任東鵬基于PLC組態(tài)軟件交通燈操縱系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)_第1頁
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文檔簡介

1、錄要. . 22556. . . 88899. 910 10 10 10 10 結(jié). . 10 277錄要. . 22556. . . 88899. 910 10 10 10 10 結(jié). . 10 2777910 摘一、緒 論. . PLC 及組態(tài)王介紹 . 十字路口交通燈操縱任務(wù) . 研究目的和意義 . . 方案比較 . . 二、交通信號操縱系統(tǒng)實(shí)況十字路口交通燈操縱實(shí)際情形描述結(jié)合十字路口交通燈的路況畫出模擬圖交通燈操縱流程圖 . 三、 可編程操縱器程序設(shè)計(jì) . 可編程操縱器 I/O 端口分派 . PLC 的外部接線圖 . 程序梯形圖及指令語句表 . 四、十字路口交通燈的組態(tài)操縱進(jìn)程工程的

2、成立和變量概念 . 畫面成立 . 工程畫面成立 . . 動(dòng)畫連接 . . 腳本編輯 . . 組態(tài)運(yùn)行 . . 總參 考 文 獻(xiàn). 附圖 1.23要PLC 的PLC把東西方向或是南北方向的車輛依照數(shù)量規(guī)模進(jìn)行. 如此就能夠夠.PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。基要PLC 的PLC把東西方向或是南北方向的車輛依照數(shù)量規(guī)模進(jìn)行. 如此就能夠夠.PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。任東鵬09 技師 11 摘現(xiàn)今社會,紅綠燈安裝在各個(gè)道口上,已經(jīng)成了疏導(dǎo)交通車輛最為常見和最有效的手腕。隨著社會的進(jìn)展和人們的消費(fèi)水平不斷的提高,私人車輛不斷的增加。人多、車多道路少的交通狀況已經(jīng)很明顯了。因此采納有效的方式來操縱交通燈是勢在

3、必行的。智能操縱是操縱系統(tǒng)的核心,采納分檔,相應(yīng)給定的東西方向或南北方向的綠燈時(shí)長也依照必然的規(guī)律分檔實(shí)現(xiàn)了按車流量規(guī)模給定綠燈時(shí)長, 達(dá)到最大限度的有車放行, 減少十字路口的車輛滯流,減緩交通擁堵、實(shí)現(xiàn)最優(yōu)操縱,從而提高交通操縱系統(tǒng)的效率PLC具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、靠得住性高等優(yōu)勢,已普遍用于工業(yè)進(jìn)程的自動(dòng)操縱中。由于 PLC具有著對利用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性,同時(shí)其內(nèi)部的按時(shí)器資源十分豐碩,可對目前較為普遍利用的“漸進(jìn)式”信號燈進(jìn)行精準(zhǔn)操縱,專門對多岔道口的操縱也可方便地實(shí)現(xiàn)。因此此刻愈來愈多地把PLC還具有通信聯(lián)網(wǎng)功能,可將同一條道路上的信號燈連成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度治理,可縮短車輛通行等

4、候時(shí)刻, 實(shí)現(xiàn)科學(xué)化治理。 在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)操縱 PLC應(yīng)用系統(tǒng)中,PLC多數(shù)是作為一個(gè)核心部件來設(shè)計(jì)利用的。關(guān)鍵字:PLC、交通燈、操縱系統(tǒng)、組態(tài)設(shè)計(jì)一、緒 論 PLC 及組態(tài)王介紹Programmable ControllerPLC來作為可編程序操縱器的/PLC后,只需按說明書的提示,做少量的接線和簡易PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。PLCPLC運(yùn)行時(shí),CPU依照用,簡稱 PC。但由于Programmable ControllerPLC來作為可編程序操縱器的/PLC后,只需按說明書的提示,做少量的接線和簡易PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。PLCPLC運(yùn)行時(shí),CPU依照用,簡稱 PC。但由于 PC容易與(一)什

5、么是 PLC 可編程序操縱器,英文稱個(gè)人運(yùn)算機(jī)( Personal Computer )混淆,故人們適應(yīng)地用縮寫。它是一個(gè)以微處置器作為核心的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)裝置,專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計(jì),它采納可編程序的存儲器,用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序操縱、按時(shí)計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令,并通過數(shù)字式和模擬式的輸入、輸出接口,操縱各類類型的機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)程。 可編程邏輯操縱器投入運(yùn)行后, 其工作進(jìn)程可分為三個(gè)時(shí)期, 即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出三個(gè)時(shí)期。 PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)繼電接觸操縱技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物,它克服了繼電接觸操縱系統(tǒng)當(dāng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、靠得住性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺

