桂林电子科技大学PLC应用实训
1 设计任务
可编程序控制器
可编程序控制器简称PLC，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
1.1 任务分析
采用PLC作为整个控制电路的核心，并编制软件程序，在自己做的电路板上模拟十字路口交通灯的控制。系统上电后，交通指挥信号控制系统由一个开关X0控制。X0接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图1所示工作时序周而复始，循环往复工作。
1.2 设计思想
当启动开关SB0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，南北红灯持续30S，我们使用定时器T2来实现，T2定时完成以后，T3开始定时30S，用于东西红灯的定时。这样，整个控制系统一个周期55S。南北亮红灯的同时，东西亮绿灯，持续20S，利用定时器T4实现，随后，东西黄灯闪烁5S，用定时器T5实现。
在南北红灯定时完成后，南北绿灯定时20S，用定时器T0完成，然后是5S的黄灯闪烁电路，用定时器T1实现。
至此，控制系统的定时已经完成。在设计过程中，考虑到紧急情况，我们加入手动与自动系统，即在紧急情况时，工作人员可以手动随意切换东西绿灯、南北红灯或东西红灯、南北绿灯，用来排除单向交通拥堵的情况。
经过分析，十字路口交通灯在工作过程的一个周期过程中，将会出现以下4种状态： 1. 南北红灯亮，东西绿灯持续亮； 2. 南北红灯亮，东西黄灯闪烁； 3. 南北绿灯亮，东西红灯亮； 4. 南北黄灯闪烁，东西红灯亮；
另外，若紧急情况的情况，按下按钮X2或X3分别表示切换东西绿灯、南北红灯或东西红灯、南北绿灯，用来排除单向交通拥堵的情况。
1.3 设计流程
为了方便设计，可以在设计交通灯控制系统前，先写出控制系统的设计流程。如下图1-1所示。
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设计电路板 编制程序清单 输入程序并检查 现场连接 N 调试满足 Y 联机调试 N N 满足 验收 结束
图1-1 设计流程图
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2 控制系统总体方案设计 2.1程序设计的基本思路
随着城市和经济的发展，交通信号灯发挥的作用越来越大，正因为有了交通信号灯，才使车流、人流有了规范，同时，减少了交通事故发生的概率。然而，交通信号灯不合理使用或设置，也会影响交通的顺畅。
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。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口，通过对车辆、行人发出行进或停止的指令，使各同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰，从而提高路口的通行能力，保障路口畅通和安全。
十字路口交通信号灯现场示意图如图2-1所示，南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯，为确保交通安全，要求如下。 正常控制时：
①当东西方向允许通行（绿灯）时，南北方向应禁止通行（红灯）；同样，当南北方向允许通行（绿灯）时，东西方向应禁止通行（红灯）。
②在绿灯信号要切换为红灯信号之前，为提醒司机提前减速并刹车，应有明显的提示信号：黄灯闪烁。
③信号灯控制系统启动后应能自动循环动作。
图2-1交通灯现场示意图
正常控制时：开关X0接通，东西向红灯亮30s，南北向绿灯亮20，20s后南北向黄灯闪烁5s，然后熄灭。在黄灯熄灭的同时，南北红灯亮30s，东西向绿灯亮20s，20s后东西黄灯闪烁5s，然后熄灭。在该灯熄灭的同时，南北向绿灯亮，东西向红灯亮开始第二个循环，以后周而复始地循环动作。
紧急情况时，按下按钮X2或X3分别表示切换东西绿灯、南北红灯或东西红灯、南北绿灯，用来排除单向交通拥堵的情况。
2.2 信号灯动作时序图
如图2-2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。按启动开关X0后，南北向红灯亮，东西向绿灯亮，25s后东西向黄灯闪烁5s（5次，每次亮、
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暗0.5s），然后熄灭。在该灯熄灭的同时，东西向红灯亮及南北向绿灯亮，开始第二个循环，以后周而复始地循环动作。按手动与自动切换开关X1，所有信号灯运行一个周期后熄灭。
图2-2 信号灯动作时序图
2.3 输入/输出信号分配
该十字路口交通灯控制电路的输入/输出信号分配如表2-1所示。
表2-1 输入/输出信号分配表
输 入 输 出 文字符号 信号地址 说 明 文字符号 信号地址 说 明 SB1 X0 交通灯正常工作控制开关 H1 Y0 南北向绿灯指示 SB2 X1 自动与手动程序切换开关 H2 Y1 南北向黄灯指示 SB3 X2 东西向交通灯常绿控制按钮 H3 Y2 南北向红灯指示 SB4 X3 南北向交通灯常绿控制按钮 H4 Y3 东西向红灯指示 H5 Y4 东西向绿灯指示 H6 Y5 东西向黄灯指示
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2.4 输入/输出端口接线
十字路口交通灯的控制电路的输入\\输出端的接线方式如图2-3所示。
图2-3 PLC输入\\输出接线图
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PLC十字路口交通灯显示报告要点
