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PLC控制交通信号灯
河南工业大学ASEA培训中心
助理自动化系统工程师技能测试报告
十字路口交通信号灯PLC控制
十字路口交通信号灯PLC控制
1、测试目的与要求
按照十字路口交通信号灯的控制要求,设计一个组态界面,实现系统安全、稳定、可靠的运行,同时掌握PLC-200的工作原理和INTOUCH的正确使用。
2、工作原理
2.1十字路口交通信号灯PLC控制系统的构成
十字路口交通信号灯通常设置红、黄和绿三种颜色,现有一个十字路口,东西和南北方向每个路口都设有红、黄和绿指挥信号灯,其示意图如下:
十字路口交通信号灯示意图1
2.2工作过程
(1)接通启动开关后,信号灯系统开始工作,且以南北方向红灯先亮、东西方向绿灯才亮作为初始状态。
当断开启动开关时,全部信号灯熄灭。
南北绿灯东西绿灯不能同时亮,否则系统自动熄灭信号。
(2)南北绿灯东西绿灯不能同时亮,否则系统自动熄灭信号灯并报警。
(3)南北红灯持续25s,与此同时东西绿灯维持20s,然后黄灯亮5s后熄灭。
接着东西红灯亮,南北绿灯亮。
(4)东西红灯持续30s,同时南北绿灯亮25s,然后黄灯5s后熄灭。
接着南北红灯又亮,东西绿灯也亮。
南北和东西的信号灯,就这样按控制要求周而复始的进行工作。
2.3要求
按照交通灯工作要求编写PLC程序,实现整个过程的控制。
它的控制的时序图如下:
交通灯控制时序图2
2.4总体方案
总体方案图三
通过开关量控制PLC,由于PLC的运行带动继电器的驱动,从而引起交通灯开关的关闭与开通,交通灯开关的通、断又反作用于PLC,在整个过程中PLC的运行是通过上位机繁荣监控来实现的。
3硬件电路的设计
硬件电路图四
3.1控制元件选择如下表1所示:
表1控制元件选择表
序号
名称
规格型号
数量
1
西门子PLC
S7-200CPU224CNAC/DC/继电器
1
2
扩展模块
SM323数字量I/O模块16/16
1
3
开关电源
24V
1
4
熔断器
RT30
1
5
中间继电器
HH54P
7
6
按钮
I0.0I0.1
2
7
指示灯
AD16-22D/S31
7
4软件设计
4.1控制流程图设计
控制流程图5
4.2控制功能分析
4.21控制量统计表及实现功能
表2
4.22梯形图的设计
梯形图6
5组态界面的设计
5.1定义标记名
打开标记名词典,对Q0.0,Q0.1,Q0.2,Q0.3,Q0.4,Q0.5,Q0.6,开关分别定义。
以下抓图是几个例子:
图7
图8
图9
图10
图11
图12
图13
图14
6监控界面
用INTOUCH软件实现界面控制,工作人员可以通过计算机更直观、真实地看到十字路口交通信号灯工作的整个过程,具有安全、可靠的功能。
在整个过程中按下启动按钮,交通灯可以循环工作,如出现异常情况报警灯开始工作。
以下是INTOUCH监控界面的几个图样本:
(1)如图(15)所示,是交通灯启动前的状态,灰色表示交通灯处于关闭,报警灯红色表示关闭,报警显示绿色。
开关1表示打开,0表示关闭。
00表示计数器处于关闭状态。
(2)如图(16)所示,交通灯处于运行状态,此时南北红灯亮,同时东西绿灯也亮,其他灯处于断开状态,这个过程中南北红灯亮25s,东西绿灯亮20s。
(3)此状态如图(17)所示,南北红灯亮25s的同时,东西绿灯亮20s之后,东西黄灯开始亮,5s之后,南北红灯、东西黄灯同时熄灭。
(4)接着上一步骤,如图(18)所示,东西红灯、南北绿灯开始亮,此过程东西红灯亮30s,南北绿灯亮25s.
(5)接着上一步骤,如图(19)所示,25s之后南北绿灯熄灭,南北黄灯开始亮,此过程东西红灯仍亮,5s之后,南北黄灯熄灭,同时东西红灯也熄灭,整个工作过程结束。
又开始下一循环。
图15
图16
图17
图18
图19
7调试中遇到的问题及解决办法
在监控界面运行时,南北红灯东西绿灯没有同时运行,我查看了一下脚本程序,原来是东西绿灯按纽Q3设置错误,让它处于断开状态,我修改了一下,然后让界面继续运行,此时运行正确.在调试PLC程序的时候,有些地方没有设置互锁,造成定时器没有正常运行,检查到这些错误地方后,又在这些地方设置了互锁装置,然后程序正常运行.
8测试结果分析
通过测试,实现了交通灯的以下功能:
按下启动按钮,交通灯处于工作状态,南北红灯亮25s,同时东西绿灯亮20s,20s之后东西绿灯熄灭,东西黄灯开始亮5s,5s后东西黄灯、南北红灯同时熄灭.然后东西红灯、南北绿灯同时开始亮,此过程东西红灯亮30s,南北绿灯亮20s,20s之后南北绿灯熄灭,南北黄灯开始亮,南北黄灯亮5s后,东西红灯、南北黄灯同时熄灭.一个过程结束,又开始下一循环.在整个过程中实现PLC和INTOUCH的正确连接,需要通过通讯协议,把PLC写入INTOUCH.从而实现硬件与软件的结合.
9心得体会
通过近一个多月连续的培训,我学到了很多东西.虽然以前学过PLC程序的编写,但都学得不够深入,通过这次学习,使我了解了西门子PLC-S7200的工作原理和一些程序的编写.同时学会了INTOUCH软件的一些内容:
例如组态界面的的绘制,同时实现组态界面的动态连接.以及PLC和INTOUCH的正确连接.在培训过程中,经过张老师、于老师的辛勤指导,我学到了很多,同时认识到自己还有很多方面的不足,以后仍然需要继续努力.
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