6、點(diǎn),充分利用了微處置器的優(yōu)勢,又照顧到現(xiàn)場電氣操作和維修人員的技術(shù)與適應(yīng),專門是 PLC的程序編制,不涉及專門的運(yùn)算機(jī)編程語言知識,而是采納了一套以繼電器梯形圖作為基礎(chǔ)的簡單指令形式,利用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué);調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購到所需的的程序的編制工作,就可方便地將(二)PLC的結(jié)構(gòu)及各部份PLC的類型繁多,功能和指令系統(tǒng)也不盡相同,但結(jié)構(gòu)與工作原理大同小異,通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源、編程器擴(kuò)展接口和外部設(shè)備接口等等幾個(gè)要緊部份組成。的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如以下圖所示:(三)PLC的工作原理PLC是采納“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在戶依照操縱要求編制好并存儲

7、于用戶存儲器中的程序, 按指令步序號或地址號作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,那么從第一條指令開始逐條按順序執(zhí)行用戶程序,直至程序終止。然, 只需利用現(xiàn)有的運(yùn)算機(jī)就能夠夠完成自動(dòng)操縱系統(tǒng)課程的后再從頭返回第一條指令, 開始下一輪新的掃描。 在每次掃描進(jìn)程中,, 只需利用現(xiàn)有的運(yùn)算機(jī)就能夠夠完成自動(dòng)操縱系統(tǒng)課程的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的掃描一個(gè)周期通過輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)時(shí)期。PLC輸入采樣時(shí)期:第一以掃描方式按順序?qū)捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入,并寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄放器中,即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口,進(jìn)入程序執(zhí)行時(shí)期。PLC程序執(zhí)行時(shí)期:

8、按用戶程序指令寄存的前后順序來掃描執(zhí)行每條指令,執(zhí)行的結(jié)果寫入輸出狀態(tài)寄放器中,輸出狀態(tài)寄放器中的所有的內(nèi)容也隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新時(shí)期:當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢,輸出狀態(tài)寄放器通斷狀態(tài)在輸出刷新時(shí)期傳送至輸出鎖存器中,并通過相應(yīng)的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出,驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。組態(tài)王系統(tǒng)介紹(一)什么是組態(tài)王組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件, 是新型的工業(yè)自動(dòng)操縱系統(tǒng), 它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)運(yùn)算機(jī)軟、 硬件平臺而組成的集成系統(tǒng)以取代傳統(tǒng)的封鎖式系統(tǒng)。(二)組態(tài)王特點(diǎn)及工作原理1.它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)勢。通常能夠把系統(tǒng)劃分為操縱層、監(jiān)控層、治理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其

9、中監(jiān)控層對下連接操縱層,對上連接治理層,它不但實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測和操縱, 而且在自動(dòng)操縱系統(tǒng)中完成了上傳下達(dá)、 組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題:畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)的要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析,采納組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為操作者提供了可視化監(jiān)控畫面,有利于實(shí)驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)控。而且,它能充分利用圖形編輯功能,方便地組成監(jiān)控畫面,并以動(dòng)畫方式顯示來操縱設(shè)備的狀態(tài), 具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢曲線等, 可便利的生成各類報(bào)表。它還具有豐碩的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。2.利用組態(tài)王操縱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真的大體方式步驟:(1) 圖形界面的設(shè)計(jì)(2) 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(3)

10、成立動(dòng)畫連接(4) 運(yùn)行和調(diào)試3.組態(tài)王軟件開發(fā)幾個(gè)特點(diǎn) : (1) 實(shí)驗(yàn)全數(shù)用軟件來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn),從而減少購買儀器的經(jīng)費(fèi)。,操作簡單,能夠?qū)崟r(shí)地顯, 能很直觀地顯示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)趨勢曲線: ,和讓操作者輸入操縱設(shè)備20秒。到 20秒時(shí),,操作簡單,能夠?qū)崟r(shí)地顯, 能很直觀地顯示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)趨勢曲線: ,和讓操作者輸入操縱設(shè)備20秒。到 20秒時(shí),,這些交互能力易學(xué)且編程簡單 , 參數(shù)輸入與修改靈活 ,具有多次重復(fù)仿真運(yùn)行的操縱能力示參數(shù)轉(zhuǎn)變前后中系統(tǒng)的特性曲線使其在自動(dòng)操縱系統(tǒng)中發(fā)揮理想的成效。4.采納組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)編寫應(yīng)用程序進(jìn)程中要考慮到的三個(gè)方面 (1) 圖形,是用抽象的圖形畫面模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)

