电气工程学院
课 程 设 计 说 明 书
设计题目：十字路口带倒计时显示交通信号灯控制系统
系 别： 电气工程及其自动化系
年级专业：
学 号：
学生姓名：
指导教师： 电气工程学院《课程设计》任务书
课程名称： 电气控制与PLC课程设计
基层教学单位：电气工程及自动化系 指导教师： 郭忠南等
学号 学生姓名 （专业）班级
设计题目 十字路口带倒计时显示交通信号灯控制系统
设
计
技
术
参
数 采用PLC构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。控制要求查阅相关文献。
设
计
要
求 1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。
2) 根据控制要求，编制PLC控制程序
3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。
参
考
资
料 1、《PLC电气控制技术》 漆汉宏主编 机械工业出版社 2008
2、图书馆各类期刊文献相关数据库
3、相关电气设计手册
周次 第一周 第二周
应
完
成
内
容
完成全部方案设计：
周一、二：查、阅相关参考资料
周二至周五：方案设计
周六、日：设计方案完善 周一、二：完成设计说明书
周三、四：绘制A1设计图纸
周五：答辩考核
指导教
师签字 基层教学单位主任签字
燕山大学PLC课程设计报告书
I 摘 要
本文采用三菱FX2N-MR80的可编程控制器，通过对交通信号灯控制时序要求的分析以及对PLC硬件电路及梯形图的设计，完成十字路口带倒计时显示交通信号等控制系统。对于顺序控制，因为步进指令具有条理清楚、编程方便、直观、易于实现等特点，本文以三菱PLC指令系统的步进指令控制交通信号灯，并列出了步进梯形指令的状态转移图、梯形图以及指令表。该系统可完成十字路口交通信号灯的启停、自动循环工作、手动东西交通信号灯常绿以及手动南北交通信号灯常绿，并用数码管显示交通灯显示剩余时间倒计时。
关键词： PLC 交通灯 步进指令 倒计时
II 目录
绪论 ............................................................................................................................................. 1
第一章 PLC的特点及工作原理 ............................................................................................... 2
1.1 PLC的定义与特点 ...................................................................................................... 2
1.2 PLC的结构 .................................................................................................................. 3
1.3 PLC的工作原理 .......................................................................................................... 4
1.4 PLC的应用 .................................................................................................................. 4
第二章 十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制 ................................................................ 5
2.1 设计目的 ..................................................................................................................... 5
2.2 控制要求 ..................................................................................................................... 5
2.3 交通灯工作时序图 ..................................................................................................... 6
2.4 系统总体方案设计 ..................................................................................................... 6
2.5 PLC的选择 .................................................................................................................. 7
2.6 设计思路 ..................................................................................................................... 7
2.7 流程图 ......................................................................................................................... 9
2.8 状态转移图 ............................................................................................................... 10
2.9 步进梯形图 ............................................................................................................... 11
2.10 指令 ......................................................................................................................... 13
第三章 外部硬件实现 ............................................................................................................. 18
3.1 PLC的I/O端口分配表 ............................................................................................ 18
3.2 电气设备明细表 ....................................................................................................... 19
3.3 PLC硬件接线图 ........................................................................................................ 19
3.4 参数设计 ................................................................................................................... 20
结论 ........................................................................................................................................... 21
心得体会 ................................................................................................................................... 21
参考文献 ................................................................................................................................... 22
致谢 ........................................................................................................................................... 22 燕山大学PLC课程设计报告书
1 绪论
随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。解决好公路交通灯控制问题将是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。
可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。
交通信号灯的控制是一种自动循环执行的控制系统，红、绿灯的控制是以时间顺序为基础，然后按设定的程序点亮红灯、绿灯、黄灯。像这种以时间为基础，各个状态层次比较分明的顺序控制系统，采用步进指令编程就比较方便，条理清楚，易于理解。