毕业文
（电工教研室）
题目十字路口交通灯PLC控制系统设计
专 业 应电子技术
班 级 级应电子班
设 计
学 号
指导教师：
设计时间： 2013年 X月X日
摘
PLC编程序控制器微处理器基础综合计算机技术动控制技术通讯技术发展种新型工业控制装置具结构简单编程方便性高等优点已广泛工业程位置动控制中统计编程控制器工业动化装置中应种设备专家认编程控制器成工业控制手段重基础设备PLC机器CADCAM成工业生产三支柱PLC具环境适应性强特性时部定时器资源十分丰富目前普遍渐进式信号灯进行精确控制特岔路口控制方便实现现越越PLC应交通灯系统中时PLC身具通讯联网功条道路信号灯组成局域网进行统调度理缩短车辆通行等候时间实现科学化理
关键词：交通灯 PLC 程序 设计
Abstract
PLC programmable controller based on microprocessor a combination of computer technology automatic control technology and communication technology developed a new type of industrial control device It has advantages of simple structure convenient programming and high reliability has been widely used in automatic control of industrial process and location According to statistics the programmable controller is used in industrial automation device up to a device Experts believe that the programmable controller will become the main future industrial control means and one of the important basic equipment PLC robotics CADCAM will become the three pillars of industrial production Because the PLC has to use the environment characteristics of strong adaptability while its internal timer is very rich in resources but for the current widespread use of progressive signal for precise control especially control of the fork in the road more easily realized So now more and more applies PLC to traffic light system Itself also has communications networking function at the same time PLC will be on the same path of light form a unified scheduling management for local area network (LAN) can shorten vehicles waiting time realize the scientific management
Key words The traffic light PLC program design
目录
第章 前言 1
11题背景意义 1
12课题现状发展趋势已解决问题 1
第二章 控制方案设计 4
21技术控制求 4
22总体方案确定 4
221方案原理 4
222方案特点 5
223 方案选择 5
第三章 硬件软件选择硬件连接 7
31输入点输出点分配 7
32硬件选择 7
33软件选择 8
34硬件连接 9
第四章 软件编程 10
41编写程序流程图 10
42编写梯形图 11
第五章 系统调试 13
51系统程序调试 13
52系统硬件调试 13
53联机调试 14
第六章 总结 16
致谢 17
参考文献 18
附件： 19
程序梯形图： 19
程序指令表： 22
电源图： 25
PLC输入端接线图 26
PLC输出端接线图： 27
电气原理图： 29
第章 前言
11题背景意义
着国济飞速发展城市口越越居民出行次数机动车拥量断增加城市道路拥挤车流量均衡等问题日趋严重常会道路拥挤交通秩序混乱出行时间长等城市交通问题倍感苦恼例：绿灯方没什车辆红灯方排着长队等候通提高城市路网通行力实现道路交通科学化理迫眉睫保持城市交通安全便捷高效畅通绿色环保已成政府政策规划重点问题
通十字路口交通灯控制系统设计制作进步巩固加深学基础理基技专业知识认识掌握时培养身综合运学基础理基础知识基技进行分析解决实际问题力更受PLC系统开发综合训练够进行PLC系统设计实施掌握典型动控制系统工作原理设计思路更重：通十字路口交通灯系统环节实际制作锻炼身刻苦钻研勇探索实事求善合作工作作风岗实做充分准备
12课题现状发展趋势已解决问题
年着规模集成电路发展微处理器核心编程控制器（PLC）迅猛发展早期PLC序控制天PLC已够应闭环控制运动控制复杂分布式控制系统已逐步发展成类解决动化问题效便捷方式PLC身具功完善结构模块化开发容易操作方便性稳定性高性价高等优点工业生产中具广阔应前景誉现代工业生产动化三支柱着集成电路发展网络时代PLC必够获更发展空间PLC体三部分组成包括中央处理器CPU存储系统输入输出接口PLC基结构图11示：
