子程序

i=35;

k=30;

l=5;

return;

}

}

} }

/******************************************************************** * 名稱 : buzz_key(void)* 功能 : 蜂鳴器子程序

***********************************************************************/

void buzz_key(void)

{

diola=0;wei=0;

buzz=0;

//蜂鳴器響

while(key_b&&key_c&&key_d&&!key_a);

buzz=1;

//關(guān)蜂鳴器

}

/********************************************************************* * 名稱 : led_key(void)* 功能 : 流水燈子程序

***********************************************************************/ void led_key(void){

diola=1;b=0xfe;

p1=b;//11111110 while(key_b==0){

b=_crol_(b,1);

//左移11111101

delay_1ms(500);

p1=b;

//111111011

delay_1ms(500);

}

while(key_a&&key_b&&key_c&&key_d);

p1=0xff;

}

/******************************************************************** * 名稱 : tube_key(void)* 功能 : 數(shù)碼管子程序

***********************************************************************/

void tube_key(void){

diola=0;

//流水燈使能端置0 while(key_c==0)

{ unsigned int i;

for(i=0;i<6;i++)

{

wei=1;

p0=weima[i];

//位選信號(hào)

wei=0;

duan=1;

p0=duanma[i];//段選信號(hào)

duan=0;

delay_1ms(500);

}

duan=1;

p0=0;

duan=0;

//清零

}

}

/******************************************************************** * 名稱 : traffic_key(void)* 功能 : 交通燈子程序

***********************************************************************/

void traffic(void)

{

diola=0;

while(key_d==0)

{

if(i>0)

{

diola=1;

b=0xfe;

p1=b;//11111110

for(j=0;j<40;j++)

{

p0 = 0;

wei=1;

//消隱

p0 = weima[0];

wei=0;

duan=1;

//第1位數(shù)碼管顯示

p0 = duanma[(i / 10)%10];//在這里取 i 的個(gè)位數(shù)

delay_1ms(40);

//延時(shí)40毫秒后顯示下一個(gè)數(shù)

p0 = 0;

wei=1;

//消隱

p0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數(shù)碼管顯示

p0 = duanma[i % 10];

//在這里取 i 的個(gè)位數(shù)

delay_1ms(40);

//延時(shí)40毫秒后顯示下一個(gè)數(shù)

}

i--;

}

else if(k>0)

{

diola=1;

b=0xfd;

p1=b;//11111110

for(j=0;j<40;j++)

{

p0 = 0;

wei=1;

//消隱

p0 = weima[0];

wei=0;

duan=1;

//第1位數(shù)碼管顯示

p0 = duanma[(k / 10)%10];//在這里取 i 的個(gè)位數(shù)

delay_1ms(40);

//延時(shí)3毫秒后顯示下一個(gè)數(shù)

p0 = 0;

wei=1;

//消隱

p0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數(shù)碼管顯示

p0 = duanma[k % 10];

//在這里取 i 的個(gè)位數(shù)

delay_1ms(40);

//延時(shí)3毫秒后顯示下一個(gè)數(shù)

}

k--;

}

else if(l>0)

{

diola=1;

b=0xfb;

p1=b;//11111110

for(j=0;j<40;j++)

{

p0 = 0;

wei=1;

//消隱

p0 = weima[0];

wei=0;

duan=1;

//第1位數(shù)碼管顯示

p0 = duanma[(l / 10)%10];//在這里取 i 的個(gè)位數(shù)

delay_1ms(40);

//延時(shí)3毫秒后顯示下一個(gè)數(shù)

p0 = 0;

wei=1;

//消隱

p0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數(shù)碼管顯示

p0 = duanma[l % 10];

//在這里取 i 的個(gè)位數(shù)

delay_1ms(40);

//延時(shí)3毫秒后顯示下一個(gè)數(shù)

}

l--;

}

}

}

五、設(shè)計(jì)心得

通過兩個(gè)星期的實(shí)驗(yàn)，我的設(shè)計(jì)雖然有一些毛病，但總體上還是成功的。兩周的時(shí)間雖然短暫，但我從中受益匪淺,畢竟在課堂學(xué)習(xí)到的東西真真正正的用到實(shí)際中還是有很大困難的，要把理論運(yùn)用于實(shí)踐確實(shí)并非一件易事。我從最初的設(shè)想設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的數(shù)字電路到繪制電路圖，然后打印排版，最后矯正設(shè)計(jì)中的漏洞與不足，整個(gè)過程我翻閱了大量的資料。

這次交通燈的課程設(shè)計(jì)，也使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)過程中，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流得到解決。

還有交通燈是我們生活中非常常見的一種東西，對(duì)于我們學(xué)以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠?yàn)槲覀円院蟮墓ぷ饔趯W(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

六、參考文獻(xiàn)

