以交通灯为载体的PLC实训设备设计与制作
摘要：本课题是以交通灯为设计依据，以PLC为基础开发的交通灯实训设备设计。本课题首先阐述了设备整体的基本需求与总体方案，给出了基于PLC与HMI的编程技术与整机组装所需要的元器件明细表，电路图等，对设备整体进行了详细的设计分析，并对关键电路进行了充分的分析与计算；其次，本文根据项目调试中存在的问题进行解决，并给出了解决的方案，设计制作了电路板，在PLC输出点有限的情况下，考虑到成本问题，采取了使用多种译码器来减少对PLC输出点的使用从而解决了成本问题。
关键词：交通灯；PLC；HMI；译码器
Design and production of PLC training equipment based on traffic lights
Abstract：The design of traffic light training equipment is based on traffic light and PLC. In this paper, the basic requirements and the overall scheme of the whole equipment are described, and the programming technology based on PLC and HMI is given, and the detailed list and circuit diagram of the components needed for the assembly of the whole machine are given, and the design and analysis of the whole equipment are carried out in detail. The key circuits are fully analyzed and calculated. Secondly, according to the problems existing in the project debugging, the solution is given, and the circuit board is designed and fabricated, and the PLC output point is limited. In view of the cost problem, a variety of translations have been adopted Coders to reduce the use of PLC output points to solve the cost problem.
Key words: traffic light ;PLC; HMI; decoder
目 录
第1章引言
1.1 课题来源及研究意义—————————————————— 2
1.2 本文主要研究内容——————————————————— 2
第2章设计方案———————————————————————- 3
第3章设备的硬件设计———————————————————----5
3.1 硬件系统组成—————————————————————-5
3.2 PLC及其选型—————————————————————--5
3.3 设备硬件单元设计———————————————————-7
3.3.1 电源模块————————————————————— 7
3.3.2 设备载体快———————————————————— 8
第4章设备的系统设计———————————————————— 18
4.1 控制要求——————————————————————— 19
4.2 I/O分配表及PLC接线图———————————————— 19
4.2.1 I/O分配表———————————————————— 19
4.2.2 PLC接线图———————————————————— 19
4.3 软件设计——————————————————————— 21
4.3.1 组态工程数据对象与PLC的通信连接————————— 21
4.3.2 梯形图—————————————————————— 28
第5章 整机系统调试————————————————————— 32
5.1 系统调试步骤————————————————————— 32
5.2 问题及解决—————————————————————— 32
第6章 结束语———————————————————————— 34
参考文献—————————————————————————-— 35
第1章 引言
1.1课题来源及研究意义
本课题来源于无锡职业技术学院控制学院副教授陆荣老师指定课题。本课题的主要任务是以PLC为基础开发的交通灯实训设备的设计与制作，并结合了无锡职业技术学院的教学特点，旨在重点培养学生自己的动手能力与动脑能力。本课题的教学重点在项目的实训的接线，程序的编写，以及整体的电路图设计。本套设备的设计完成，可以为我校电气自动化专业的电气实训以及PLC可编写程序设计师的考核提供理论上的和实用上的帮助，同时本设备的研究与设计，能使学生在动手操作能力和专业认知能力上有很大的帮助，从而解决学生对本专业的专业知识应用及消化。
1.2本文主要研究内容
以交通灯为载体的PLC实训设备设计与制作是以交通灯为载体以PLC为基础开发的实训设备的设计与制作，根据我校的教育教学要求进行设计，旨在于重点的培养我校学生的实际动手操作能力与设计开发能力。根据所给出的项目任务书的需求，本设备在设计时应该有8个强制开关，四组红、黄、绿三色LED灯，自动运行与手动运行转换开关，并且具有数字显示器的倒计时功能，数字显示器均采用的是BCD码输入。
基于以上，本课题的主要内容包括以下几个方面：
1. 交通灯的整体的结构设计；
2. 交通灯的硬件组成以及控制板电路扩展设计；
3．交通灯控制系统的软件设计；
4. 交通灯的人机界面设计；
5. 交通灯系统的整机调试。
第2章设计方案
本课题是基于PLC制作的以交通灯为载体的实训设备的制作，我们所需要解决的问题为PLC的编程，电路板的制作，电气图的制作，MCGS组态工程的编写。我们通过485通讯将PLC与MCGS触摸屏相连接，在考虑到输入输出点的使用时用译码器来解决输入输出点的问题，在考虑到系统整体没有5V的直流电源时使用7085稳压电源来解决这一问题。
2.1 系统控制要求设计
将交通灯控制系统进行通电后设立在所有路口的黄灯立即闪烁运行方式分为两种，分别为自动控制和手动控制。
自动控制时，按下系统启动按钮后，在非高峰时段和非夜间时段各交通灯运行。自动控制时黄灯每秒钟闪烁一次。当按下停止工作按钮后，运行中的交通灯立即停止工作，所有指示灯立刻停止。自动运行高峰时段，系统自动切换为东西向主干道绿色满灯的常亮时间为60S，其余闪烁及黄灯时间不变，南北向绿灯和黄灯时间不变。自动运行夜间时段，系统自动切换为夜间模式，东西向和南北向仅黄色满灯以1s为周期闪烁。自动运行时人行横道绿灯点亮时刻超前同方向绿色满灯5秒，开始闪烁时刻超前3秒，当同方向绿色满灯转黄灯时，人行横道绿灯转红灯。夜间模式下，人行横道灯不亮。
手动模式下，同一方向相同颜色相同功能的指示灯均可以单独操作。当需要交通管制时，所有方向红灯亮，车辆及行人禁止通行。手动运行具有某一方向绿灯强制功能，强制结束，该方向绿灯闪烁进入正常运行。
2.2系统设计结构
该系统基于PLC为控制核心器件，设计一个交通灯控制系统，分为东西向和南北向，每个方向都由一组左转箭头灯和圆形满灯组成，四个路口设置人行横道信号灯。并且可以通过触摸屏操作红绿灯各个灯色的转换，可以实现启动和停止。
参考文献
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