1、畢 業 設 計題目：基于PLC的交通燈控制系統組態模型設計與實現 姓 名： 所在院系： 電氣工程系 所學專業： 電氣自動化 班 級： 陸德1101 學 號： 0401110121 指導教師： 基于PLC的交通燈控制系統組態模型設計與實現 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc285999280 摘 要 第三章 可編程控制器程序設計3.1可編程控制器I/O端口分配根據對交通指揮信號燈系統控制要求分析，系統采用自動控制方式，輸入有系統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。由此可知，該系統所需的輸入點數為1，輸出點數為8，全部是開關量，則可將I/O分配

2、用示。輸入元件輸入地址輸出元件輸出地址開啟/停止按鈕SB0.00南北綠燈Y010.00南北黃燈Y110.01南北紅燈Y210.02東西綠燈Y310.03東西黃燈Y410.04東西紅燈Y510.05 甲Y610.06乙Y710.07 交通指揮燈的I/O分配表 PLC的外部接線圖3.2.1輸入/輸出接線列表 根據上述I/O表可知，I/O所需點數只有9點，故選用FX2N-48MR微型PLC即可。則PLC外部輸入輸出的信號接線如圖所示。 3.2.2 PLC外部接線原理圖南北GCOM0X0乙燈甲燈東西R東西Y東西G南北RY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0COM2COM1南北YSB南北GCOM0X0乙燈甲燈

3、東西R東西Y東西G南北RY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0COM2COM1南北YSBPLC外部接線原理圖3.3程序梯形圖及指令語句表3.3.1梯形圖程序根據對交通信號燈的控制要求及PLC控制系統的I/O分配的定義，可對PLC進行控制程序的設計，其梯形圖如圖所示。下面對所設計的梯形圖作幾點說明：3.3.2梯形圖所對應的語句表步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDX000啟動22LDT11ANIT423OUTT11南北向車27秒2OUTT0南北紅燈25秒24K2703K25025OUTT2南北綠燈閃爍4LDT026K305OUTT4東西紅燈30秒27LDT26K30028OUTT3南北黃燈2秒7

4、LDX00029K208ANIT030LDIT09OUTT6東西綠燈20秒31ANDX00010K20032OUTY002南北紅燈工作11LDT633LDT012OUTT10東西向車22秒34OUTY005東西紅燈工作13K22035LDY00214OUTT7東西綠燈閃爍36ANIT615K3037LDT616LDT738ANIT717OUTT5東西黃燈2秒39ANDT2218K2040ORB19LDT041OUTY003東西綠燈工作20OUTT1南北綠燈25秒42LDY00221K25043ANIT6步序指令器件號說明步序指令器件號說明44LDT664LDT145ANIT765ANIT246

5、ORB66ORB47OUTT12延時1秒67OUTT13延時1秒48K1068K1049LDT1269LDT1350ANIT1070ANIT1151OUTY007東西向車行駛71OUTY006南北向車行駛52LDT772LDT253ANIT573ANIT354OUTY004東西黃燈工作74OUTY001南北黃燈工作55LDY00575LDX00056ANIT176ANIT2357LDT177OUTT22產生1秒脈沖58ANIT278K559ANDT2279LDT2260ORB80OUTT2361OUTY000南北綠燈工作81K562LDY00582END程序結束63ANIT1 第四章 十字路口

6、交通燈的組態控制過程4.1工程的建立和變量定義4.1.1 工程的建立單擊文件菜單中“新建工程”選項，自動生成新建工程，將默認的工程名改為：“交通燈.MCG”。點擊”保存”按鈕,將文件保存,工程創建完成。4.1.2 變量的定義首先對系統的各個變量進行定義。各變量定義如下：變量名變量類型初始值注釋Y0開關量0解放南北路綠燈信號Y1開關量0解放南北路黃燈信號Y2開關量0解放南北路紅燈信號Y3開關量0團結東西路綠燈信號Y4開關量0團結東西路黃燈信號Y5開關量0團結東西路紅燈信號Y6開關量0外部輸入南北通車信號Y7開關量0外部輸入東西通車信號MOVEX1數值型0東西向1號車位置信號MOVEX2數值型0東