1.《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》 李朝青 北京航空航天大學(xué)出版社，2004 2.《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 李全力 高等教育出版社，2001 3.《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》 楊剛，周群 電子工業(yè)出出版社，1997 4.《單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)》 劉國(guó)榮 機(jī)械工業(yè)出版社，1997 5.《數(shù)字電子技術(shù)》 楊志忠 高等教育出版社，2003 6.《電子技術(shù)》 胡宴如 高等教育出版社，2001 7.《電子線路cad》 王延才 機(jī)械工業(yè)出版社，2001 8.《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編》 何利民 北京航空航天大學(xué)出版社，1996 9.《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》 吳國(guó)經(jīng) 中國(guó)電力出版社，2004 10.《單片機(jī)及接口技術(shù)實(shí)踐教程》 胡健 北京機(jī)械工業(yè)出版社，2002 11.《使用接口技術(shù)》 李廣軍 成都電子科技大學(xué)出版社，1998

plc交通信號(hào)燈課程設(shè)計(jì) plc交通燈課程設(shè)計(jì)計(jì)劃篇二

plc的定義及工作原理

⒈定義：可編程控制器，簡(jiǎn)稱plc（programmable logic controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置?！皃lc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置”。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

⒉工作原理: 當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行三個(gè)階段。

(一)輸入采樣階段

在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。

(二)用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。

(三)輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。

隨著自動(dòng)化控制技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，plc作為前沿的工業(yè)控制器，具有體積小、可靠性高、易操作、靈活性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域。用內(nèi)部編程取代繼電器邏輯控制電路中大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，簡(jiǎn)化了控制路線，提高了系統(tǒng)控制的可靠性，這是plc最大的優(yōu)點(diǎn)。借助于書序控制圖和梯形圖來編制用戶控制程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)順序控制，是plc的主要功能之一。

實(shí)訓(xùn)１

基礎(chǔ)試驗(yàn)

1.兩燈交替閃爍 指令表

梯形圖

工作過程：

按下啟動(dòng)開關(guān)x0，y0亮，且開始計(jì)時(shí),2s后，t0動(dòng)作，t0常閉斷開y0熄滅，t0常開閉合y1亮，經(jīng)過2s，y0亮；如此循環(huán)，直到按下停止開關(guān)x1。

2.利用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)循環(huán)

指令表

梯形圖

工作過程：

按下啟動(dòng)開關(guān)x0，y0亮，開始計(jì)時(shí)2s后，t0動(dòng)作，y0熄滅，y1亮，如此循環(huán)，直到循環(huán)了5次，計(jì)數(shù)器co動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，整個(gè)過程停止。

實(shí)訓(xùn)２ 十字路口交通燈控制系統(tǒng)

1、實(shí)訓(xùn)目的

① 了解ｐｌｃ基本功能指令使用方法 ②掌握功能指令圖的輸入方法 ③學(xué)會(huì)利用功能指令進(jìn)行設(shè)計(jì) ２、實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容

該實(shí)驗(yàn)在十字路口交通信號(hào)燈控制實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)完成,按啟動(dòng)按鈕，六盞燈按如下時(shí)序工作：第一組綠燈亮５秒后閃爍３次（滅０．５秒，亮０．５秒），黃燈亮２秒，紅燈亮1０秒；第二組紅燈亮1０秒，綠燈亮５秒后閃爍３次（滅０．５秒，亮０．５秒），黃燈亮２秒。

從時(shí)序圖可以看出，該系統(tǒng)有一個(gè)輸入裝置和 6個(gè)輸出裝置。下表為輸入裝置與輸出裝置與plc的地址編號(hào)對(duì)應(yīng)表。

指令表

⒈ ⒉ ⒊ ⒋ ⒌ ⒍ ⒎ ⒏ ⒐ ⒑ ⒒ ld

m8002 set

l0 stl

s0 ld

x000 out

y000 out

y003 set

s21 set

s31 stl

s21 out

y000 out

t0

k50 ⒓ ld

t0 ⒔ set

s22 ⒕ stl

s22 ⒖ out

t1

k30 ⒗ ldi

t1 ⒘ and

m8013 ⒙ out

y000 ⒚ ld

t1 ⒛ set

s23 ２１．stl ２２．out ２３．out ２４．ld ２５．set ２６．stl ２７．out ２８．out ２９．stl ３０．out ３１．out ３２．ld ３３．set ３４．stl ３５．out ３６．out ３７．ld ３８．set ３９．stl ４０．out ４１．ldi ４２．a(chǎn)nd ４３．ut ４４．ld ４５．set ４６．stl ４７．out ４８．out ４９．stl ５０．stl ５１．ld ５２．a(chǎn)nd ５３．set ５４．ret ５５．end s23 y001 t2

k20 t2

s24

s24 y002 t3

k100

s31 y003 t4

k100

t4

s32

s32 y004 t5 t5 s33

s33 t6

k30

t6

m8013 y004

t6

s34

s34

y005

t7

s24

s34

t3

t7

s0

附加任務(wù)

機(jī)械手手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)

控制要求1：

實(shí)現(xiàn)機(jī)械手左右移動(dòng)。

按下向左按鈕，機(jī)械手向左移動(dòng)，到達(dá)左限位開關(guān)后停止；按下向右按鈕，機(jī)械手向右移動(dòng)，到達(dá)右限位開關(guān)后停止。

