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湖 北 理 工 学 院

毕 业 设 计

设计课题 PLC交通灯设计

院 系 机电工程学院 专 业 机械制造与自动化 班 级 09机电（1）班 指导老师 鄢 圣 华 学生姓名 学 号

湖北理工学院毕业设计 （论文)

黄石理工学院毕业设计（论文）任务书

毕业设计（论文）题目： 基于PLC的道路交通灯控制系统设计 教学院： 机电工程学院 专业班级：09机电专1 指导教师： 鄢圣华 学生姓名： 学号：

1．毕业设计（论文）的主要内容

毕业设计内容为设计一种基于PLC的智能交通灯控制系统。系统的主要功能特点为：具有常规人/车通行控制的一般功能；增加了急车先行控制功能；加入光电传感器实现闯红灯报警功能；直行方向通行时间倒计时显示；用PLC 进行系统全局控制；用传感器进行信号的检测。学生毕业设计期间主要完成以下工作：

（1）了解道路交通灯控制系统的控制原理，在此基础上明确设计任务和目标，拟定系统设计路线。

（2）PLC选型及相关设计，包括系统功能设计，结构设计，I/O点选取，绘制外部接线图等。

（3）PLC程序设计并进行系统调试，编写调试报告。

（4）完成论文撰写，论文须符合学院的毕业论文撰写规范，包含必要的电路图、PLC源程序和元件清单等。

（5）完成毕业设计所须完成的毕业实习等。

2．毕业设计（论文）的要求

（1）字数一般要求为15000-20000字。

（2）打印用纸：A4；页面设置：上：3.5cm；下:2.5 cm；左：3.0 cm；右2.4 cm；装订线：0.5cm；页眉：2.5 cm；页脚：1.8cm；行间距：固定值22磅。一级目录：黑体、三号；二级目录：黑体、四号；三级目录：宋体、加粗、小四：正文部分：宋体、小四；页眉“黄石理工学院毕业设计（论文）”，宋体、5号，居右排列；页码居页面底端靠右排列。

（3）参考文献著录按照GB7714-87文参考文献著录规则执行。书写顺序为：序号·作者·论文名或著作名·杂志或会议名·卷号、期号或会议地点·出版社·页号·年。

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3．进度安排

2011年12月20日～2012年1月10日

下发任务书，了解道路交通灯系统控制原理，明确设计任务。查阅资料。 2012年2月11日～2012年3月10日

拟定总体设计方案，编写技术开发路线。系统功能设计，结构设计，I/O点选取，PLC选型，绘制外部接线图。

2012年3月11日～2012年4月8日

光电传感器硬件选型。PLC程序设计与程序调试。 2012年4月9日～2012年4月13日 毕业设计中期检查

2012年4月14日～2012年4月30日 系统测试与功能完善，毕业设计论文撰写。 2012年5月1日～2012年5月20日 整理毕业设计论文，毕业答辩

4．其他情况说明

（1）毕业设计期间每周考勤两次，初定每周星期一下午78节和星期五下午78节为集中答疑时间。星期五下午78节点名一次。

（2）学生离校须遵守学校相关规定，办理相关手续。

5．主要参考文献

[1] 高安邦等.基于PLC 的城市交通指挥灯智能化控制系统.哈尔滨：电脑学习.2008（5）：12~13

[2 史丛立.一种基于PLC 的智能交通灯控制系统设计.温州职业技术学院学报.2008（6）：44~46

[3] 黄云龙等编.可编程控制器教程.北京：科学出版社.2003.8

[4] 袁任光编著.可编程序控制器选用手册.北京：机械工业出版社.2002.7 [5] 袁任光编著.交流变频调速器选用手册.广州：广东科技出版社.2002.9 [6] 陈宇编.可编程序控制器基础及编程技巧.广州：华南理工大学出版社.2004

[7] 钟肇新等编.可编程序控制器原理及应用（第二版）.广州：华南理工大学出版社.1997 [8] 陆宝春等编.电气与可编程序控制器技术.南京：南京理工大学出版社.2000 [9] 廖常初主编.PLC基础及应用.第2版.北京： 机械工业出版社.2008 [10] 三菱公司FX2n系列PLC软、硬件手册.2003

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前言

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的应用领域：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。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。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。运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。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。过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。数据处理现代PLC具有数学运算、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。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。

关键词：可编程控制器 交通灯 自动控制

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目 录

第一章 PLC概述 ...................................................................................................................... 5

1.1 PLC的产生 .................................................................................................................. 5 1.2 PLC的特点 .................................................................................................................. 5 1.3 PLC的分类 .................................................................................................................. 6 1.4 PLC的基本结构 ........................................................................................................... 7 1.5 PLC汇编语言 ............................................................................................................. 10 1.6 PLC的基本工作原理 .................................................................................................. 11 1.7 PLC的发展趋势 ......................................................................................................... 12 第二章 交通信号系统 ............................................................................................................ 13

2.1 控制要求 ................................................................................................................... 13 2.3 址地分配 ................................................................................................................... 14 2.4交通灯控制系统硬件设计 .......................................................................................... 15 2.5 交通灯控制系统软件设计 ......................................................................................... 17 2.6 数码管显示控制 ........................................................................................................ 18 2.7 光电传感器 ............................................................................................................... 25 2.8 红灯报警系统 ............................................................................................................ 26 第三章 梯形图及指令表 ........................................................................................................ 28

3.1 系统程序梯形图 ........................................................................................................ 28 3.2 系统对应指令表 ........................................................................................................ 31 第四章 可编程控制器功能指令概述 ...................................................................................... 33

4.1 FX系列可编程控制器功能指令概述指令说明 ........................................................... 33 4.2 指针（P/I）.............................................................................................................. 33 4.3 程序流程控制功能指令 ............................................................................................. 34 4.4 传送指令MOV ............................................................................................................. 35 4.5 加法指令ADD、减法指令SUB .................................................................................... 36 4.6 区间复位指令ZRST ................................................................................................... 36 4.7 七段译码指令SEGD ................................................................................................... 36 第五章 总结 .......................................................................................................................... 37 致谢及参考文献 ....................................................................................................................... 39

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