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課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 工作單位 電氣工程系自動控制教研室 題目 十字路口交通燈的控制 一 初始條件 1 給定交通燈控制的時序邏輯和工作模式 2 給出用于系統(tǒng)調(diào)試用的 S7 300PLC 計算機(jī)及交通燈模型 3 給出 PLC 系統(tǒng)的編程軟件 二 要求完成的主要任務(wù) 1 設(shè)計要求 根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書的交通燈控制所要求的時序邏輯 要求用線性化編程和結(jié)構(gòu)化編程兩種編程方 法來實現(xiàn)該控制邏輯 在結(jié)構(gòu)化編程方法中 以某一方向的紅燈和另一方向的綠燈和黃燈為控制對象編制 FC1 OB1 中 調(diào)用 FC1 并且東西向和南北向燈只能調(diào)用同一個 FC1 2 設(shè)計報告撰寫要求 內(nèi)容要求 一般要求包括如下內(nèi)容 目錄 編制課程設(shè)計的目錄 目錄的各級標(biāo)題按照章節(jié)順序排列 最多列到三級標(biāo)題即可 如 1 1 1 引言 課程設(shè)計正文前的簡短介紹 包括本課題的設(shè)計目的 設(shè)計的主要過程及主要的設(shè)計內(nèi)容 電路設(shè)計 要求畫出 PLC 的輸入 輸出接線圖 PLC 硬件組態(tài) 要求列出硬件組態(tài)表 PLC 編程元件的地址分配 首先對輸入 輸出點進(jìn)行地址分配 然后對其他編程元件也進(jìn)行地址分配 如位存儲器 M 定時器 T 計數(shù)器 C 等 編程中要使用符號地址 所以在 OB1 中要編輯符號表 包括輸入繼電器 輸出繼電器 定時器及位存 儲器 或叫輔助繼電器 在 FC1 中要編輯變量聲明表 編寫控制程序 要求 編寫線性化程序 在結(jié)構(gòu)化編程中分別編制 OB1 和 FC1 在程序段中添加注釋 程序調(diào)試說明 對設(shè)計中遇到的主要問題及解決方法 調(diào)試過程及方法 在調(diào)試過程中對對原設(shè)計程序做了哪些 有意義的改進(jìn)及調(diào)試的結(jié)果幾方面進(jìn)行闡述 結(jié)束語 對本課程設(shè)計進(jìn)行總結(jié) 寫出設(shè)計中的體會 主要參考文獻(xiàn) 寫出完成設(shè)計任務(wù)過程中參考的主要參考文獻(xiàn) 注意參考文獻(xiàn)的格式 格式要求 1 紙張格式 要求統(tǒng)一用 A4 紙打印 頁面設(shè)置上空 2 5cm 下空 2 0cm 左空 2 5cm 右空 2 0cm 2 正文層次 正文內(nèi)容層次序號為 1 1 1 1 1 1 其中 正文標(biāo)題 一級標(biāo)題 1 黑體小 2 號加粗 二級標(biāo)題 1 1 黑體小三號 三極標(biāo)題 1 1 1 黑體小四號 正文內(nèi)容格式 宋體五號 1 25 倍行距 3 參考文獻(xiàn)格式 參考文獻(xiàn)不少于 5 個 并應(yīng)按文獻(xiàn)號 作者 文獻(xiàn)題名 出版地 出版社和出 版年等順序書寫 如 1 戴軍 袁惠新 膜技術(shù)在含油廢水處理中的應(yīng)用 膜科學(xué)與技術(shù) 2002 4 圖表要求 所有曲線 圖表 線路圖 流程圖 程序框圖 示意圖等不準(zhǔn)徒手畫 必須采用計 算機(jī)輔助繪圖 圖序及圖名置于圖的下方 表序及表名置于表的上方 圖表一律采用采用阿拉伯?dāng)?shù)字 連續(xù)編號 裝訂順序 設(shè)計報告按照如下順序裝訂 封面 任務(wù)書 目錄 正文 參考文獻(xiàn) 評分表 十字路口交通燈的控制 1 1 設(shè)計目的 綜合應(yīng)用所學(xué) PLC 知識設(shè)計一個交通燈控制系統(tǒng) 通過自行編程調(diào)試掌握 