控制要求2：

實(shí)現(xiàn)機(jī)械手上下移動(dòng)。

按下向上按鈕，機(jī)械手向上移動(dòng)，到達(dá)上限位開關(guān)后停止；按下向下按鈕，機(jī)械手向下移動(dòng)，到達(dá)下限位開關(guān)后停止。

控制要求3：

實(shí)現(xiàn)機(jī)械手左右、上下移動(dòng)。

按下向左按鈕，機(jī)械手向左移動(dòng)，到達(dá)左限位開關(guān)后停止，按下向右按鈕，機(jī)械手向右移動(dòng)，到達(dá)右限位開關(guān)后停止。

按下向上按鈕，機(jī)械手向上移動(dòng)，到達(dá)上限位開關(guān)后停止；按下向下按鈕，機(jī)械手向下移動(dòng)，到達(dá)下限位開關(guān)后停止。

控制要求4：

實(shí)現(xiàn)上述控制后，機(jī)械手電磁鐵在a位置可吸引提取物料（鐵塊）或釋放物料。機(jī)械手電磁鐵在b位置同樣可吸引提取物料（鐵塊）或釋放物料。

可手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)物料從a位置移動(dòng)到b位置或從b位置移到達(dá)a位置。

總

結(jié)

這是一個(gè)比較典型的十字路口交通燈的梯形圖設(shè)計(jì)，最為一種設(shè)計(jì)實(shí)踐，主要是為plc在交通控制系統(tǒng)中提出一種設(shè)計(jì)理論，為以后plc在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中提出一種可行的理論方案。在實(shí)際應(yīng)用中，采用plc控制城市交通信號(hào)燈，能根據(jù)不同路況要求，隨時(shí)修改控制程序，以改變各信號(hào)燈的工作時(shí)間和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比，plc控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，我鞏固了plc的基本編程方法，對(duì)ｐｌｃ的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到ｐｌｃ的時(shí)候問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符。通過解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對(duì)ｐｌｃ的理解加強(qiáng)了，看到了實(shí)踐與理論的差距，通過此次課程，讓我了解了ｐｌｃ梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于ｐｌｃ設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最合適的設(shè)計(jì)方法。

plc交通信號(hào)燈課程設(shè)計(jì) plc交通燈課程設(shè)計(jì)計(jì)劃篇三

湘潭大學(xué)信息工程學(xué)院

課程名稱：十字路口人行道交通燈設(shè)計(jì)

專

業(yè)：自動(dòng)化

學(xué)

號(hào)：2011551810

班

級(jí)：11自動(dòng)化（3）班

學(xué)生姓名：余帆

完成日期：2015年1月11日

摘要

plc是一種新型的通用的自動(dòng)控制裝置。plc它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，是專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，具有功能強(qiáng)、運(yùn)用靈活、可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單，使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列有點(diǎn)。十字路口的紅綠燈指揮著行人和車輛的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)紅綠燈的自動(dòng)指揮能使交通管理工作得到改善，也是交通管理工作自動(dòng)化的重要標(biāo)志之一。解決好公路交通燈控制問題是保障交通有序、安全、快捷運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。

本設(shè)計(jì)是用plc來實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通信號(hào)燈的控制，其控制方法是采用西門子的s7-200系列cpu224型號(hào)plc對(duì)東西南北的紅、黃、綠燈實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的循環(huán)閃亮，以達(dá)到對(duì)交通信號(hào)燈的控制。控制程序?yàn)樘菪螆D(lad)。

關(guān)鍵詞：plc控制、梯形圖、交通燈

目錄

0

（一）plc概述.............................錯(cuò)誤！未定義書簽。

1.1 plc的硬件結(jié)構(gòu)........................................3 1.2 plc的工作原理.........................................4 1.3 s7-200的概述.........................................5

（二）交通信號(hào)燈............................................7

（三）方案設(shè)計(jì)..............................................8

3.1控制要求...............................................8 3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析.......................................8 3.3 交通燈狀態(tài)圖..........................................9 3.4 主程序流程圖：.......................................10

（四）硬件設(shè)計(jì)............................................10 4.1 硬件選擇.............................................10 4.2 plc的i/o分配表.....................................10

4.3 plc的硬件接線圖：..................................11

（五）軟件設(shè)計(jì)............................................12 5.1 十字路口交通信號(hào)燈梯形圖..............................12

（六）仿真實(shí)驗(yàn)............................................14

（七）設(shè)計(jì)總結(jié)............................................16 參考文獻(xiàn)....................................................16 1

（一）plc概述

可編程序控制器（programmabie logic controller,縮寫plc）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動(dòng)控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破魇请S著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn)、發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。

1.1 plc的硬件結(jié)構(gòu)

plc分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式包括cpu板、i/o板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，模塊式包括cpu模塊、i/o模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。中央處理單元(cpu)是plc 的控制中樞，按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)器i/o以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)plc 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止。

圖1 plc的結(jié)構(gòu)圖

1.2 plc的工作原理

plc的cpu則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。

當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段：

1輸入采樣階段

在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，i/o映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

2用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在i/o映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

3輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。

1.3 s7-200的概述

西門子s7系列可編程控制器分為s7-400、s7-300、s7-200三個(gè)系列，分別為s7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。s7-200系列可編程控制器有cpu21x系列，cpu22x系列，其中cpu22x型可編程控制器提供了4個(gè)不同的基本型號(hào)，常見的有cpu221，cpu222，cpu224和cpu226四種基本型號(hào)：

小型plc中，cpu221價(jià)格低廉能滿足多種集成功能的需要。cpu 222是s7-200家族中低成本的單元，通過可連接的擴(kuò)展模塊即可處理模擬量。cpu 224具有更多的輸入輸出點(diǎn)及更大的存儲(chǔ)器。cpu 226和226xm是功能最強(qiáng)的單元，可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。四種型號(hào)的plc具有下列特點(diǎn)：

集成的24v電源

可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，cpu 221和cpu222具有180ma輸出。cpu224輸出280ma，cpu 226、cpu 226xm輸出400ma可用作負(fù)載電源。

高速脈沖輸出

有2路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20khz，用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電（3）通信口cpu 221、cpu222和cpu224具有1個(gè)rs-485通信口。

cpu 226、cpu 226xm具有2個(gè)rs-485通信口。支持ppi、mpi通信協(xié)議，有自由口通信能力。

（4）模擬電位器cpu221/222有1個(gè)模擬電位器，cpu224/226/226xm有2個(gè)模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（smb28，smb29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，過程量的控制參數(shù)。

（5）中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。

（6）eeprom存儲(chǔ)器模塊（選件）可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。

（7）電池模塊用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級(jí)電容存儲(chǔ)大約5天。選用電池模塊能延長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。

（8）不同的設(shè)備類型cpu 221～226各有2種類型cpu，具有不同的電源電壓和控制電壓。

（9）數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)cpu 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)；cpu 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)；cpu 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)；

cpu226/226xm具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。cpu22x主機(jī)的輸入點(diǎn)為24v直流雙向光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（mos型）兩種類型

（10）高速計(jì)數(shù)器cpu 221/222有4個(gè)30khz高速計(jì)數(shù)器，cpu224/226/226xm有6個(gè)30khz的高速計(jì)數(shù)器，用于捕捉比cpu掃描頻率更快脈沖信號(hào)。

（二）交通信號(hào)燈

交通十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊?？渴裁磥韺?shí)現(xiàn)這井然秩序呢?靠的是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。那么控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)紅、綠、黃三種顏色信號(hào)燈有條不紊工作的呢?交通信號(hào)燈控制方式很多，可以用電子電路來實(shí)現(xiàn)，也可以用單片機(jī)編程控制來實(shí)現(xiàn)。本文主要介紹如何利用plc來實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的控制。

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的消費(fèi)水平不斷提高，私人車輛不斷的增加。人多、車多、道路少的道路交通狀況已經(jīng)很明顯了。所以采用有效的方法控制交通燈是勢(shì)在必行的。plc的智能控制原則是控制系統(tǒng)的核心，采用plc根據(jù)不同時(shí)刻車流量的不同，將紅綠燈時(shí)長(zhǎng)按一定的規(guī)律分檔。這樣就可以達(dá)到最大限度的有車放行，減少十字路口的車輛滯留，緩解交通擁擠，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，從而提高交通控制系統(tǒng)的效率。

交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使得交通得以管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管制，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。

用可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效的疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制和管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通實(shí)際情況闡述了交通控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的城市交通燈控制系統(tǒng)的plc設(shè)計(jì)方案?？删幊炭刂破髟诠I(yè)自動(dòng)化中的地位極其重要。廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、低價(jià)格、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出。

（三）方案設(shè)計(jì)

3.1控制要求

交通燈控制系統(tǒng)的控制要求如下：

（1）信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。

（2）南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)，南北紅燈熄滅，綠燈亮。（3）東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持20秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。周而復(fù)始

3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門子s7-200系列可編程控制器的特性，選擇適合的型號(hào)。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動(dòng)的輸入信號(hào)，要配合一個(gè)sb1的按鈕，當(dāng)sb1啟動(dòng)按鈕動(dòng)作，系統(tǒng)工作。

