基于plc的十字路口交通信号灯控制系统设计

湖南有色金属职业技术学院

毕业设计作品（产品）

课题：基于plc的十字路口交通信号灯

控制系统设计

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湖南有色金属职业技术学院教务处制

摘要

本课程设计以“基于plc的十字路口交通信号灯控制系统设计”为题目，利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制，同时系统具有一定的智能性，可以对交通灯实现高峰期、正常期及晚间三个时段进行分段控制。它们分别和各自的时序图相对应，从而控制交通灯的信号。

本系统采用主程序调用子程序的设计方案，通过主程序调用当前时间，对时间段的判别而调用相关的子程序，达到设计要求。为了达到时间一致性的目的，时钟的校对是不可缺少的，所以我设计了校对时间的子程序SBR_0。主程序使用了调用子程序，设定实时时钟指令，读实时时钟指令，移位指令，BCD码与整数转换指令，乘法指令，加法指令，比较指令等等。子程序尽管比较长，但是相对来说指令简单些，它主要使用了定时器，触点和输出线圈等等。本文选择西门子可编程控制器S7-200为核心部件，着重进行硬件接口设计，利用梯形图和语句表进行编程，实现了十字路口交通灯控制系统的自动化。每个路口采用LED数码管，倒计时显示，使得计时功能更加直观。

关键词：西门子；PLC；交通信号灯；控制；LED；倒计时

第一章绪论1

1.1研究背景1

1.2研究目的与意义1

1.3研究内容3

第二章十字路口信号灯控制系统方案设计4

2.1认识PLC与单片机4

2.1.1 PLC概述4

2.1.2单片机概述4

2.2初步区别PLC与单片机5

2.2.1回顾二者的发展历程与基本概念5

2.2.2初步得出的几个结论5

2.3工作原理6

2.3.1 PLC工作原理6

2.3.2单片机工作原理7

2.4基本结构7

2.4.1 PLC的基本结构7

2.4.2单片机的基本结构7

2.5对比总结8

第三章总体任务分析与I/O口分配、元器件选型9

3.1任务分析9

3.2输入/输出地址分配表以及定时器元件10

3.3 PLC选型11

3.4倒计时模块选型13

3.4.1常用译码器13

3.4.2 LED七段数码显示器15

3.5电气接线图15

第四章交通信号灯的PLC控制器详细设计过程18

4.1交通信号灯控制系统动作流程图18

4.2十字路口交通信号灯控制的梯形图及语句表18

4.3倒计时控制程序梯形图及语句表23

第五章仿真调试28

5.1仿真程序使用28

5.2仿真程序调试30

第六章总结32

致谢33

参考文献34

附录A程序指令表35

附录B程序梯形图38