毕业设计：基于PLC的交通灯控制1

职业技术学院

毕 题目系别专业班级姓名学

号指导教师日

期

业 设 计

基于PLC的交通灯控制

设计任务书

设计题目：

基于PLC的交通灯控制

设计要求：

东西方向 ← 绿灯 黄灯 红灯 红灯 红灯 ↑ 红灯 红灯 绿灯 黄灯 红灯 → 红灯 红灯 红灯 黄灯 红灯 时间 15s 4s 32s 4s 39s 绿灯 黄灯 红灯 红灯 表1 交通灯运行规律表

红灯 红灯 绿灯 黄灯 红灯 红灯 绿灯 黄灯 15s 4s 18s 2s ← 红灯 ↑ 红灯 南北方向 → 红灯 时间 55s 在本设计中有开始按钮和停止按钮2个输入端口，共有4个七段数码管和18个指示灯，指示灯的具体亮、熄如上表1，在东西方向和南北方向各设一组数码管显示器，按倒计时的方式显示通行和停止时间。

设计进度要求：

第一周：搜集设计资料。

第二周：观察交通灯的运行规律。 第三周：进行硬件设计。 第四周：进行软件设计。 第五周：整理资料。

第六、七周：修改整理设计报告。

第八周：毕业答辩。

指导教师（签名）：

I

摘 要

随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号系统，它是现代城市交通监控重要的组成部分。

随着城市机动车量的不断增加，自80年代后期,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好城市高速道路，缓解交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。传统的交通信号灯控制一般采用电子线路和继电器实现，结构复杂，可靠性低，故障率高,较难实现功能的变更。而可编程控制器(PLC)以微处理器为核心，具有可靠性高，控制功能强，使用灵活方便等优点。特别是由PLC实现的控制系统，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活等，并且有完善的自诊断和显示功能，维修工作极为简单。根据交通灯的设计要求需要有2个输入端和46个输出端并且需要消耗流量为200mA，在设计中选用主机CPU226，由于CPU226有16个输出端口不够设计所需，又使用了5个8输出端口电流流量为50mA的EM222扩展模块。最终实现交通灯的设计要求。

关键词：CPU226，七段数码管，继电器，功能指令，交通灯

II

目 录

摘 要 ..................................................................... II 1 PLC的概述 ................................................................. 1 1.1 PLC的定义 .............................................................. 1 1.2 PLC的基本结构 .......................................................... 1 1.3 PLC的特点 ............................................................. 2 1.4 PLC工作方式 ............................................................ 3 2 硬件设计 .................................................................. 6 2.1 硬件设计步骤 ............................................................ 6 2.2 主机CPU及扩展模块选择 .................................................. 6 2.3 I/O端口分配 ........................................................... 7 2.4硬件设计框图 ............................................................ 8 2.5 接线图： ................................................................ 9 3. 软件设计 ................................................................ 10 3.1软件设计思路 ........................................................... 10 3.2功能指令介绍 ........................................................... 10 3.3梯形图 ................................................................. 12 结 论 ..................................................................... 25 致 谢 .................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................................... 27 附录 ....................................................................... 28

I

1 PLC的概述

1.1 PLC的定义

PLC(可编程控制器)是以微机技术为核心的通用工业控制装置，它将传统的继电器——接触器控制技术与计算机技术和通信技术融于一体，具有功能强大、环境适应性好、编程简单、使用方便等优点。

1.2 PLC的基本结构

可编程序控制器主机的硬件电路由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、电源等五部分组成

（1）中央处理器

CPU是可编程序控制器的控制中心，在系统监控下工作，承担将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。CPU常用的微处理器有通用型微处理器、单片机和位片式计算机等。小型PLC的CPU多采用单片机或专用CPU；大型PKC的CPU多采用位片式结构，具有高速数据处理能力。

（2）存储器

可编程序控制器的存储器由只读存储器ROM和随机存储器RAM两大部分构成。只读存储器ROM用以存放系统程序；中间运算数据和用户程序存在随机存储器RAM中，断电时，中间运算数据和用户程序保存在只读存储器EEPROM或由高能电池支持的RAM中。

（3）基本I/O接口电路 1.输入接口单元

PLC内部输入电路的作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至PLC内部电路。输入电路通常以光电隔离和阻容滤波的方式提高抗干扰能力，输入响应时间一般在0.1s~15ms之间。多数PLC的输入接口单元都相同，通常有两种类型。一种是直流输入；另一种是交流输入。

2.输出接口单元

PLC输出电路用来将CPU运算的结果变换成一定形式的功率输出，驱动被控负载（电

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