當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)sd合上時(shí)，i0.0觸點(diǎn)接通，q0.2得電，南北紅燈亮；同時(shí)q0.2的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，q0.3線圈得電，東西綠燈亮。1秒后，t49的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，q0.7線圈得電，模擬東西向行駛車的燈亮。維持到20秒，t43的動(dòng)合觸點(diǎn)接通，與該觸點(diǎn)串聯(lián)的t59動(dòng)合觸點(diǎn)每隔0.5秒導(dǎo)通0.5秒，從而使東西綠燈閃爍。又過3秒，t44的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，q0.3線圈失電，東西綠燈滅；此時(shí)t44的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合、t47的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，q0.4線圈得電，東西黃燈亮，q0.7線圈失電，模擬東西向行駛車的燈滅。再過2秒后，t42的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，q0.4線圈失電，東西黃燈滅；此時(shí)起動(dòng)累計(jì)時(shí)間達(dá)25秒，t37的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，q0.2線圈失電，南北紅燈滅，t37的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，q0.5線圈得電，東西紅燈亮，q0.5的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，q0.0線圈得電，南北綠燈亮。1秒后，t50的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，q0.6線圈得電，模擬南北向行駛車的燈亮。又經(jīng)過25秒，即起動(dòng)累計(jì)時(shí)間為50秒時(shí)，t38動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，與該觸點(diǎn)串聯(lián)的t59的觸點(diǎn)每隔0.5秒導(dǎo)通0.5秒，從而使南北綠燈閃爍；閃爍3秒，t39動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，q0.0線圈失電，南北綠燈滅；此時(shí)t39的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合、t48的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，q0.1線圈得電，南北黃燈亮，q0.6線圈失電，模擬南北向行駛車的燈滅。維持2秒后，t40動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，q0.1線圈失電，南北黃燈滅。這時(shí)起動(dòng)累計(jì)時(shí)間達(dá)5秒鐘，t41的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，t37復(fù)位，q0.3線圈失電，即維持了30秒的東西紅燈滅。

3.3 交通燈狀態(tài)圖

十字路口交通燈如下圖1所示，將12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào)

圖2 十字路口交通燈狀態(tài)圖

3.4 控制要求及程序流程：

（1）按下啟動(dòng)按鈕，信號(hào)燈開始工作，東西向綠燈、南北向紅燈同時(shí)亮。（2）東西向綠燈亮25s后，閃爍三次，頻率為1s/次。然后東西向黃燈亮，2s后東西向紅燈亮，30s后東西綠燈亮……按此循環(huán)。

（3）南北向紅燈亮30s后，南北向綠燈亮，25s后，閃爍3次，頻率為1s/次。然后南北向黃燈亮，2s后南北向紅燈亮，30s后南北向綠燈亮……按此循環(huán)下去。

（四）硬件設(shè)計(jì)

4.1 硬件選擇

本設(shè)計(jì)采用plc來實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通信號(hào)燈的控制，其控制方法是選用西門子的s7-200系列cpu222型號(hào)plc對(duì)東西南北的紅、黃、綠燈實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的循環(huán)閃亮，9

以達(dá)到對(duì)交通信號(hào)燈的控制?？刂七^程中采用順序控制法用多個(gè)定時(shí)器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)六個(gè)控制對(duì)象的控制。根據(jù)交通信號(hào)燈的亮滅規(guī)律，可用plc編程對(duì)其實(shí)行自動(dòng)控制。

4.2 plc的i/o分配表

名稱

啟動(dòng)按鈕停止按鈕

表1 交通信號(hào)燈plc的輸入/輸出點(diǎn)分配表

輸入信號(hào)

輸出信號(hào)

代號(hào) 輸入點(diǎn)編號(hào)

名稱 代號(hào) 輸出點(diǎn)編號(hào)

sb1

i0.0

南北向綠

燈

l0

q0.0

sb2 i0.1

南北向黃燈

l1 q0.1

南北向紅

燈

l2 q0.2

東西向綠

燈

l3 q0.3

東西向黃

燈

l4 q0.4

東西向紅

燈

l5 q0.5

4.3 plc的硬件接線圖：

圖5 plc 控制接線圖

端口i0.0為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號(hào)，端口q0.0接南北綠燈，端口q0.1接南北黃燈，端口q0.2接南北紅燈，端口q0.3接?xùn)|西綠燈，端口q0.4接?xùn)|西黃燈，端口q0.5接?xùn)|西紅燈。

（五）軟件設(shè)計(jì)

5.1 十字路口交通信號(hào)燈梯形圖

（六）仿真實(shí)驗(yàn)

（七）設(shè)計(jì)總結(jié)

在這次課程設(shè)計(jì)中我遇到了一些問題，但加強(qiáng)了以往學(xué)過的理論的知識(shí)的應(yīng)用。雖然這次的課程設(shè)計(jì)花了我一個(gè)星期的時(shí)間，通過這次的鍛煉，我學(xué)到了很多的東西，不僅鍛煉了自己的思考能力、繪圖能力和程序仿真能力，還鍛煉了綜合應(yīng)用知識(shí)的能力，同時(shí)，我也是在這次課程設(shè)計(jì)中意識(shí)到了自己的不足，我還有許多未知的知識(shí)和問題等著學(xué)習(xí)和處理，知道了今后需要更加努力，使自我能夠不斷完善。

經(jīng)過本次課程設(shè)計(jì)，讓我更加深刻的學(xué)習(xí)和鞏固了plc這門課程，不僅從理論上掌握了課堂上沒有學(xué)懂的知識(shí)，還從實(shí)踐中擴(kuò)展了我的知識(shí)面，讓我對(duì)我們專業(yè)的知識(shí)有了更加全面的認(rèn)識(shí)，更加清晰的認(rèn)識(shí)到我們專業(yè)知識(shí)的實(shí)用性是如此的強(qiáng)，不僅能培養(yǎng)我們的興趣愛好，更對(duì)我們今后的求職就業(yè)起到至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 許謬、王淑英.電氣控制與plc.機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[2] 編程及應(yīng)用（第3版）.機(jī)械工業(yè)出版社,2008.[3] 羅宇航.流行plc實(shí)用程序及設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[4] 羅宇航.流行plc實(shí)用程序及設(shè)計(jì).西安電子科技大學(xué)出版社,2006.