图11 PLC组成框图
系统电源CPU模块单独作单元编程器般作PLC外设PLC部采总线结构进行数指令传输外部开关信号模拟信号种种传感器检测信号作PLC输入变量PLC输入端子进入PLC输入存储器收集暂存控象实际运行状态信息数PLC部运算处理控象实际动作求产生输出结果输出结果送输出端子作输出变量驱动执行机构PLC部分协调致实现现场设备控制PLC采循环扫描工作方式系统工作务理应程序执行循环扫描方式完成编程控制器工作程包括两部分：诊断通信响应固定程户程序执行程图12示
图12 PLC工作程框图
PLC次执行户程序前先执行障诊断程序复位监视定时等部固定程序诊断正常继续扫描然PLC检查否编程器计算机等通信请求果计算机等通信请求进行相应处理PLC处停止(STOP)状态时循环进行前两程PLC处运行（RUN）状态时PLC部处理通信操作输入扫描执行户程序输出刷新五工作阶段循环工作完成次五阶段需时间成扫描周期次扫描周期简单分输入处理程序执行输出处理三阶段
提高PLC处理力求PLC具更响应速度更存储容量目前PLC扫描速度达01msk步左右PLC扫描速度已成重性指标存储容量方面PLC高达十兆字节扩存储容量公司已磁泡存储器硬盘前中型PLC较适应市场种需PLC品种方发展特超型超型两方发展现已IO点数达14336点超型PLC32位微处理器CPU行工作容量存储器功强型PLC整体结构型模块化结构发展配置更加灵活市场需已开发种简易济超型微型PLC配置IO点数8～16点适应单机型动控制需满足种动化控制系统求年断开发出许功模块高速计数模块温度控制模块远程IO模块通信机接口模块等带CPU存储器智IO模块扩展PLC功灵活方便扩PLC应范围加强PLC联网通信力PLC技术进步潮流外PLC外部障检测处理力断增强PLC系统结构断发展时PLC编程语言越越丰富功断提高数PLC梯形图语言外适应种控制求出现面序控制步进编程语言面程控制流程图语言计算机兼容高级语言（BASICC语言等）等种编程语言存互补发展PLC进步种趋势通PLC十字路口交通灯进行控制势趋
PLC十字路口交通灯控制系统原继电器接触器控制系统更加稳定效率更高减少外部继电器接触器具更高性安全性控制效果更加明显弥补原控制系统足更效解决现十字路口交通控制方面面交通拥挤车流量均衡出行时间长等问题利PLC控制系统控制十字路口交通灯十字路口交通理更科学化更条理交通更加便捷畅通
第二章 控制方案设计
21技术控制求
运学知识设计十字路口交通灯控制系统电路求三菱PLC进行控制够指挥车辆十字路口完成左转路口直行设计出十字路口交通灯控制系统实物模型
功：①东西两组灯南北两组灯分指示转弯直行表示②黄灯亮时求秒闪亮次③步设置行横道红绿灯指示具体交通灯控制电路状态表21示：
表21 交通灯控制电路状态表
状态
直行灯（南北）
左转灯（南北）
直行灯（东西）
直行灯（东西）
持续时间
（s）
红
黄
绿
红
黄
绿
红
黄
绿
红
黄
绿
S0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
27
S1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
3
S2
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
27
S3
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
3
S4
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
27
S5
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
3
S6
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
27
S7
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
3
S0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
27
注：0表示灯灭1表示灯亮
22总体方案确定
221方案原理
方案实现模拟十字路口交通灯运行利PLC十字路口交通灯进行控制：总2输入点16输出点两输入系统开关代交通灯发光二极亮灭闪烁作信号输出灯分东西两组南北两组红黄绿三种分指示左转弯直行外四组行道红绿灯首先控制求利计算机编程软件编写科学合理程序输入PLCPLC输入程序出输出通外部中间继电器硬件电路进行相应逻辑序控制交通灯控制求进行亮灭闪烁完成科学交通控制求
222方案特点
PLC运交通灯控制系统较强优势四方面描述
寿命长：目前反馈情况目前控制电路寿命部分均足五年电路设计元器件选型工作环境控制方式等素关身法克服固缺点PLC作工业控制单元应种控制环境部电路机械结构设计极精良器件均选标准工业级产品寿命般保证十年PLC种特点十字路口交通灯PLC控制系统正常运行较长时间
性稳定抗干扰性：PLC应种工业控制现场硬件软件设计均考虑种生产环境电压适范围宽具极强抗电磁干扰抗震动抗高温高湿等特性性极稳定十字路口交通灯PLC控制系统PLC应具样优点
PLC功强实现灵活扩展性根实际需改变功控制程方式根者求增加少增加硬件基础开发新控制功加良性价十字路口交通灯PLC控制系统原交通灯控制系统控制更加灵活功更加丰富
223 方案选择
利PLC进行十字路口交通灯控制继电器接触器控制系统相省继电器接触器节约成传输速率高更便捷稳定抗干扰力强选PLC交通灯系统进行控制