7、西向2號車位置信號MOVEX3數值型0東西向3號車位置信號MOVEX4數值型0東西向4號車位置信號MOVEY1數值型0南北向1號車位置信號MOVEY2數值型0南北向2號車位置信號MOVEY3數值型0南北向3號車位置信號MOVEY4數值型0南北向4號車位置信號4.1.3 設備與變量連接(1)在工作臺“設備窗口”中雙擊“設備窗口”圖標進入。 (2)點擊工具條中的“工具箱”圖示，打開“設備工具箱”。 (3)單擊“設備工具箱”中的“設備管理”按鈕，彈出設備管理窗口。 (4)在可選設備列表中，雙擊“串口通訊父設備”。 (5)雙擊“串口通訊父設備”，在下方出現串口通訊父設備圖標。 (6)雙擊串口通訊父設備

8、圖標，將“串口通訊父設備”添加到右側選定設備列表中。 (7)單擊確認并保存。 (8)在工作臺“設備窗口”中雙擊“設備窗口”圖標進入。設備被添加到設備組態窗口中。 (9)用同樣的方法將可選設備列表中的“PLC設備”下的“三菱Fx-232”加到“設備0-串口通訊父設備”目錄下。(10)雙擊“設備0-串口通訊父設備”，進入串口通訊父設備屬性設置窗口。設置內部屬性完成之后單擊確認，完成內部屬性設置。(11)雙擊“設備1-三菱Fx-232”，進入三菱Fx-232設備屬性設置窗口。設置內部屬性完成之后單擊確認，完成內部屬性設置。4.2畫面建立4.2.1工程畫面建立(1)在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕

9、，建立“窗口0”、“窗口1”。(2)選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設置”。 (3)將窗口名稱改為：交通燈01；窗口標題改為：控制窗口；窗口位置選中“最大化顯示”、“固定邊”，窗口背景色選為淺藍色，其他不變，單擊“確定”。 (4)選中“窗口1”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設置”。 (5)將窗口名稱改為：調試系統；窗口標題改為：調試系統。窗口位置選中“頂部工具條”，窗口邊界選擇“固定邊”，單擊“確認”。 (6)在“用戶窗口”中，選中“窗口屬性”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設置為啟動窗口”選項，將該窗口設置為運行時自動加載的窗口。4.2.2動畫組態圖制作 (1)選中

10、“控制窗口”的窗口標題，單擊“動畫組態”，進入動畫組態窗口，開始編輯畫面。(2)單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。選擇“工具箱”內的“矩形”按鈕，鼠標的光標呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠標，拉出一個272*167的矩形。再繪制出同樣大小的矩形3個 分別置于畫面的左上方,右上方,左下方,右下方。將鼠標置于矩形上單擊鼠標右鍵，選擇“轉換成位圖”選項，再次單擊鼠標右鍵，選擇“載入位圖”，選擇從網上下載的圖片將其載入矩形框中。載入后如下圖：四個角上的圖片用來模擬街道四周的建筑物。(3)選擇“工具箱”內的“矩形”按鈕，鼠標的光標呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠標，拉出一個987*163的矩形。和一

11、個186*641的矩形。調整兩個矩形的位置使兩個矩形在圖像的中間位置相交。點擊其中水平方向較長的矩形進入屬性設置窗口，將“填充顏色”選為灰色，“邊線顏色”選擇“無邊線顏色”。點擊“工具箱”中的“直線”，在主畫面64*321位置繪制一條長200單位的直線，點擊直線的“屬性”，選擇“邊線線型”選擇從下向上的第3個線型，再在“屬性”中選擇“邊線顏色”，選擇黃色。將畫好的黃色粗線復制1份，置于距原有線的上部5個單位的位置處。在位置637*319處繪制同樣屬性的兩條黃色粗線，過程同上。在垂直方向較長的矩形上同樣繪制4條黃色粗線，過程同上。點擊“工具箱”，選擇“標簽”，調整好合適位置在標簽欄中輸入“解放南