plc交通信號(hào)燈課程設(shè)計(jì) plc交通燈課程設(shè)計(jì)計(jì)劃篇四

二．驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)

1.機(jī)械手設(shè)計(jì)： 1.1程序說明

1.2仿真結(jié)果

x0閉合一下啟動(dòng)，y5高電平。x5閉合一下，y4高電位，y5復(fù)位。x4閉合一下，y7高電位，y4復(fù)位。x7閉合一下，y5高電位，y7復(fù)位。x5閉合一下，y3高電平0.2s，y4高電平，y5復(fù)位。x4閉合一下，y6高電位，y4復(fù)位。x6閉合一下，進(jìn)入下一次循環(huán)。

2.交通燈控制

2.1程序說明

2.2仿真結(jié)果

3.大小球分揀系統(tǒng)控制

3.1程序說明

3.2仿真結(jié)果

1.撿大球：x0閉合一下啟動(dòng)，x2閉合，y12高電平10s后，y13高電平5s，y11高電平。x5閉合一下，y5高電平。x7閉合一下，y12高電平，y5復(fù)位。x4閉合一下，y12y13復(fù)位，放大球5s后，y11高電平。x5閉合一下，y11復(fù)位，y4高電平。x3閉合一下，y4復(fù)位，進(jìn)入下一次撿球過程。

2.撿小球：x0閉合一下啟動(dòng)，x2閉合，y12高電平10s后。x4閉合一下，y13高電平5s，y11高電平。x5閉合一下，y5高電平。x7閉合一下，y12高電平，y5復(fù)位。x4閉合一下，y12y13復(fù)位，放小球5s后，y11高電平。x5閉合一下，y11復(fù)位，y4高電平。x3閉合一下，y4復(fù)位，進(jìn)入下一次撿球過程。

三．設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

1.電動(dòng)機(jī)控制

1.1兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)m1.m2的時(shí)序運(yùn)行

1.1.1 i/o連接圖及控制電路圖

1.1.2 程序及其說明

1.1.3 仿真結(jié)果

1.2.三臺(tái)電動(dòng)機(jī)m1 m2 m3的時(shí)序運(yùn)行

1.2.1 i/o連接圖及控制電路

1.2.2 程序及其說明

1.2.3 仿真結(jié)果

2.彩燈控制

2.1 i/o連接圖及控制電路

2.2 程序及其說明

2.2仿真結(jié)果

彩燈分為4組，編號(hào)0到3為第一組，編號(hào)4到7為第二組，編號(hào)10到13為第三組，編號(hào)14到17為第四組；第一組彩燈由編號(hào)0—3逐一點(diǎn)亮，點(diǎn)亮后熄滅，隔3秒后逆序逐一點(diǎn)亮，再熄滅，3秒后編號(hào)0和編號(hào)2與編號(hào)1和編號(hào)3交替亮，5秒后全部熄滅；第二組彩燈由編號(hào)4—7逐一點(diǎn)亮，點(diǎn)亮后熄滅，隔3秒后逆序逐一點(diǎn)亮，再熄滅，3秒后編號(hào)4和編號(hào)6與編號(hào)5和編號(hào)7交替亮，5秒后全部熄滅；第三組彩燈由編號(hào)10—13逐一點(diǎn)亮，點(diǎn)亮后熄滅，隔3秒后逆序逐一點(diǎn)亮，再熄滅，3秒后編號(hào)10和編號(hào)12與編號(hào)11和編號(hào)13交替亮，5秒后全部熄滅；第四組彩燈由編號(hào)14—17逐一點(diǎn)亮，點(diǎn)亮后熄滅，隔3秒后逆序逐一點(diǎn)亮，再熄滅，3秒后編號(hào)14和編號(hào)16與編號(hào)15和編號(hào)17交替亮，5秒后全部熄滅；最后，奇數(shù)號(hào)彩燈與偶數(shù)號(hào)彩燈交替亮，重復(fù)了5次全部熄滅。機(jī)械手

3.1 i/o連接圖及控制電路

3.2 程序及其說明

3.3仿真結(jié)果

x0閉合一下啟動(dòng)，y5高電位。x5閉合，計(jì)數(shù)器記1，y4高電位，y5復(fù)位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計(jì)數(shù)器記7，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進(jìn)入第二次。x5閉合兩次，計(jì)數(shù)器記14，y4高電位，y5復(fù)位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計(jì)數(shù)器記21，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進(jìn)入第三次。x5閉合三次，計(jì)數(shù)器記29，y4高電位，y5復(fù)位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計(jì)數(shù)器記37，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進(jìn)入第四次。x5閉合四次，計(jì)數(shù)器記46，y4高電位，y5復(fù)位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計(jì)數(shù)器記55，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進(jìn)入第五次。x5閉合五次，計(jì)數(shù)器記65，y4高電位，y5復(fù)位。x4閉合一下，y7高電平。x7閉合一下，y5高電平。x5閉合6次，計(jì)數(shù)器記75，y3高電平0.2s，y4高電平。閉合x5五次，閉合x4一下，y6高電平。閉合x6一下，進(jìn)入下一輪循環(huán)。