11、場和相對的工控設(shè)備。(2) 數(shù)據(jù), 即創(chuàng)建一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫 , 并用此數(shù)據(jù)庫中的變量數(shù)據(jù)描述工控對象的各類屬性。(3) 連接, 確實(shí)是畫面上的圖素以動(dòng)畫來模擬現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行的指令十字路口交通燈操縱任務(wù)信號燈受一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)操縱, 當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí), 信號燈系統(tǒng)開始工作, 且先南北紅燈亮,東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí),所有信號燈都熄滅。南北紅燈亮維持 25秒,南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮,并維持東西綠燈閃亮,閃亮 3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí),東西黃燈亮,并維持 2秒。到 2秒時(shí),東西黃燈熄滅,東西紅燈亮,同時(shí),南北紅燈熄滅,綠燈亮。東西紅燈亮維持 30秒。南北綠燈亮維持 20秒,然后閃亮 3秒后

12、熄滅。同時(shí)南北黃燈亮,維持 2秒后熄滅,這時(shí)南北紅燈亮,東西綠燈亮,周而復(fù)始。研究目的和意義在十字路口設(shè)置交通燈用來對交通進(jìn)行有效的疏通,并為交通參與者的人身平安提供了強(qiáng)有力的保障??墒请S著社會、經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)展,原先的交通燈操縱系統(tǒng)已經(jīng)不能再適應(yīng)此刻日趨忙碌的交通狀況。如何改善交通燈操縱系統(tǒng),使其適應(yīng)此刻的交通狀況,成為研究的課題。傳統(tǒng)的十字路口交通操縱燈,通常的做法是:事前通過車輛流量的調(diào)查,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方式將紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。但是,事實(shí)上車輛流量的轉(zhuǎn)變是不確信的,有的路口在不同的時(shí)段乃至可能會產(chǎn)生專門大的不同。即便是經(jīng)太長期運(yùn)行、較適用的方案,仍然會發(fā)生如此的現(xiàn)象:綠燈方向幾乎沒有什么

13、車輛,而紅燈方向卻排著長隊(duì)等候通過。這種流量轉(zhuǎn)變的偶然性是全然無法成立準(zhǔn)確模型的,統(tǒng)計(jì)的方式已無法適應(yīng)迅猛進(jìn)展的交通現(xiàn)狀,更為現(xiàn)實(shí)的需若是能一種能夠依照流量轉(zhuǎn)變而自適應(yīng)操縱的交通燈。目前,大部份城市中十字路口中交通燈操縱都是采納固定轉(zhuǎn)換時(shí)刻距離操縱方式。由于十字路口不同時(shí)間段的車輛的流量是復(fù)雜的、隨機(jī)的和不確信的,采納固按時(shí)刻的操縱方式,常常造成道路的有效利歷時(shí)刻的浪費(fèi),顯現(xiàn)空等現(xiàn)象,阻礙了道路的暢通。為此,74LS47驅(qū)動(dòng) BCD碼七74LS16八、74LS190、74LS193等啟74LS47驅(qū)動(dòng) BCD碼七74LS16八、74LS190、74LS193等啟動(dòng) PLC寫入程30萬小時(shí)以上;

14、器交通燈的操縱系統(tǒng)集成了自動(dòng)操縱技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、運(yùn)算機(jī)治理技術(shù)等于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品;充分利用運(yùn)算機(jī)技術(shù)對進(jìn)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操縱治理和分散操縱;充分利用了分散式操縱系統(tǒng)及集中操縱系統(tǒng)的優(yōu)勢,采納標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì),配置靈活、組態(tài)方便。另外隨著高科技技術(shù)在日常生活中的普遍應(yīng)用,城市空中各類電磁干擾的日趨嚴(yán)峻,為保證交通操縱的靠得住、穩(wěn)固,選擇能夠在惡劣的電磁干擾的環(huán)境下正常工作的 PLC也是必要的。方案比較采納數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)工作原理: 選用十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74161和 3-8 線譯碼器 74LS138。通過譯碼后,輸出十字路口南北、東西二個(gè)方向的操縱信號。其中黃燈信號必