外部执行设备选择中间继电器里保护PLC触点意外烧坏PLC毕竟中间继电器贵输入控制输出动作减少PLC输出点数
交通灯发光二级代种二极压降2V
第三章 硬件软件选择硬件连接
31输入点输出点分配
前面控制求加入街行道信号灯控制认真考虑系统PLC2输入点16输出点具体输入输出点分配表31示：
表31 输入输出点分配
输入输出点分配
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编号
启动钮
SBI
X0
直行红灯（南北）
HL1
Y0
停止钮
SB2
X1
直行黄灯（南北）
HL2
Y1
直行绿灯（南北）
HL3
Y2
左转红灯（南北）
HL4
Y3
左转黄灯 (南北)
HL5
Y4
左转绿灯（南北）
HL6
Y5
直行红灯（东西）
HL7
Y6
直行黄灯（东西）
HL8
Y7
直行绿灯（东西）
HL9
Y10
左转红灯（东西）
HL10
Y11
左转黄灯（东西）
HL11
Y12
左转绿灯（东西）
HL12
Y13
街红灯（南北）
HL13
Y14
街绿灯（南北）
HL14
Y15
街红灯（东西）
HL15
Y16
街绿灯（东西）
HL16
Y17
注：表中直行灯左转灯分9发光二极相关电阻串联成街灯分5发光二极相关电阻串联成（保证24V压降）
32硬件选择
控制系统选三菱FX2N48MR型号型PLC FX2N48MR型化高速度高性装置48输入输出点需2输入点16输出点相充足外型号PLC适基组件间连接模拟控制定位控制等特殊途系统配置固定灵活套满足样化广泛需PLC系统选择型号PLC
中间继电器系统选择容量：220V5A4副触点中间继电器（16）面4付常开触点面4付常闭角触点线圈通电利电磁力动衔铁拉面4付常开角触点闭合面4付常闭角触点分开 中间继电器输入信号变成输出信号继电器输入信号线圈通电断电输出触头动作（带常开点闭合常闭点开）触点接控制回路中通触点变化导致控制回路发生变化（例导通截止）中间继电器特点触头数目较完成回路控制触头容量较般220V5A动作灵敏动作时间005S接触器触头辅分电动机额定电流超5A时代接触器说认容量接触器中间继电器特点正需系统硬件选择：型号DZ4760 C10低压断路器型号RT1832 32A380V熔断器组合保护电路海明纬电子限公司220VAC~24DC转换电源电路供电低压电器现东西然充分利发光二级（串接相应电阻保证24V压降）代交通信号灯具体硬件选择表32示：
表32具体硬件选择表
硬件名称
型号
数量
编程控制器（PLC）
三菱FX2N48MR
1台
中间继电器
220V5A
16
低压断路器
DZ4760 C10
1
熔断器
RT1832 32A380V
1
转换电源
220VAC~24DC
1
发光二级
2V
量
33软件选择
编写程序软件系统设计三菱电机SWOPCFXGPWINC编程软件专FX系列PLC设计中文编程软件Windows9xWindows31操作系统运行软件梯形图指令表序功图符号创建PLC程序程序储存文件印机印出编程元件程序块建立注释设置寄存器数通串行口户程序PLC进行通讯文件传送实现种监控测试功利里面梯形图指令表进行编程直学软件较熟悉起较方便画图软件系统然选熟悉够熟练AutoCAD 2004
34硬件连接
硬件连接需根附录中图进行相应连接首先根布置图进行体硬件布置规划相应器件安装相应方然根PLC输入输出端接线图进行相应连接根转换电源图转换电源PLC相连接根控制电路电气原理图控制电路部分相连接时量做线路敷设直固定点位置正确导线剖削规范线路安装正确导线压接规范元件安装整齐紧固
第四章 软件编程
41编写程序流程图
编写程序流程图编写程序前必须求认真做步先系统控制求步步写出程序控制流程图够编写程序时候出现思维混乱导致编写程序出现较错误编写十字路口交通灯控制系统前编写程序控制流程图41示：图41 程序控制流程图
首先启动钮X0进入M0步输出信号：Y17Y14Y2Y3Y6Y11（街绿灯（东西）街绿灯（南北）直行绿灯（南北）直行绿灯（南北）直行红灯（东西）左转红灯（东西）等灯亮）27秒进入M1步输出信号：Y14Y6Y11Y1Y4Y17（街绿灯（南北）直行红灯（东西）左转红灯（东西）等灯亮直行黄灯（南北）左转红灯（南北）街绿灯（东西）等灯闪烁）3秒进入M2步面类似控制流程编写M8步返回M0步完成程序循环
42编写梯形图
编写梯形图步进指令编程方法STL步进开始指令RET步进结束指令STLRET指令必须状态继电器S配合具步进功STL成步进触点指令（占1步）STL梯形符号称STL触点没动断触点STL S20STL S21STL触电梯形图中STL触电母线相连STL指令母线移触点右侧需LDLDIOUT等指令直出现条STL指令出现RET指令STL指令新状态继电器置位前状态继电器动复位触点断开步进指令RET称步进返回指令系列STL指令必须RET指令表示步进指令功结束母线恢复原位运步进指令编写序控制程序时首先确定整十字交通灯控制系统流程然复杂务程分解成干工序（状态）弄清工序成立条件工序转移条件转移方样画出程序工作流程图根控制求采STLRET指令种步进序控制方式进行相应程序编写具体程序设计介绍图42图43图44示：
图42 系统启动程序
图42示：M8002特殊辅助继电器仅运行开始时瞬间接通产生初始脉X0接通时M8002产生初始脉程序启动进入步线圈Y17Y14Y2Y3Y6Y11接通（东西走街行道绿灯亮南北走街行道绿灯亮南北走直行绿灯亮南北走左转红灯亮东西走直行红灯亮东西走左转红灯亮）接通27S（时间继电器设定时间）时间继电器常开触点T0闭合进入步（置位S21步）
图43 M8013控制脉输出程序
