基于PLC的交通燈自動控制系統(tǒng)設(shè)計

發(fā)布時間:2024-03-28
摘要:隨著自動化控制技術(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、抗*力強等一系列優(yōu)點,廣泛用于自動化控制領(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間繼電器,簡化了控制路線,提高了系統(tǒng)控制的可靠性,這是plczui大的優(yōu)點。借助于書序控制圖和梯形圖來編制用戶控制程序,實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)順序控制,是plc的主要功能之一。
1、控制信號系統(tǒng)
在車水馬龍的都市,當(dāng)交通干道不便于挖掘地下通道或架設(shè)天橋的時候,為了穿越馬路行人的安全,需要在的人行橫道兩端設(shè)置人行道口的的紅綠燈。交通燈控制工藝:南北、東西向的十字路口,均設(shè)有紅、黃、綠三只信號燈。六只燈依一定的時序循環(huán)往復(fù)工作,圖1為交通信號燈時序圖。
控制交通信號燈的plc可選用fx2n-32mr,從時序圖可以看出,該系統(tǒng)有一個輸入裝置和6個輸出裝置。表1為輸入裝置與輸出裝置與plc的地址編號對應(yīng)表。
交通信號燈的控制是一個典型的時序控制圖,其梯形圖設(shè)計關(guān)鍵是各燈(y0~y5)狀態(tài)變化的“時間點”表示出來、時間的計算用定時器實現(xiàn),本例將用t0~t9共10個定時器;燈的閃爍次數(shù)要用計數(shù)器實現(xiàn),本例將用兩個計數(shù)器,表是各定時器和計數(shù)器形成時間點的使用說明。
2、順序控制的概率及方法
plc是電子技術(shù)、計算機技術(shù)與繼電邏輯自動控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物,它以順序控制為主,回路調(diào)節(jié)為輔,能完成邏輯判斷、定時、記憶和算術(shù)運算等功能。plc結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、操作方便、抗*力強、編程靈活簡單、工作安全可靠、能耗低等優(yōu)點使其很快在工業(yè)自動化控制中占據(jù)主導(dǎo)地位,plc外部接線簡單方便,通過預(yù)先編制的程序來實現(xiàn)自動控制。
2.1系統(tǒng)梯形圖設(shè)計
開關(guān)x0,選擇開關(guān)按下以后程序開始循環(huán)啟動,東西向綠1亮25s,南北向紅2亮30s;t0為綠1亮25s定時器,t0設(shè)定值k250,從x0接通起計時,計時時間到綠1斷開,t1計時;t1、t2為綠1閃動3次控制,t1、t2形成振蕩,t1通時綠1亮,c0計數(shù);c0為東西向黃1亮2s起點,t2為c0計數(shù)信號,c0接通時黃1點亮;t3為黃1亮2s定時器,t3設(shè)定值k20,t3設(shè)定值k20,t3接通時為紅1、綠2點亮,紅2熄滅;t4為紅1亮30s定時器,t4設(shè)定值k300,t4接通時紅1熄滅,一循環(huán)周期結(jié)束。t5為綠2亮25s定時器,t5設(shè)定值k250,從t3接通起計時,計時時間到綠2斷開,t6計時;t6、t7為綠2閃動3次控制,t6、t7形成振蕩,t6通時綠2點亮,c1計數(shù);c1為南北向黃2亮2s起點,t7為c1計數(shù)信號,c0接通時黃2點亮;t8為黃2亮2s定時器,t8設(shè)定值k20,t8接通時黃2熄滅,一循環(huán)周期結(jié)束。
2.2順序控制法
順序控制是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序,在各個輸入信號的作用下,根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序,在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動有秩序地進行操作。plc的設(shè)計者們繼承了繼電器順序控制的思想,為順序控制程序的設(shè)計提供了大量通用的和的編程元件和指令,開發(fā)了供設(shè)計順序控制程序用的順序功能圖語言,使之成為當(dāng)前plc程序設(shè)計的主要方法。順序控制設(shè)計法又稱步進控制設(shè)計法,它是一種先進的設(shè)計方法,很容易被初學(xué)者接受,有經(jīng)驗的工程師也會提高設(shè)計的效率,程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。
圖2和圖3為交通信號燈的順序功能圖和步進梯形圖設(shè)計。
這兩個圖有以下特點:
1)將復(fù)雜的任務(wù)或過程分解成若干個工序(狀態(tài))。無論多么復(fù)雜的過程均能分化為小的工序,這非常有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計。
2)相對于某一具體的工序來說,控制任務(wù)實現(xiàn)了簡化,給局部程序的編程帶來了方便。
3)整體程序是局部程序的綜合,只要弄清各工序成立的條件、工序轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向,就可進行這類圖形的設(shè)計。
4)狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖可讀性強、容易理解,能清晰地反映工藝控制全過程。
狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是狀態(tài)編程法的重要工具。狀態(tài)編程的一般思想為:將一個復(fù)雜的控制過程分解為若干個工作狀態(tài),弄清各狀態(tài)的工作內(nèi)容(狀態(tài)的功能、轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向),根據(jù)總的控制順序要求,將各獨立狀態(tài)起來,形成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,進行繪制梯形圖程序,寫出語句表。
2.3經(jīng)驗梯形圖設(shè)計法
下面將經(jīng)驗設(shè)計法和順序控制設(shè)計法進行適當(dāng)比較,以便設(shè)計時選用。采用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計梯形圖時,不可能找出一種簡單通用的設(shè)計方法。
順序控制設(shè)計法將整個程序分成了控制程序和輸出程序兩個部分。由于步是根據(jù)輸出y的狀態(tài)劃分的,所以m和y之間具有很簡單的邏輯關(guān)系,輸出程序的設(shè)計極為簡單。而代表步的輔助繼電器或狀態(tài)繼電器的控制程序,不管多么復(fù)雜,其設(shè)計方法都是相同的,并且很容易掌握。
3、結(jié)論
本文是一個比較典型的十字路口交通燈的梯形圖設(shè)計,zui為一種設(shè)計實踐,主要是為plc在交通控制系統(tǒng)中提出一種設(shè)計理論,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。在實際應(yīng)用中,采用plc控制城市交通信號燈,能根據(jù)不同路況要求,隨時修改控制程序,以改變各信號燈的工作時間和工作狀況。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)濟實用性。
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