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計方法 1 2 任務(wù)描述 某十字路口的東西方向和南北方向分別安裝紅 綠 黃交通信號燈 設(shè)置如下圖 1 1 所示 圖 1 1 十字路口交通燈設(shè)置示意圖 1 3 控制要求 控制要求為 信號燈按照預(yù)先規(guī)定的時序循環(huán)往復(fù)地工作 控制要求見表 1 1 控制時序圖見圖 1 2 表 1 1 交通信號燈的具體控制要求 表中綠燈閃爍的頻率為 1HZ 亮 500MS 滅 500MS 循環(huán) 圖 1 2 交通信號燈工作時序圖 信號燈 綠燈亮 綠燈閃爍 黃燈亮 紅燈亮 東西方向 信號時間 25S 3S 2S 30S 信號燈 紅燈亮 綠燈亮 綠燈閃爍 黃燈亮 南北方向 信號時間 30S 25S 3S 2S 1 4 程序設(shè)計方案要求 1 4 1 信號燈系統(tǒng)由一個啟動開關(guān)控制 當(dāng)啟動開關(guān)接通時 該信號燈系統(tǒng)開始工作 當(dāng)啟動開關(guān)關(guān) 斷時 所有信號燈都熄滅 1 4 2 南北綠燈和東西綠燈不能同時亮 如果同時亮應(yīng)關(guān)閉信號燈系統(tǒng) 并立刻報警 1 4 3 南北紅燈亮維持 25s 在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮 并維持 20s 到 20s 時 東西綠燈閃 亮 閃亮 3s 后熄滅 此時 東西黃燈亮 并維持 2s 到 2s 時 東西黃燈熄滅 東西紅燈亮 同時 南北紅燈熄滅 南北綠燈亮 1 4 4 東西紅燈亮維持 30s 南北綠燈亮維持 25s 然后閃亮 3s 后熄滅 同時南北黃燈亮 維持 2s 后 熄滅 這時南北紅燈亮 東西綠燈亮 1 4 5 以上南北 東西信號燈周而復(fù)始地交替工作狀態(tài) 指揮著十字路口的交通 1 5 課程設(shè)計報告的主要內(nèi)容 目錄 編制課程設(shè)計的目錄 目錄的各級標(biāo)題按照章節(jié)順序排列 列到三級標(biāo)題即可 引言 課程設(shè)計正文前的簡短介紹 包括本課題的設(shè)計目的 設(shè)計的主要過程及主要的設(shè)計內(nèi)容 電路設(shè)計 要求畫出 PLC 的輸入 輸出接線圖 PLC 硬件組態(tài) 要求列出硬件組態(tài)表 PLC 編程元件的地址分配 首先對輸入 輸出點進(jìn)行地址分配 然后對其他編程元件也進(jìn)行地址分配 如位存儲器 M 定時器 T 計數(shù)器 C 等 編程中要使用符號地址 所以在 OB1 中要編輯符號表 包括輸入繼電器 輸出繼電器 定時器及位存 儲器 或叫輔助繼電器 在 FC1 中要編輯變量聲明表 編寫控制程序 要求 編寫線性化程序 在結(jié)構(gòu)化編程中分別編制 OB1 和 FC1 在程序段中添加注釋 程序調(diào)試說明 對設(shè)計中遇到的主要問題及解決方法 調(diào)試過程及方法 在調(diào)試過程中對對原設(shè)計程序做了哪些有意 義的改進(jìn)及調(diào)試的結(jié)果幾方面進(jìn)行闡述 結(jié)束語 對本課程設(shè)計進(jìn)行總結(jié) 寫出設(shè)計中的體會 主要參考文獻(xiàn) 寫出完成設(shè)計任務(wù)過程中參考的主要參考文獻(xiàn) 注意參考文獻(xiàn)的格式 2 1引言 據(jù)不完全統(tǒng)計 目前我國城市里的十字路口交通系統(tǒng)大都采用定時來控制 不排除繁忙路段或高峰 時段用交警來取代交通燈的情況 這樣必然產(chǎn)生如下弊端 當(dāng)某條路段的車流量很大時卻要等待紅燈 而此時另一條是空道或車流量相對少得多的道卻長時間亮的是綠燈 這種多等少的尷尬現(xiàn)象是未對實 際情況進(jìn)行實時監(jiān)控所造成的 不僅讓司機(jī)乘客怨聲載道 而且對人力和物力資源也是一種浪費 智能控制交通系統(tǒng)是目前研究的方向 也已經(jīng)取得不少成果 在少數(shù)幾個先進(jìn)國家已采用智能方 式來控制交通信號 其中主要運用 GPS 全球定位系統(tǒng)等 