图43示：M8013PLC部特殊时钟继电器种继电器PLC运行时断发出时间宽度1S脉05S通05S断继电器M8013中信号通时输出通断交Y1Y4Y1705S通05S断交南北走黄灯南北走左转黄灯东西走街行道绿灯闪烁（1S烁次）实现外接相应输出发光二级够时间继电器T1触点接通前3S停闪烁Y14Y6Y11Y1Y4Y17接通（南北走绿灯亮东西走直行红灯亮东西走左转红灯亮南北走黄灯闪烁南北走左转黄灯闪烁东西走街行道绿灯闪烁）3S时间继电器T1常开触点闭合置位S22步面程序里差前面流程图编写
图44 置零循环结束程序
图44示里够系统时开始时关闭：闭合X1时置零S0S30步系统线圈失电进达关闭系统目闭合X0时置位S20步PLC开始S20步开始循环扫描系统开始运行
第五章 系统调试
51系统程序调试
PLC控制系统说装PLC模拟开关模拟输入信号状态输出点指示灯模拟控象设计号软件程序传送PLC中进行程序调试系统程序进行调试前首先应该PLC外部接线供电系统执行机构检测元件开关运行等进行检查（1）外部接线检查包括输入输出接线正确性检查（2）供电系统包括PLC供电电源接线正确性检查电压检查外部供电电源检查等（3）执行机构运行检查包括执行机构输入信号响应时间运转正反等状态检查时检测元件开关运行检查起进行便解执行机构运行检测元件开关否相应输出信号（4）检测元件开关PLC输入信号源检测元件开关钮等信号运行响应进行检查解状态否相应变化等
正式调试方法：根程序执行序先分手动方法分输入点进行开闭动作检查程序否程控制求进行动作相应输出信号否存延时时间否正确输出通道反馈信号应该根否系统输出手动出相应反馈输入信号直整运行程序正确运行
52系统硬件调试
系统硬件调试十字路口交通灯控制系统控制电路硬件系统进行调试
条件限硬件调试万表进行检测调试：
（1）做检查电气线路电焊点否齐全紧固松动活发热变色现象保持电气线路接触良
（2）通电情况万表电阻挡测量条线路两接点间硬件两端电阻否电阻显示果电阻值说明线路通硬件没说明没通硬件坏需仔细检查原解决问题
53联机调试
首先接通电源然前面正确程序输入外接控制电路PLC中前面程序调试时方法进行调试原先模拟开关变成真正开关指示灯变成真正控象发光二级根部分器件动作否符合控制目果进行修改调试直程序正确运行止
具体调试程中出现问题原解决方法：
（1）接220V电源整系统没指示灯包括24V转换电源问题万表检查原24V转换电源220V外接电源线没接（通）解决办法通方重新连接
（2）运行南北走北直行绿灯东西走街行道面红灯亮检查知道原组成两处信号灯串联发光二级中坏解决办法坏掉发光二级换掉
（3）东西走东两街行道绿灯亮相动作求西街行道绿灯亮检查出原：东两街行道绿灯接中间继电器触点线头继电器触点间没接（通）解决办法两根线新接
（4）南北走南街行道两绿灯亮北两街行道亮问题现象第（3）项样仔细检查出原第（3）项原继电器相应两条线线头间接触良没通真正原：中间继电器南两街行道绿灯相接触点坏掉中间继电器线圈吸合解决办法中间继电器面带线圈触点衔铁片方块盒换中间继电器然求换中间继电器控制系统中没触点样新接线两信号灯接坏中间继电器触点样点麻烦面方法解决实际整体完成图图51示局部完成图图52示：
图51 十字路口交通灯PLC控制系统实际完成图
图52 十字路口交通灯PLC控制系统局部完成图
第六章 总结
通课题设计编程制作实物进步巩固加深学编程控制器电工基础电子技术维修电工等基础理知识基技掌握更系统化增强通学基础理知识基技进行分析解决实际问题力时培养学力方面通PLC应力训练够进行PLC系统设计实施掌握般动控制系统工作原理设计思路通十字路口交通灯PLC控制系统设计国情工业生产实际认识摆正设计思想设计出程序更符合实际生产中应（然模拟真正十字路口交通灯控制系统）外想更重通课题设计培养积极进取思路严谨认真刻苦怕困难敢创新做事态度团队合作力岗实坚实基础课题设计结果样想点肯定通课题设计真受益匪浅
致谢
知文题目开始查找资料设计总体方案实物制作撰写文程中帮助感谢首先感谢指导老师高孝亮老师毕业设计予急切关注悉心指导特文写作措辞等方面总严格求文容格式文反复修改润色高老师始终认真负责予深刻细致指导帮助开拓研究思路精心点拨正毕业文够利完成谢谢高老师
次感谢起做毕业设计学信支持帮助放心胆进行课题设计制作时相互合作终较完成课题务感谢
感谢XX老师感谢时予精神方面鼓励然毕业设计指导老师予全力支持真非常感谢
参考文献
1 齐谦王士兰． PLC技术应．机械工业出版社2000
2 贾德胜．PLC应开发子程序．民邮电出版社2006
3 余国亮．PLC原理应：三菱FX系列．清华学出版社2005
4 钱锐．PLC应技术．科学出版社2006
5 李建厚．PLC原理应设计．化学工业出版社2005
6 廖常初．PLC基础应．机械工业出版社2003
7 高钦．编程控制器应技术设计实例．民邮电出版社2004
8 张进秋陈永利张中民．编程控制器原理应实例．机械工业出版社2004
9 赵家礼．图解维修电工操作技．机械工业出版社2006
10 孙振强．编程控制器原理应教程．清华学出版社2005
11 方承远．工厂电气控制技术．机械工业出版社2000
12 吕景泉．编程序控制器应．机械工业出版社2005
13闫坤．电器编程序控制器应技术．清华学出版社2007
14 钟肇新．编程序控制器原理应．华南理工学出版社1997
15 王永华．现代电气控制PLC应技术．北京航空航天学出版社2003
16 郁汉琪郭键．编程序控制器原理应．中国电力出版社2004
17 瞿中．编程控制器应实验．机械工业出版社2002
18 周美兰．PLC电气控制组态设计．科学出版社2003
19 魏志精．编程序控制器应技术．电子工业出版社1998
20 催亚军．编程控制器原理程序设计．电子工业出版社1993