四．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過兩個(gè)周的plc課程實(shí)驗(yàn)，加深了我對(duì)這門課程的理解與學(xué)習(xí)，鞏固了知識(shí)，增長(zhǎng)了更深層次的實(shí)踐基礎(chǔ)。這次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括3個(gè)驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)和3個(gè)設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)。通過程序的輸入，編輯，校驗(yàn)，運(yùn)行，仿真機(jī)械手控制，交通燈控制，大小球分揀系統(tǒng)控制以及設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的時(shí)序圖運(yùn)行，彩燈控制和機(jī)械手控制。這次設(shè)計(jì)，將我們所學(xué)的plc理論知識(shí)用于具體的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到只有將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐操作，才能真正的掌握一門課程。每天都在機(jī)房上機(jī)，同學(xué)之間相互討論，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到加強(qiáng)，老師也認(rèn)真的輔導(dǎo)我們，同學(xué)積極的去認(rèn)真的完成所布置的任務(wù)，整個(gè)教室顯示出一種認(rèn)真的氛圍。這次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺，希望以后有更多的機(jī)會(huì)去完成類似的設(shè)計(jì)。

plc交通信號(hào)燈課程設(shè)計(jì) plc交通燈課程設(shè)計(jì)計(jì)劃篇五

班《plc及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)要求

----生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)專業(yè) 一．課程設(shè)計(jì)目的： 按照控制要求，分析控制過程，通過可編程控制器進(jìn)行系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。通過實(shí)際工程設(shè)計(jì)，達(dá)到應(yīng)用plc技術(shù)的實(shí)際控制工程技術(shù)訓(xùn)練，掌握可編程序控制器控制實(shí)際過程的設(shè)計(jì)基本原則、方法和步驟，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際工作技術(shù)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。二．課程設(shè)計(jì)時(shí)間：

2010—2011學(xué)年第二學(xué)期第1--2周。三．課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：

自習(xí)教室和plc控制實(shí)驗(yàn)室。四．課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求：

1.任選設(shè)計(jì)內(nèi)容（見第五項(xiàng)）中的一題，或自命題（需經(jīng)指導(dǎo)教師審核同意）。2.完成設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容：

熟悉題目，了解題目中生產(chǎn)裝置或設(shè)備的控制要求。根據(jù)控制要求，給出生產(chǎn)裝置的整體電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，采用plc控制。要求給出i/o地址編號(hào)分配表，plc控制梯形圖，寫出指令程序。通過可編程控制器實(shí)驗(yàn)裝置模擬調(diào)試程序。（1）畫出plc外部接線圖。（2）.畫出plc梯形圖。

（3）給出控制盤面板示意圖、控制盤的接線圖。（4）給出課程設(shè)計(jì)報(bào)告。

（5）通過在可編程控制器實(shí)驗(yàn)裝置上操作，驗(yàn)證其可編程的正確性。五．課程設(shè)計(jì)題目：（任選一題，若自命題需經(jīng)老師同意）

1.設(shè)計(jì)一個(gè)智力競(jìng)賽搶答控制裝置，當(dāng)出題人按下開始按鈕sb1后，在10 s之內(nèi)，4個(gè)參賽者只有最早按下的人搶答有效，搶答桌上的燈亮3 s，賽場(chǎng)上的燈亮2 s，而且sb1復(fù)位，使定時(shí)器復(fù)位。12 s后搶答無效，sb1及定時(shí)器復(fù)位，設(shè)計(jì)出原理接線圖，設(shè)計(jì)出梯形圖，并模擬調(diào)試。

2．用plc對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)進(jìn)行控制，根據(jù)工作要求，寫出梯形圖及指令表。工作要求：（1）

此售貨機(jī)可投入1元、2元或10元硬幣。

（2）

當(dāng)投入的硬幣總值超過12元時(shí)，汽水按鈕指示燈亮；又投入的硬幣總值超過15元時(shí)，汽水及咖啡按鈕指示燈都亮。

（3）

當(dāng)汽水按鈕燈亮?xí)r，按汽水按鈕，則汽水排出7s后自動(dòng)停止，這段時(shí)間內(nèi)，汽水指示燈閃動(dòng)。

（4）

當(dāng)咖啡按鈕燈亮?xí)r，按咖啡按鈕，則咖啡排出7s后自動(dòng)停止，這段時(shí)間內(nèi)，咖啡指示燈閃動(dòng)。

（5）

若投入硬幣總值超過按鈕所需德錢數(shù)（汽水12元，咖啡15元）時(shí)，找錢指示燈亮，表示找錢動(dòng)作，并退出多余德錢。（6）

i/o編號(hào)：

輸入

輸出

1元識(shí)別口：x0

咖啡出口：y10 5元識(shí)別口：x1

汽水出口：y11 10元識(shí)別口：x2

咖啡按鈕指示燈：y12 咖啡按鈕：x3

汽水按鈕指示燈：y13 汽水按鈕：x4

找錢指示燈：y14 計(jì)數(shù)動(dòng)復(fù)位：x5 3.利用plc做一電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)顯示及控制裝置，寫出梯形圖及指令表。電機(jī)上裝有一個(gè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置（每轉(zhuǎn)輸出10個(gè)脈沖），電機(jī)轉(zhuǎn)速由pwm輸出控制。設(shè)計(jì)一個(gè)程序：（1）檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并在7段數(shù)碼顯示器上顯示。