出于便捷和效果的綜合考慮 我們可用如下 方案來控制交通路況 制作傳感器探測車輛數(shù)量來控制交通燈的時長 具體如下 在入路口的各個方向 附近的地下按要求埋設(shè)感應(yīng)線圈 當(dāng)汽車經(jīng)過時就會產(chǎn)生渦流損耗 環(huán)狀絕緣電線的電感開始減少 即可檢測出汽車的通過 并將這一信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號作為可編程控制器的控制輸入 并用 PLC 計數(shù) 按一定控制規(guī)律自動調(diào)節(jié)紅綠燈的時長 比較傳統(tǒng)的定時交通燈控制與智能交通燈控制 可知后者的最大優(yōu)點在于減緩滯流現(xiàn)象 也不會 出現(xiàn)空道占時的情形 提高了公路交通通行率 較全球定位系統(tǒng)而言成本更低 2 2 硬件組態(tài)與硬件連接圖 2 2 1 硬件組態(tài) 2 2 2 硬件連接 I 0 0 I 0 1 Q 0 0 Q 0 1 Q 0 2 Q 0 3 Q 0 4 Q 0 5 C O M C O M L 2 4 V S B 1 S T A R T S B 2 S T O P S N R S N G S N Y E W R E W G E W Y D C 2 4 V P L C 3 0 0 2 3 PLC編程元件的地址分配 2 3 1 本項目中的 I O 地址分配如下表所示 表 2 1 交通燈 I O 地址分配 輸 入 設(shè) 備 輸 出 設(shè) 備 序 號 名 稱 代 號 地 址 序 號 名 稱 代 號 地 址 1 啟動按鈕 SB1 I0 0 1 東西紅燈 東西燈 R Q0 3 2 停止按鈕 SB2 I0 1 2 東西黃燈 東西燈 Y Q0 5 3 東西綠燈 東西燈 G Q0 4 4 南北紅燈 南北燈 R Q0 0 5 南北黃燈 南北燈 Y Q0 2 6 南北綠燈 南北燈 G Q0 1 2 3 2 本項目對應(yīng)的符號表如圖 2 1 圖 2 1 符號表 2 4 編寫控制程序 2 5項目設(shè)計結(jié)果分析 分析試驗過程中獲得的數(shù)據(jù) 波形 現(xiàn)象或問題的正確性和必然性 分析產(chǎn)生不正確 結(jié)果的原因和處理方法 2 5 1程序運行分析 工作模式 首先東西方向綠燈亮 25 秒 同時南北方向紅燈亮 30 秒 東西方向綠燈閃爍 3 秒 黃 燈亮 2S 隨后東西方向紅燈亮 30 秒 同時南北方向綠燈亮 25 秒 隨后綠燈閃爍 3 秒 黃燈亮 2 秒 以此循環(huán) 信號燈 綠燈亮 綠燈閃爍 黃燈亮 紅燈亮 東西方向 信號時間 25S 3S 2S 30S 信號燈 紅燈亮 綠燈亮 綠燈閃爍 黃燈亮 南北方向 信號時間 30S 25S 3S 2S 2 5 2 試驗過程中產(chǎn)生的問題與解決方案 2 6課程設(shè)計體會心得 2 7 參考文摘 1 鄭鳳翼 張繼研 圖解西門子 S7 300 400 系列 PLC 入門 北京 電子工業(yè)出版社 2009 8 2 柳春生 電氣控制與 PLC 西門子 S7 300 機(jī)型 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 6 3 曹 金 福 譚 勝 富 電 氣 控 制 與 PLC 北 京 化學(xué)工業(yè)出版社 2010 6 4 鄭 阿 奇 PLC 西 門 子 實 用 教 程 北京 電子工業(yè)出版社 2009 12 5 邊春元 宋崇輝 任雙艷 S7 300 400PLC 梯形圖與語句表編程 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 4 課程設(shè)計評分表 評 分 項 目 評分成績 1 選題合理 目的明確 10 分 2 設(shè)計方案正確 具有可行性 創(chuàng)新性 30 分 3 項目工藝水平及測試性能達(dá)到技術(shù)要求 25 分 4 參考文摘不少于 5 篇 10 分 5 答辯 25 分 總 分 100 分 答辯記錄 指導(dǎo)教師綜合評語 指導(dǎo)教師 簽名 日 期 年 月 日