21 王仿．编程序控制器应技术．机械工业出版社2001
22 王丹利．编程序控制器原理应．西北工业学出版社1996
附件：
程序梯形图：
程序指令表：
电源图：
PLC输入端接线图
PLC输出端接线图：
电气原理图：
硬件布置图：
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
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题目十字路口交通灯PLC控制系统设计
专 业 应电子技术
班 级 级应电子班
设 计
学 号
指导教师：
设计时间： 2013年 X月X日
摘
PLC编程序控制器微处理器基础综合计算机技术动控制技术通讯技术发展种新型工业控制装置具结构简单编程方便性高等优点已广泛工业程位置动控制中统计编程控制器工业动化装置中应种设备专家认编程控制器成工业控制手段重基础设备PLC机器CADCAM成工业生产三支柱PLC具环境适应性强特性时部定时器资源十分丰富目前普遍渐进式信号灯进行精确控制特岔路口控制方便实现现越越PLC应交通灯系统中时PLC身具通讯联网功条道路信号灯组成局域网进行统调度理缩短车辆通行等候时间实现科学化理
关键词：交通灯 PLC 程序 设计
Abstract
PLC programmable controller based on microprocessor a combination of computer technology automatic control technology and communication technology developed a new type of industrial control device It has advantages of simple structure convenient programming and high reliability has been widely used in automatic control of industrial process and location According to statistics the programmable controller is used in industrial automation device up to a device Experts believe that the programmable controller will become the main future industrial control means and one of the important basic equipment PLC robotics CADCAM will become the three pillars of industrial production Because the PLC has to use the environment characteristics of strong adaptability while its internal timer is very rich in resources but for the current widespread use of progressive signal for precise control especially control of the fork in the road more easily realized So now more and more applies PLC to traffic light system Itself also has communications networking function at the same time PLC will be on the same path of light form a unified scheduling management for local area network (LAN) can shorten vehicles waiting time realize the scientific management
Key words The traffic light PLC program design
目录
第章 前言 1
11题背景意义 1
12课题现状发展趋势已解决问题 1
第二章 控制方案设计 4
21技术控制求 4
22总体方案确定 4
221方案原理 4
222方案特点 5
223 方案选择 5
第三章 硬件软件选择硬件连接 7
31输入点输出点分配 7
32硬件选择 7
33软件选择 8
34硬件连接 9
第四章 软件编程 10
41编写程序流程图 10
42编写梯形图 11
第五章 系统调试 13
51系统程序调试 13
52系统硬件调试 13
53联机调试 14
第六章 总结 16
致谢 17
参考文献 18
附件： 19
程序梯形图： 19
程序指令表： 22
电源图： 25
PLC输入端接线图 26
PLC输出端接线图： 27
电气原理图： 29
第章 前言
11题背景意义
着国济飞速发展城市口越越居民出行次数机动车拥量断增加城市道路拥挤车流量均衡等问题日趋严重常会道路拥挤交通秩序混乱出行时间长等城市交通问题倍感苦恼例：绿灯方没什车辆红灯方排着长队等候通提高城市路网通行力实现道路交通科学化理迫眉睫保持城市交通安全便捷高效畅通绿色环保已成政府政策规划重点问题
通十字路口交通灯控制系统设计制作进步巩固加深学基础理基技专业知识认识掌握时培养身综合运学基础理基础知识基技进行分析解决实际问题力更受PLC系统开发综合训练够进行PLC系统设计实施掌握典型动控制系统工作原理设计思路更重：通十字路口交通灯系统环节实际制作锻炼身刻苦钻研勇探索实事求善合作工作作风岗实做充分准备