（2）當(dāng)檢測(cè)值與給定值不同時(shí)改變pwm輸出，使實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定值相等。(3)加上16鍵輸入電路，用于輸入給定值。

4.某設(shè)備：粉末冶金制品壓制，在初始狀態(tài)時(shí)，沖頭和模具在最上面，裝好金屬粉末后，按下啟動(dòng)按鈕x0,y0變?yōu)閛n,沖頭下行。將粉末壓緊后，壓力繼電器x1為1狀態(tài)，開始保壓延時(shí)，5s后，y1變?yōu)閛n，沖頭上行。上限位開關(guān)x2變?yōu)?狀態(tài)時(shí)，沖頭停止上行，y2變?yōu)閛n，模具下行。碰到下限位開關(guān)x3時(shí)，停止下行。工人取走成品后，按下按鈕x5，y3變?yōu)閛n，模具上行。限位開關(guān)x4變?yōu)?狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。畫出控制順序功能圖，原理接線圖，設(shè)計(jì)出梯形圖。5.設(shè)計(jì)某醫(yī)院呼叫系統(tǒng)：

醫(yī)院護(hù)士站，需要照顧所有多個(gè)病房的病人，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)由電子電路實(shí)現(xiàn)的、16個(gè)病房使用的遠(yuǎn)距離傳輸、床位對(duì)應(yīng)、集中提示的“醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)”，每個(gè)病房四位病床，要求：

(1)每個(gè)病床有一個(gè)呼叫的按鍵。

(2)能夠存儲(chǔ)醫(yī)生處理之前的呼叫狀態(tài)。

（3）設(shè)計(jì)優(yōu)先編碼電路，根據(jù)病人病情設(shè)置優(yōu)先級(jí)別。當(dāng)有多人呼叫時(shí)，病情嚴(yán)重者優(yōu)先。（此功能可選）

（4）當(dāng)病人緊急呼叫時(shí)，產(chǎn)生聲、光提示，并按優(yōu)先級(jí)別顯示病人編號(hào)。

（5）設(shè)計(jì)呼叫清除電路，當(dāng)醫(yī)生處理完當(dāng)前（最高優(yōu)先級(jí)）顯示的病號(hào)后，可將該呼叫清除，系統(tǒng)能自動(dòng)顯示優(yōu)先級(jí)病床呼叫信號(hào)。

6.在街道、商場(chǎng)或公共場(chǎng)所，通常裝有各種五彩斑斕的燈飾，美化人們的生活空間。用可編程序控制器控制設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器，控制紅綠黃三個(gè)燈，按如下規(guī)律依次點(diǎn)亮。

1.紅、黃、綠三組彩燈循環(huán)閃亮，變化規(guī)律是：紅燈亮0.5秒－紅燈、綠燈亮0.5秒－綠燈亮0.5秒－黃燈、綠燈亮0.5秒－黃燈亮0.5秒－黃燈、紅燈亮0.5秒－所有燈全亮1秒－紅燈亮0.5秒??，如此循環(huán)產(chǎn)生“流水”般的效果。2.設(shè)計(jì)檢測(cè)裝置控制彩燈白天不亮，晚間自動(dòng)亮。3.能夠控制停止燈亮，可以啟動(dòng)從初始狀態(tài)開始。六．主要參考教材

1.《可編程控制器原理及應(yīng)用》上海交通大學(xué)出版社，王整風(fēng)等主編。2.《可編程控制器原理及應(yīng)用方法》重慶大學(xué)出版社，廖常初 主編。七．進(jìn)度安排

第一周的周三至周日，查閱資料，設(shè)計(jì)接線圖；第二周的周一到周三設(shè)計(jì)梯形圖程序并模擬調(diào)試程序，周四到五編寫設(shè)計(jì)說明書，考核驗(yàn)收答辯。八．成績(jī)考核

依據(jù)考核學(xué)生的可編程控制器（plc）的編程設(shè)計(jì)能力，圖紙和設(shè)計(jì)報(bào)告，結(jié)合答辯情況給定成績(jī)。

1.設(shè)計(jì)報(bào)告 60%，2.動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)M調(diào)試 20%，3.創(chuàng)新能力 10%，4.平時(shí)學(xué)習(xí)和答疑 10%。

成績(jī)?cè)u(píng)定：優(yōu)秀

良好

中等

及格

不及格五檔。九．注意事項(xiàng) 1.實(shí)驗(yàn)時(shí)注意安全，通電前必須仔細(xì)檢查。2.3月12日前完成設(shè)計(jì)。