15、需知足間歇閃耀;在夜間時(shí)黃燈一直閃耀,而綠、紅燈滅。大體組成: 由操縱器部份和數(shù)字顯示部份、秒脈沖發(fā)生器等組成。顯示操縱部份是一個(gè)按時(shí)操縱電路。當(dāng)綠燈亮?xí)r,使減法計(jì)數(shù)器開始工作(對方的紅燈信號操縱),每來一個(gè)秒脈沖,使計(jì)數(shù)器減 1,直到計(jì)數(shù)器為“ 0”停止。譯碼顯示可用段譯碼器,計(jì)數(shù)器采納可預(yù)制加、減計(jì)數(shù)器,如數(shù)字電路的特點(diǎn) :數(shù)字電路的信號是種不持續(xù)轉(zhuǎn)變的數(shù)字信號,因此在數(shù)字電路中運(yùn)作的器件多數(shù)工作在開關(guān)狀態(tài),即工作在飽和區(qū)和截止區(qū),而放大區(qū)只是過渡狀態(tài)。數(shù)字電路要緊的研究對象是電路的輸入和輸出間的邏輯關(guān)系,因此在數(shù)字電路中不能采納模擬電路分析方式,例如,微變等效電路法等就不再適用了。那個(gè)地

16、址要緊的分析工具是邏輯代數(shù),表達(dá)電路的功能要緊以真值表,邏輯表達(dá)式及波形圖等。其在任何時(shí)刻的輸出,取決于電路此刻的輸入狀態(tài),而與電路中過去的狀態(tài)無關(guān),它們不具有經(jīng)歷功能。1.4.2 PLC 設(shè)計(jì)采納運(yùn)算機(jī)和 FX2N系列 PLC,在運(yùn)算機(jī)上編譯調(diào)試交通燈操縱程序,序,通過運(yùn)行后,輸出十字路口南北、東西二個(gè)方向的操縱信號。其中黃燈信號必需知足間歇閃耀;在夜間時(shí)黃燈一直閃耀,而綠、紅燈滅??删幊滩倏v器交通燈操縱的特點(diǎn):編程簡單,維修方便;聯(lián)機(jī)自動(dòng)當(dāng)場工作;上機(jī)操縱的單周期運(yùn)行方式;由上位機(jī)通過串口向下位機(jī)傳送設(shè)定配方參數(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操縱;自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)操縱方式。采納 PLC基于以下四個(gè)緣故:PL

17、C具有很高的靠得住性,通常的平均無端障利用時(shí)刻在PLC;PLC中相應(yīng)的 I/OPLC;PLC中相應(yīng)的 I/O 端連接,系統(tǒng)即可投入運(yùn)行。20秒。到20秒時(shí),抗干擾能力強(qiáng),目前各類電磁干擾狀況日趨嚴(yán)峻,為了保證交通操縱的可靠穩(wěn)固,咱們選擇了在惡劣的電磁干擾環(huán)境下仍然能夠正常工作的安裝簡單維修方便, PLC不需要專門的機(jī)房,能夠在各類工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。利歷時(shí)只需將現(xiàn)場的各類設(shè)備與二、交通信號操縱系統(tǒng)實(shí)況十字路口交通燈操縱實(shí)際情形描述操縱任務(wù)要求信號燈受一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)操縱, 當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí), 信號燈系統(tǒng)開始工作, 且先南北紅燈亮,東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí),所有信號燈都熄滅。南北紅燈亮維持 25

18、秒,在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮,并維持東西綠燈閃亮,閃亮 3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí),東西黃燈亮,并維持 2秒。到 2秒時(shí),東西黃燈熄滅,東西紅燈亮,同時(shí),南北紅燈熄滅,綠燈亮。東西紅燈亮維持 30秒。南北綠燈亮維持 20秒,然后閃亮 3秒后熄滅。同時(shí)南北黃燈亮,維持 2秒后熄滅,這時(shí)南北紅燈亮,東西綠燈亮,周而復(fù)始。結(jié)合十字路口交通燈的路況畫出模擬圖1,輸出點(diǎn)數(shù)為 8,全1,輸出點(diǎn)數(shù)為 8,全十字路口交通燈操縱流程圖依照交通燈的實(shí)際操縱情形,可得出其流程圖如下:十字路口交通燈操縱流程圖三、 可編程操縱器程序設(shè)計(jì)可編程操縱器 I/O 端口分派依照對交通指揮信號燈系統(tǒng)操縱要求分析,系統(tǒng)采納自動(dòng)操縱方式,輸入有系統(tǒng)開啟與停止按鈕信號;輸出有東西方向、南北方向各兩組指示信號。甲模擬東西向車輛行駛

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