12课题现状发展趋势已解决问题
年着规模集成电路发展微处理器核心编程控制器（PLC）迅猛发展早期PLC序控制天PLC已够应闭环控制运动控制复杂分布式控制系统已逐步发展成类解决动化问题效便捷方式PLC身具功完善结构模块化开发容易操作方便性稳定性高性价高等优点工业生产中具广阔应前景誉现代工业生产动化三支柱着集成电路发展网络时代PLC必够获更发展空间PLC体三部分组成包括中央处理器CPU存储系统输入输出接口PLC基结构图11示：
图11 PLC组成框图
系统电源CPU模块单独作单元编程器般作PLC外设PLC部采总线结构进行数指令传输外部开关信号模拟信号种种传感器检测信号作PLC输入变量PLC输入端子进入PLC输入存储器收集暂存控象实际运行状态信息数PLC部运算处理控象实际动作求产生输出结果输出结果送输出端子作输出变量驱动执行机构PLC部分协调致实现现场设备控制PLC采循环扫描工作方式系统工作务理应程序执行循环扫描方式完成编程控制器工作程包括两部分：诊断通信响应固定程户程序执行程图12示
图12 PLC工作程框图
PLC次执行户程序前先执行障诊断程序复位监视定时等部固定程序诊断正常继续扫描然PLC检查否编程器计算机等通信请求果计算机等通信请求进行相应处理PLC处停止(STOP)状态时循环进行前两程PLC处运行（RUN）状态时PLC部处理通信操作输入扫描执行户程序输出刷新五工作阶段循环工作完成次五阶段需时间成扫描周期次扫描周期简单分输入处理程序执行输出处理三阶段
提高PLC处理力求PLC具更响应速度更存储容量目前PLC扫描速度达01msk步左右PLC扫描速度已成重性指标存储容量方面PLC高达十兆字节扩存储容量公司已磁泡存储器硬盘前中型PLC较适应市场种需PLC品种方发展特超型超型两方发展现已IO点数达14336点超型PLC32位微处理器CPU行工作容量存储器功强型PLC整体结构型模块化结构发展配置更加灵活市场需已开发种简易济超型微型PLC配置IO点数8～16点适应单机型动控制需满足种动化控制系统求年断开发出许功模块高速计数模块温度控制模块远程IO模块通信机接口模块等带CPU存储器智IO模块扩展PLC功灵活方便扩PLC应范围加强PLC联网通信力PLC技术进步潮流外PLC外部障检测处理力断增强PLC系统结构断发展时PLC编程语言越越丰富功断提高数PLC梯形图语言外适应种控制求出现面序控制步进编程语言面程控制流程图语言计算机兼容高级语言（BASICC语言等）等种编程语言存互补发展PLC进步种趋势通PLC十字路口交通灯进行控制势趋
PLC十字路口交通灯控制系统原继电器接触器控制系统更加稳定效率更高减少外部继电器接触器具更高性安全性控制效果更加明显弥补原控制系统足更效解决现十字路口交通控制方面面交通拥挤车流量均衡出行时间长等问题利PLC控制系统控制十字路口交通灯十字路口交通理更科学化更条理交通更加便捷畅通
第二章 控制方案设计
21技术控制求
运学知识设计十字路口交通灯控制系统电路求三菱PLC进行控制够指挥车辆十字路口完成左转路口直行设计出十字路口交通灯控制系统实物模型
功：①东西两组灯南北两组灯分指示转弯直行表示②黄灯亮时求秒闪亮次③步设置行横道红绿灯指示具体交通灯控制电路状态表21示：
表21 交通灯控制电路状态表
状态
直行灯（南北）
左转灯（南北）
直行灯（东西）
直行灯（东西）
持续时间
（s）
红
黄
绿
红
黄
绿
红
黄
绿
红
黄
绿
S0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
27
S1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
3
S2
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
27
S3
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
3
S4
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
27
S5
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
3
S6
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
27
S7
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
3
S0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
27
注：0表示灯灭1表示灯亮
22总体方案确定
221方案原理
方案实现模拟十字路口交通灯运行利PLC十字路口交通灯进行控制：总2输入点16输出点两输入系统开关代交通灯发光二极亮灭闪烁作信号输出灯分东西两组南北两组红黄绿三种分指示左转弯直行外四组行道红绿灯首先控制求利计算机编程软件编写科学合理程序输入PLCPLC输入程序出输出通外部中间继电器硬件电路进行相应逻辑序控制交通灯控制求进行亮灭闪烁完成科学交通控制求
222方案特点
PLC运交通灯控制系统较强优势四方面描述
寿命长：目前反馈情况目前控制电路寿命部分均足五年电路设计元器件选型工作环境控制方式等素关身法克服固缺点PLC作工业控制单元应种控制环境部电路机械结构设计极精良器件均选标准工业级产品寿命般保证十年PLC种特点十字路口交通灯PLC控制系统正常运行较长时间