12、路”，將“字體”選為黑體，“字號”選為“小二”，顏色選“紅色”。再繪制3個標簽，分別在標簽中用同樣字體輸入“解放北路”，“團結東路”，“團結西路”。并將標簽調整到合適位置。繪制后效果如圖：(4)選擇“工具箱”，點擊“插入元件”，在“對象元件庫”中選擇“指示燈7”，共插入4個指示燈，分別置于四個街角處。在“工具箱”中點擊“標簽”，將“標簽”調整好大小，設置“標簽”屬性，在屬性中點擊“填充顏色”，選擇“填充效果”在“顏色”中選擇“雙色”，顏色選擇“白色”，顏色2選擇“藍色”，“底紋效果”選擇“橫向”。在標簽中輸入“團結東燈”。用同樣的方法將“團結西燈”，“解放南燈”，“解放北燈”輸入標簽中，并調整

13、屬性。(5)選擇“工具箱”內的“矩形”按鈕，鼠標的光標呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠標，拉出一個83*58矩形。共繪制同樣大小的矩形8個。將矩形轉換成“位圖”，將下載的汽車圖片載入位圖。(6)選擇“工具箱”內的“矩形”按鈕，繪制一983*607的矩形，點擊矩形的“屬性”，選擇“填充顏色”，將填充顏色選為“淺藍”。點擊“編輯條”，選擇“置于最后”。最后制作完成效果如下：4.2.3調試系統組態制作（1）在“工具箱”中點擊“標簽”，將“標簽”調整好大小，設置“標簽”屬性，在屬性中點擊“填充顏色”，選擇“填充效果”在“顏色”中選擇“雙色”，顏色選擇“白色”，顏色2選擇“橙色”，“底紋效果”選擇“橫向”。

14、在標簽中輸入“團結東西黃燈”。用同樣的方法將“團結東西紅燈”，“團結東西綠燈”，“解放南北黃燈”，“解放北紅燈”，“解放南北綠燈”“南北行車”，“東西行車”輸入標簽中，并調整屬性。（2）選擇“工具箱”，點擊“插入元件”，在“對象元件庫”中選擇“指示燈2”，共插入8個指示燈。（3）選擇“工具箱”內的“矩形”按鈕，鼠標的光標呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠標，拉出一個矩形，點擊矩形的“屬性”，選擇“填充顏色”，選擇“填充效果”在“顏色”中選擇“雙色”，顏色選擇“白色”，顏色2選擇“藍色”，“底紋效果”選擇“橫向”。點擊“編輯條”，選擇“置于最后”。（4）點擊“工具箱”，選擇“標簽”，調整好合適位置在標

15、簽欄中輸入“調試系統”，將“字體”選為黑體，“字號”選為“小四”，顏色選“紅色”。繪制好的效果如下：4.3 動畫連接4.3.1交通燈的動畫連接（1）交通指示燈的動畫連接(1)雙擊啟動指示燈，彈出“單元屬性設置”窗口。 (2)單擊“動畫連接”選項卡，進入該頁。 (3)單擊“組合圖符”，出現“？”、“”按鈕。 (4)單擊“”按鈕，彈出“動畫組態屬性設置”窗口。單擊“屬性設置”選項卡，進入該頁，選中“填充顏色”選項卡。 在“填充顏色”表達式中輸入“y0”，在“填充顏色連接”項中點擊“分段點”將值改為0.5，在“對應顏色”中選擇灰色，再點擊“增加”，將“分段點”將值改為1.5，在“對應顏色”中選擇綠色

