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1、十字路口交通灯掌握（带倒计时显示）一、设计目的（1） 通过十字路口带带倒计时显示的交通灯掌握装置的设计实践,明白一般电气掌握系统的设计过程 , 设计要求 , 应完成的工作内容和详细设计方法；（2） 通过设计进一步巩固以往所学的学问 , 达到敏捷应用的目的；在此过程中培育从事设计工作的整体观念，提高编写和调试语言程序水平；（3） 加强自己的科学讨论方法训练和实践锤炼，增强分析问题和解决问题的才能，明白电气掌握与可编程掌握技术及应用的进展；二、设计任务2.1 技术要求采纳 PLC构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气掌握；系统上电后，交通指挥信号掌握系统由一个3 位转换开关 SA
2、1 掌握； SA1 手柄指向左 45o时，接点 SA1-1 接通，交通指挥系统开头按常规正常掌握功能工作，依据如图1 所示工作时序周而复始，循环往复工作；正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值； SA1手柄指向中间 0o时，接点 SA1-2 接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，数码管显示99 不变； SA1 手柄指向右 45o时，接点 SA1-3 接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮，数码管显示 99 不变；如图 2.1 ；SA1-2 南北向绿灯常亮SA1-1 正常工作SA1-3 东西向绿灯常亮SA1 转换开关图 2.1转换
3、开关示意图2.2 设计思想当启动按钮按下后，南北主干道处于红灯状态，东西道路处于绿灯可通行状态；期间，南北红灯连续 25S，我们使用定时器 T39 来实现， T39 定时完成以后， T40 开头定时 30S，用于东西红灯的定时；这样，整个掌握系统一个周期55S；南北亮红灯的同时，东西亮绿灯，连续20S，利用定时器 T41 实现，随后，东西绿灯闪耀 3S，用定时器 T42 实现；闪耀完成后，东西黄灯亮2S，利用定时器 T43 实现功能；在南北红灯定时完成后，南北绿灯定时25S，用定时器 T44 完成，然后是3S 的绿灯闪耀电路，用定时器 T45 实现，闪耀定时到了以后，南北黄灯进行2S 的定时，
4、用定时器 T46 实现；至此，掌握系统的定时已经完成；在设计过程中，考虑到安全因素，我们加入报警系统，即显现东西、南北同时绿灯或者同时黄灯或者同时红灯时，报警灯亮，工作人员断开启动按钮，进行修理和调试；经过分析，十字路口交通灯在工作过程的一个周期过程中，将会显现以下6 种状态：1. 南北红灯亮，东西绿灯连续亮；2. 南北红灯亮，东西绿灯闪耀；3. 南北红灯亮，东西黄灯亮；4. 南北绿灯亮，东西红灯亮；5. 南北绿灯闪耀，东西红灯亮；6. 南北黄灯亮，东西红灯亮；另外，如显现同色灯同时亮的情形，报警灯亮南北、东西方向分别表示南北、东西方向有车辆通行；三、系统总体方案设计3.1 程序设计的基本思路
5、交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成；红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示；南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯；交通灯掌握示意图如图 2 所示；正常掌握时：如图 1 所示，它是按信号灯置 1 与置 0 两种状态绘制的，置1 表示信号灯点亮； SA1 手柄指向左 45o时，接点 SA1-1 接通，东西向红灯亮30s，南北向绿灯亮， 25s 后南北向绿灯闪耀3s，然后熄灭；在绿灯熄灭的同时，东西向黄灯亮 2s，然后熄灭；在该灯熄灭的同时，南北向红灯亮及东西向绿灯亮，以下的变化规律与上述相同；到南北向绿灯亮，东西向红灯亮开头第二个循环，以后周而复始地循环动作；同时南北向及东西向均有两
6、位数码管倒计时显示相应指示灯的剩余时间值；非正常掌握时： SA1 手柄指向中间 0o时，接点 SA1-2 接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，数码管显示99 不变；SA1手柄指向右 45o时，接点 SA1-3 接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮， 南北向红灯常亮，数码管显示 99 不变；3.2 整体工作流程如图 3.2 所示图 3.2交通灯流程图四、程序设计分析4.1 程序梯形图4.1.1 绿灯闪耀电路注：利用 T37、T38 自锁掌握灯的闪耀4.1.2 南北红灯与东西红灯的定时掌握4.1.3 东西绿灯、绿灯闪耀、黄灯的定时掌握注：东西绿灯、绿灯闪耀、黄灯次序显现，利用定时器的互锁
7、掌握，即T41 定时的完成掌握 T42 的开启， T42 的完成掌握 T43 的开启；Q1.2Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5Q2.6数码管显示个位计数数码管显示十位计数五、 PLC掌握系统设计5.1 输入输出地址安排表输入输出端在 PLC中的 I/O 编址如表 4.1 所示；文字符表输入信号说明4.1I/O地址安排表文字符输出信号说明I0.0I0.1SA1-1接通SA1-2接通Q0.0Q0.1南北向红灯南北向黄灯I0.2SA1-3接通Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7Q1.0南北向绿灯东西向红灯东西向绿灯南北向黄
