1、 毕业设计（论文） 题 目 PLC 控制红绿灯运行 摘摘 要要 传统的交通灯控制系统大多是由数字电路来实现的， 交通灯控制系统稳定性 可靠性与抗干扰能力较差，随着社会经济的发展，数字电路交通灯越来越不能满 足日益增长的交通压力， 因此必须寻求一种新的方法来取代这种复杂而工作不稳 定的控制系统。 在实际应用中，采用 PLC 控制城市交通信号灯，能根据不同的路况要求，随 时修改控制程序，以改变各信号灯的工作时间和工作状况。与继电器或逻辑电路 控制系统相比，PLC 控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。本论文 就是运用 PLC 原理来实现对十字路口的交通灯的控制， 介绍了基于 PLC 在交通
2、系 统的运用，系统介绍了 PLC 的基本原理。 关键词：交通灯控制系统； PLC；科学化管理；稳定性；可靠性 基于 PLC 交通灯控制系统的设计 1 可编程序控制器 PLC 的概况 1.1 PLC 的定义 早期的可编程控制器是为了取代继电器控制线路， 采用存储器程序指令完成 顺序控制而设计的。它仅有逻辑运算、定时、计数等功能，采用开关量控制，实 际只能进行逻辑运算，所以称为可编程逻辑控制器，简称 PLC（Programmable Logic Controller） 。进入 20 世纪 80 年代后，采用了 16 位和少数 32 位微处理 器构成 PLC，使得可编程逻辑控制器在概念、设计、性能上
3、都有了新的突破。采 用微处理器之后，这种控制器的功能不再局限于当初的逻辑运算，增加了数值运 算、 模拟量的处理、 通信等功能， 成为真正意义上的可编程控制器 （Programmable Controller） ，简称为 PC。但是为了与个人计算机 PC（Personal Computer）相 区别，长将可编程控制器仍成为 PLC。 随着可编程控制器的不断发展， 其定义也在不断变化。 国际电工委员会 （IEC） 曾于 1982 年 11 月颁布了可编程控制器标准草案第一稿，1985 年 1 月发表了第 二稿，1987 年 2 月又颁布了第三稿。1987 年颁布的可编程控制器的定义如下： “可编程
4、逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作 的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令， 进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟 式的输入、输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其相关的外 围设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计。 ” 1.2 PLC 的工作原理 PLC 实质上是一种专用与工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计 算机相近，在结构上分为固定式和组合式（模块式）两种，固定式 PLC 包括 CPU 板，I/O 板，显示面板，内存块，电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的
5、整 体。模块式 PLC 包括 CPU 模块，I/O 模块，内存模块，电源模块，底板或机架。 这些模块可以按照一定的规则组合配置。 图 1 PLC 操作过程 按照可编程控制器系统的构成原理，可编程控制器系统由传感器，可编程 控制器和执行器组成，可编程控制器通过循环扫描输入端口的状态，执行用户 程序来实现控制任务，其操作过程如上图 1 所示。 PLC 输入模块的输入信号状态与传感器信号相对应，为传感器信号经过隔 离和滤波后的有效信号。开关量输入电路通过识别传感器 0、1 电平，识别开关 的通断。CPU 在每个扫描周期的开始扫描输入模块的信号状态，并将其状态送 入到输入映像寄存器区域；CPU 根据用
6、户程序中的程序指令来处理传感器信 号，并将其处理的结果送到输出映像寄存器。现代的 PLC 已经具备了处理模拟 量的功能，但是相对于开关量的处理较复杂一些。PLC 输出模块具有一定的负 载驱动能力，在额定负载以内，直接和负载相连，可以驱动相应的执行器。 在 PLC 处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、 程序输出，一直循环扫描工作。 接 口 部 件 输 出 输 入 接 口 部 件 中央处理单元 CPU 板 电源部件 接收现场信号 驱动受控原件 1.3 PLC 的应用领域 目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制 造、汽车、轻纺、交通运输、保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为 以下几类： （1）开关量的逻辑控制 这是 PLC 最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传 统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又 可用于多机群控制及自动化流水线。如电梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、 组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 （2）模拟量控制 在工业生产过程中，有许多连续变化的量，