性稳定抗干扰性：PLC应种工业控制现场硬件软件设计均考虑种生产环境电压适范围宽具极强抗电磁干扰抗震动抗高温高湿等特性性极稳定十字路口交通灯PLC控制系统PLC应具样优点
PLC功强实现灵活扩展性根实际需改变功控制程方式根者求增加少增加硬件基础开发新控制功加良性价十字路口交通灯PLC控制系统原交通灯控制系统控制更加灵活功更加丰富
223 方案选择
利PLC进行十字路口交通灯控制继电器接触器控制系统相省继电器接触器节约成传输速率高更便捷稳定抗干扰力强选PLC交通灯系统进行控制
外部执行设备选择中间继电器里保护PLC触点意外烧坏PLC毕竟中间继电器贵输入控制输出动作减少PLC输出点数
交通灯发光二级代种二极压降2V
第三章 硬件软件选择硬件连接
31输入点输出点分配
前面控制求加入街行道信号灯控制认真考虑系统PLC2输入点16输出点具体输入输出点分配表31示：
表31 输入输出点分配
输入输出点分配
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编号
启动钮
SBI
X0
直行红灯（南北）
HL1
Y0
停止钮
SB2
X1
直行黄灯（南北）
HL2
Y1
直行绿灯（南北）
HL3
Y2
左转红灯（南北）
HL4
Y3
左转黄灯 (南北)
HL5
Y4
左转绿灯（南北）
HL6
Y5
直行红灯（东西）
HL7
Y6
直行黄灯（东西）
HL8
Y7
直行绿灯（东西）
HL9
Y10
左转红灯（东西）
HL10
Y11
左转黄灯（东西）
HL11
Y12
左转绿灯（东西）
HL12
Y13
街红灯（南北）
HL13
Y14
街绿灯（南北）
HL14
Y15
街红灯（东西）
HL15
Y16
街绿灯（东西）
HL16
Y17
注：表中直行灯左转灯分9发光二极相关电阻串联成街灯分5发光二极相关电阻串联成（保证24V压降）
32硬件选择
控制系统选三菱FX2N48MR型号型PLC FX2N48MR型化高速度高性装置48输入输出点需2输入点16输出点相充足外型号PLC适基组件间连接模拟控制定位控制等特殊途系统配置固定灵活套满足样化广泛需PLC系统选择型号PLC
中间继电器系统选择容量：220V5A4副触点中间继电器（16）面4付常开触点面4付常闭角触点线圈通电利电磁力动衔铁拉面4付常开角触点闭合面4付常闭角触点分开 中间继电器输入信号变成输出信号继电器输入信号线圈通电断电输出触头动作（带常开点闭合常闭点开）触点接控制回路中通触点变化导致控制回路发生变化（例导通截止）中间继电器特点触头数目较完成回路控制触头容量较般220V5A动作灵敏动作时间005S接触器触头辅分电动机额定电流超5A时代接触器说认容量接触器中间继电器特点正需系统硬件选择：型号DZ4760 C10低压断路器型号RT1832 32A380V熔断器组合保护电路海明纬电子限公司220VAC~24DC转换电源电路供电低压电器现东西然充分利发光二级（串接相应电阻保证24V压降）代交通信号灯具体硬件选择表32示：
表32具体硬件选择表
硬件名称
型号
数量
编程控制器（PLC）
三菱FX2N48MR
1台
中间继电器
220V5A
16
低压断路器
DZ4760 C10
1
熔断器
RT1832 32A380V
1
转换电源
220VAC~24DC
1
发光二级
2V
量
33软件选择
编写程序软件系统设计三菱电机SWOPCFXGPWINC编程软件专FX系列PLC设计中文编程软件Windows9xWindows31操作系统运行软件梯形图指令表序功图符号创建PLC程序程序储存文件印机印出编程元件程序块建立注释设置寄存器数通串行口户程序PLC进行通讯文件传送实现种监控测试功利里面梯形图指令表进行编程直学软件较熟悉起较方便画图软件系统然选熟悉够熟练AutoCAD 2004
34硬件连接
硬件连接需根附录中图进行相应连接首先根布置图进行体硬件布置规划相应器件安装相应方然根PLC输入输出端接线图进行相应连接根转换电源图转换电源PLC相连接根控制电路电气原理图控制电路部分相连接时量做线路敷设直固定点位置正确导线剖削规范线路安装正确导线压接规范元件安装整齐紧固
第四章 软件编程
41编写程序流程图
编写程序流程图编写程序前必须求认真做步先系统控制求步步写出程序控制流程图够编写程序时候出现思维混乱导致编写程序出现较错误编写十字路口交通灯控制系统前编写程序控制流程图41示：图41 程序控制流程图
首先启动钮X0进入M0步输出信号：Y17Y14Y2Y3Y6Y11（街绿灯（东西）街绿灯（南北）直行绿灯（南北）直行绿灯（南北）直行红灯（东西）左转红灯（东西）等灯亮）27秒进入M1步输出信号：Y14Y6Y11Y1Y4Y17（街绿灯（南北）直行红灯（东西）左转红灯（东西）等灯亮直行黄灯（南北）左转红灯（南北）街绿灯（东西）等灯闪烁）3秒进入M2步面类似控制流程编写M8步返回M0步完成程序循环
42编写梯形图
编写梯形图步进指令编程方法STL步进开始指令RET步进结束指令STLRET指令必须状态继电器S配合具步进功STL成步进触点指令（占1步）STL梯形符号称STL触点没动断触点STL S20STL S21STL触电梯形图中STL触电母线相连STL指令母线移触点右侧需LDLDIOUT等指令直出现条STL指令出现RET指令STL指令新状态继电器置位前状态继电器动复位触点断开步进指令RET称步进返回指令系列STL指令必须RET指令表示步进指令功结束母线恢复原位运步进指令编写序控制程序时首先确定整十字交通灯控制系统流程然复杂务程分解成干工序（状态）弄清工序成立条件工序转移条件转移方样画出程序工作流程图根控制求采STLRET指令种步进序控制方式进行相应程序编写具体程序设计介绍图42图43图44示：
图42 系统启动程序