8、灯南北向车灯东西向车灯5.2 挑选PLC类型依据上图的 I/O 安排表通过查阅手册挑选S7-200 CPU222基本单元（ 8 入5.3 PLC 外部接线图SA1-1 SA1-2SA1-3I0.0I0.1 I0.2Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4Q0.5南北红灯南北黄灯南北绿灯东西红灯东西黄灯东西绿灯SA1S7-200PLC/6 出） 1 台+扩张模块 0（8 出） +扩张模块 1（出）Q0.6报警灯Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3Q2.4Q1.4Q2.5Q1.5Q2.6Q1.65.4梯形图程序设计5.5 指令表Network 1LD
9、M0.0ANT52LDI0.0AT42OLDANT38ANT44LDT53=M0.0=Q0.6ANT55Network 2Network 9OLDLDM0.0LDM0.0OT56TONT37, 250AT37OI0.1TONT38, 500ANT43OI0.2TONT39, 10LDM0.0=Q1.0TONT40, 200AT43Network 14TONT41, 220ANT44LDM0.1TONT42, 260ASM0.5ANT50TONT43, 450OLDOT52TONT44, 480=Q0.2OI0.2Network 3Network 10OI0.1LDM0.0LDM0.0=Q1.1
10、ANT37AT44Network 15=Q0.0ANT38LDM0.1Network 4=Q0.1ANT44LDM0.0Network 11LDT46AT37LDM0.1ANT54ANT38ANT60OLD=Q0.3TONT43, 10OT55Network 5TONT44, 20OI0.2LDM0.0TONT45, 30OI0.1AT39TONT46, 40=Q1.2ANT41=Q0.7Network 6Network 16 LDT43Network 12 LDT46ANT56ANT45LDM0.0TONT47, 10LDT46ANT40TONT48, 20ANT49LDM0.0TONT49
11、, 30OLDAT40TONT50, 40LDT50ASM0.5TONT51, 50ANT52ANT41TONT52, 60OLDOLDTONT53, 70LDT53=Q0.5TONT54, 80ANT55Network 7TONT55, 90OLDLDM0.0TONT56, 100OT56AT41Network 13OI0.2ANT37LDT43OI0.1=Q0.4ANT45=Q1.3Network 8LDT46Network 17LDT44OI0.2LDT58ANT45OI0.1OI0.2LDT46=Q1.5OI0.1ANT47Network 19=Q2.2OLDLDM0.1Network
12、 23LDT48ANT45LDM0.1ANT49LDT47ANT58OLDANT49OT59LDT50OLD=Q2.4ANT51LDT50Network 24OLDANT55LDM0.1LDT54OLDANT58ANT55OI0.2=Q2.6OLDOI0.1Network 25OI0.2=Q1.6LDT59OI0.1Network 20OI0.2=Q1.4LDM0.1OI0.1Network 18ANT60=Q2.5LDM0.1TONT58, 50Network 26ANT43TONT59, 150LDM0.1LDT46TONT60, 250ANT58ANT49Network 21OT59OL
13、DLDM0.1OI0.2LDT50OI0.2OM0.1ANT53OI0.1=Q2.0OLD=Q2.1=Q2.3OT56Network 22六、掌握系统仿真6.1 交通灯掌握系统仿真（1） 南北红灯亮维护 25 秒，东西绿灯亮维护 20 秒；（2） ）到 20 秒时，东西绿灯闪亮，闪亮 3 秒后熄灭；（3） ）在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维护2 秒；（4） ）东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮；（5） ）到 20 秒时，南北绿灯闪亮，闪亮 3 秒后熄灭；（6） ）在南北绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维护2 秒；南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始；2. 七段数码管倒计时显示系统掌握仿真（ 1）以七段数码管倒计时显示 24s 和 17s 为例；（ 1 ） 24s 其对应的输出为:Q1.1， Q1.2， Q1.5， Q1.6， Q2.0， Q2.1， Q2.3， Q2.4，Q2.6；2）17s 其对应的输出为 :Q1.1,Q1.2,Q2.0,Q2.1,Q2.2；