16、。單擊“確定”按鈕。依次對其他指示燈進行同樣設置。（2）小車的動畫連接（1）雙擊啟動指示燈，彈出“單元屬性設置”窗口。（2）單擊“動畫連接”選項卡，進入該頁。（3）單擊“屬性設置”選項卡，進入該頁，選中“垂直移動”欄，進入“垂直移動”欄，在表達式中輸入“MOVEX1”，在“最大移動偏移量”欄中輸入“1500”，在“表達式的值”中輸入“1500”。點擊“確定”，一保存屬性。（4）用同樣的步驟對“MOVXE2”“MOVEY4”進行設定。4.3.2調試系統的動畫連接(1)雙擊啟動指示燈，彈出“單元屬性設置”窗口。 (2)單擊“動畫連接”選項卡，進入該頁。 (3)單擊“組合圖符”，出現“？”、“”按鈕

17、。 (4)單擊“”按鈕，彈出“動畫組態屬性設置”窗口。單擊“屬性設置”選項卡，進入該頁，選中“填充顏色”選項卡。 在“填充顏色”表達式中輸入“y0”，在“填充顏色連接”項中點擊“分段點”將值改為0.5，在“對應顏色”中選擇灰色，再點擊“增加”，將“分段點”將值改為1.5，在“對應顏色”中選擇綠色。在“表達式”欄中輸入“Y0”(6)單擊“按鈕動作”選項卡進入該頁進入按鈕動作頁，將按鈕對應功能設為：數據對象值操作；取反；Y01。 (7) 單擊“確認”按鈕，退出“單元屬性設置”窗口，結束啟動指示燈的動畫連接。 (8)按照以上步驟依次對其他指示燈進行設置。4.4 腳本編輯打開“交通燈01”窗口，進入

18、“用戶窗口屬性設置”，選擇“循環腳本”，打開腳本程序編輯器，輸入以下內容： 行車信號(Y07 Y06)為ON時行(信號由PLC提供)if y07=1 then movex3=movex3+10 if y07=1 then movex4=movex4+10if y07=1 then movex1=movex1+10if y07=1 then movex2=movex2+10 if y06=1 then movey4=movey4+6 IF y06=1 then movey3=movey3+6if y06=1 then movey1=movey1+6if y06=1 then movey2=mov

19、ey2+6車到路口時減速行if y07=1 and (movex3160 and movex3161 and movex4-370 and movex1-430 and movex273 and movey442 and movey3-210 and movey1-256 and movey2-156) then movey2=movey2+4車在停車區外,繼續行if (movex3=20) then movex3=movex3+10 if (movex4=11) then movex4=movex4+10if (movey4=25) then movey4=movey4+6if (movey

20、3=12) then movey3=movey3+6if (movex1=-370) then movex1=movex1+10 if (movex2=-416) then movex2=movex2+10if (movey1=-210) then movey1=movey1+6if (movey2=-256) then movey2=movey2+6黃燈亮,車在停車白線后,減速if y4=1 and movex310 then movex3=movex3+4 if y4=1 and movex41 then movex4=movex4+4if y1=1 and movey412 then m

21、ovey4=movey4+3if y1=1 and movey38 then movey3=movey3+3if y4=1 and movex1-381 then movex1=movex1+4 if y4=1 and movex2-430 then movex2=movex2+4if y1=1 and movey1-226 then movey1=movey1+3if y1=1 and movey2=735 then movex3=-250if movex4=750 then movex4=-200if movex1=828 then movex1=-818if movex2=309 then movex2=-780if movey4=555 then movey4=-143if movey3=470 then movey3=-280if movey1=262 then movey1=-490將腳本的“循環時間”設定為50ms，完成操作后點擊“確定”。4.5 組態運行完成以上4個步驟后，點擊“保存”，然后按“f5”鍵運行組態，效果如下：第五章 實驗結果5.1 實驗結果實物圖程序調試及結果如下:1.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。同時南北黃燈亮，維