图42示：M8002特殊辅助继电器仅运行开始时瞬间接通产生初始脉X0接通时M8002产生初始脉程序启动进入步线圈Y17Y14Y2Y3Y6Y11接通（东西走街行道绿灯亮南北走街行道绿灯亮南北走直行绿灯亮南北走左转红灯亮东西走直行红灯亮东西走左转红灯亮）接通27S（时间继电器设定时间）时间继电器常开触点T0闭合进入步（置位S21步）
图43 M8013控制脉输出程序
图43示：M8013PLC部特殊时钟继电器种继电器PLC运行时断发出时间宽度1S脉05S通05S断继电器M8013中信号通时输出通断交Y1Y4Y1705S通05S断交南北走黄灯南北走左转黄灯东西走街行道绿灯闪烁（1S烁次）实现外接相应输出发光二级够时间继电器T1触点接通前3S停闪烁Y14Y6Y11Y1Y4Y17接通（南北走绿灯亮东西走直行红灯亮东西走左转红灯亮南北走黄灯闪烁南北走左转黄灯闪烁东西走街行道绿灯闪烁）3S时间继电器T1常开触点闭合置位S22步面程序里差前面流程图编写
图44 置零循环结束程序
图44示里够系统时开始时关闭：闭合X1时置零S0S30步系统线圈失电进达关闭系统目闭合X0时置位S20步PLC开始S20步开始循环扫描系统开始运行
第五章 系统调试
51系统程序调试
PLC控制系统说装PLC模拟开关模拟输入信号状态输出点指示灯模拟控象设计号软件程序传送PLC中进行程序调试系统程序进行调试前首先应该PLC外部接线供电系统执行机构检测元件开关运行等进行检查（1）外部接线检查包括输入输出接线正确性检查（2）供电系统包括PLC供电电源接线正确性检查电压检查外部供电电源检查等（3）执行机构运行检查包括执行机构输入信号响应时间运转正反等状态检查时检测元件开关运行检查起进行便解执行机构运行检测元件开关否相应输出信号（4）检测元件开关PLC输入信号源检测元件开关钮等信号运行响应进行检查解状态否相应变化等
正式调试方法：根程序执行序先分手动方法分输入点进行开闭动作检查程序否程控制求进行动作相应输出信号否存延时时间否正确输出通道反馈信号应该根否系统输出手动出相应反馈输入信号直整运行程序正确运行
52系统硬件调试
系统硬件调试十字路口交通灯控制系统控制电路硬件系统进行调试
条件限硬件调试万表进行检测调试：
（1）做检查电气线路电焊点否齐全紧固松动活发热变色现象保持电气线路接触良
（2）通电情况万表电阻挡测量条线路两接点间硬件两端电阻否电阻显示果电阻值说明线路通硬件没说明没通硬件坏需仔细检查原解决问题
53联机调试
首先接通电源然前面正确程序输入外接控制电路PLC中前面程序调试时方法进行调试原先模拟开关变成真正开关指示灯变成真正控象发光二级根部分器件动作否符合控制目果进行修改调试直程序正确运行止
具体调试程中出现问题原解决方法：
（1）接220V电源整系统没指示灯包括24V转换电源问题万表检查原24V转换电源220V外接电源线没接（通）解决办法通方重新连接
（2）运行南北走北直行绿灯东西走街行道面红灯亮检查知道原组成两处信号灯串联发光二级中坏解决办法坏掉发光二级换掉
（3）东西走东两街行道绿灯亮相动作求西街行道绿灯亮检查出原：东两街行道绿灯接中间继电器触点线头继电器触点间没接（通）解决办法两根线新接
（4）南北走南街行道两绿灯亮北两街行道亮问题现象第（3）项样仔细检查出原第（3）项原继电器相应两条线线头间接触良没通真正原：中间继电器南两街行道绿灯相接触点坏掉中间继电器线圈吸合解决办法中间继电器面带线圈触点衔铁片方块盒换中间继电器然求换中间继电器控制系统中没触点样新接线两信号灯接坏中间继电器触点样点麻烦面方法解决实际整体完成图图51示局部完成图图52示：
图51 十字路口交通灯PLC控制系统实际完成图
图52 十字路口交通灯PLC控制系统局部完成图
第六章 总结
通课题设计编程制作实物进步巩固加深学编程控制器电工基础电子技术维修电工等基础理知识基技掌握更系统化增强通学基础理知识基技进行分析解决实际问题力时培养学力方面通PLC应力训练够进行PLC系统设计实施掌握般动控制系统工作原理设计思路通十字路口交通灯PLC控制系统设计国情工业生产实际认识摆正设计思想设计出程序更符合实际生产中应（然模拟真正十字路口交通灯控制系统）外想更重通课题设计培养积极进取思路严谨认真刻苦怕困难敢创新做事态度团队合作力岗实坚实基础课题设计结果样想点肯定通课题设计真受益匪浅
致谢
知文题目开始查找资料设计总体方案实物制作撰写文程中帮助感谢首先感谢指导老师高孝亮老师毕业设计予急切关注悉心指导特文写作措辞等方面总严格求文容格式文反复修改润色高老师始终认真负责予深刻细致指导帮助开拓研究思路精心点拨正毕业文够利完成谢谢高老师
次感谢起做毕业设计学信支持帮助放心胆进行课题设计制作时相互合作终较完成课题务感谢
感谢XX老师感谢时予精神方面鼓励然毕业设计指导老师予全力支持真非常感谢
参考文献
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2 贾德胜．PLC应开发子程序．民邮电出版社2006
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9 赵家礼．图解维修电工操作技．机械工业出版社2006
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21 王仿．编程序控制器应技术．机械工业出版社2001
22 王丹利．编程序控制器原理应．西北工业学出版社1996
附件：
程序梯形图：
程序指令表：
电源图：
PLC输入端接线图
PLC输出端接线图：
电气原理图：
硬件布置图：
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