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課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 工作單位 電氣工程系自動(dòng)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(shí)序邏輯和工作模式 2 給出用于系統(tǒng)調(diào)試用的 S7 300PLC 計(jì)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(jì)要求 根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的交通燈控制所要求的時(shí)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(shí)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(duì)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(gè) FC1 2 設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)的目錄 目錄的各級(jí)標(biāo)題按照章節(jié)順序排列 最多列到三級(jí)標(biāo)題即可 如 1 1 1 引言 課程設(shè)計(jì)正文前的簡短介紹 包括本課題的設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)的主要過程及主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容 電路設(shè)計(jì) 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(duì)輸入 輸出點(diǎn)進(jìn)行地址分配 然后對(duì)其他編程元件也進(jìn)行地址分配 如位存儲(chǔ)器 M 定時(shí)器 T 計(jì)數(shù)器 C 等 編程中要使用符號(hào)地址 所以在 OB1 中要編輯符號(hào)表 包括輸入繼電器 輸出繼電器 定時(shí)器及位存 儲(chǔ)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(duì)設(shè)計(jì)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(duì)對(duì)原設(shè)計(jì)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(duì)本課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié) 寫出設(shè)計(jì)中的體會(huì) 主要參考文獻(xiàn) 寫出完成設(shè)計(jì)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(hào)為 1 1 1 1 1 1 其中 正文標(biāo)題 一級(jí)標(biāo)題 1 黑體小 2 號(hào)加粗 二級(jí)標(biāo)題 1 1 黑體小三號(hào) 三極標(biāo)題 1 1 1 黑體小四號(hào) 正文內(nèi)容格式 宋體五號(hào) 1 25 倍行距 3 參考文獻(xiàn)格式 參考文獻(xiàn)不少于 5 個(gè) 并應(yīng)按文獻(xiàn)號(hào) 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(jì) 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(hào) 裝訂順序 設(shè)計(jì)報(bào)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(píng)分表 十字路口交通燈的控制 1 1 設(shè)計(jì)目的 綜合應(yīng)用所學(xué) PLC 知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)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(jì)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(hào)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(hào)燈按照預(yù)先規(guī)定的時(shí)序循環(huán)往復(fù)地工作 控制要求見表 1 1 控制時(shí)序圖見圖 1 2 表 1 1 交通信號(hào)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(hào)燈工作時(shí)序圖 信號(hào)燈 綠燈亮 綠燈閃爍 黃燈亮 紅燈亮 東西方向 信號(hào)時(shí)間 25S 3S 2S 30S 信號(hào)燈 紅燈亮 綠燈亮 綠燈閃爍 黃燈亮 南北方向 信號(hào)時(shí)間 30S 25S 3S 2S 1 4 程序設(shè)計(jì)方案要求 1 4 1 信號(hào)燈系統(tǒng)由一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)控制 當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí) 該信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作 當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)關(guān) 斷時(shí) 所有信號(hào)燈都熄滅 1 4 2 南北綠燈和東西綠燈不能同時(shí)亮 如果同時(shí)亮應(yīng)關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng) 并立刻報(bào)警 1 4 3 南北紅燈亮維持 25s 在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮 并維持 20s 到 20s 時(shí) 東西綠燈閃 亮 閃亮 3s 后熄滅 此時(shí) 東西黃燈亮 并維持 2s 到 2s 時(shí) 東西黃燈熄滅 東西紅燈亮 同時(shí) 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(shí)南北黃燈亮 維持 2s 后 熄滅 這時(shí)南北紅燈亮 東西綠燈亮 1 4 5 以上南北 東西信號(hào)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(jì)報(bào)告的主要內(nèi)容 目錄 編制課程設(shè)計(jì)的目錄 目錄的各級(jí)標(biāo)題按照章節(jié)順序排列 列到三級(jí)標(biāo)題即可 引言 課程設(shè)計(jì)正文前的簡短介紹 包括本課題的設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)的主要過程及主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容 電路設(shè)計(jì) 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(duì)輸入 輸出點(diǎn)進(jìn)行地址分配 然后對(duì)其他編程元件也進(jìn)行地址分配 如位存儲(chǔ)器 M 定時(shí)器 T 計(jì)數(shù)器 C 等 編程中要使用符號(hào)地址 所以在 OB1 中要編輯符號(hào)表 包括輸入繼電器 輸出繼電器 定時(shí)器及位存 儲(chǔ)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(duì)設(shè)計(jì)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(duì)對(duì)原設(shè)計(jì)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(duì)本課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié) 寫出設(shè)計(jì)中的體會(huì) 主要參考文獻(xiàn) 寫出完成設(shè)計(jì)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(jì) 目前我國城市里的十字路口交通系統(tǒng)大都采用定時(shí)來控制 不排除繁忙路段或高峰 時(shí)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(shí)卻要等待紅燈 而此時(shí)另一條是空道或車流量相對(duì)少得多的道卻長時(shí)間亮的是綠燈 這種多等少的尷尬現(xiàn)象是未對(duì)實(shí) 際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控所造成的 不僅讓司機(jī)乘客怨聲載道 而且對(duì)人力和物力資源也是一種浪費(fèi) 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(gè)先進(jìn)國家已采用智能方 式來控制交通信號(hào) 其中主要運(yùn)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(shí)長 具體如下 在入路口的各個(gè)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(shí)就會(huì)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(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)作為可編程控制器的控制輸入 并用 PLC 計(jì)數(shù) 按一定控制規(guī)律自動(dòng)調(diào)節(jié)紅綠燈的時(shí)長 比較傳統(tǒng)的定時(shí)交通燈控制與智能交通燈控制 可知后者的最大優(yōu)點(diǎn)在于減緩滯流現(xiàn)象 也不會(huì) 出現(xiàn)空道占時(shí)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(xiàng)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(hào) 名 稱 代 號(hào) 地 址 序 號(hào) 名 稱 代 號(hào) 地 址 1 啟動(dòng)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(xiàng)目對(duì)應(yīng)的符號(hào)表如圖 2 1 圖 2 1 符號(hào)表 2 4 編寫控制程序 2 5項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果分析 分析試驗(yàn)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(yùn)行分析 工作模式 首先東西方向綠燈亮 25 秒 同時(shí)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(shí)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(hào)燈 綠燈亮 綠燈閃爍 黃燈亮 紅燈亮 東西方向 信號(hào)時(shí)間 25S 3S 2S 30S 信號(hào)燈 紅燈亮 綠燈亮 綠燈閃爍 黃燈亮 南北方向 信號(hào)時(shí)間 30S 25S 3S 2S 2 5 2 試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題與解決方案 2 6課程設(shè)計(jì)體會(huì)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(shí) 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(jì)評(píng)分表 評(píng) 分 項(xiàng) 目 評(píng)分成績 1 選題合理 目的明確 10 分 2 設(shè)計(jì)方案正確 具有可行性 創(chuàng)新性 30 分 3 項(xiàng)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(píng)語 指導(dǎo)教師 簽名 日 期 年 月 日