（交通运输）交通灯 PLC控
制
（交通运输）交通灯 PLC控
制
邵阳职业技术学院
毕业设计(论文)
课题名称 PLC交通灯控制
学生姓名 罗 庆 财
学号 200830930002
系、专业 机电工程系机电壹体化
指导教师 肖 炜
2010年 6月
摘要：
计算机技术和网络技术的飞速发展,为工业自动化开辟了广阔的发展空间,通
过硬件和软件结合,能够方便快捷地组建优质高效的监控系统.三菱编程软件具
有通俗易懂.功能齐全的特点,它能够和很多硬件设备通讯构成监控系统.本设计
以三菱 PLC为例,以实际应用内容为载体,介绍通讯参数的设置.监控界面的设计.
构件属性设置.设备通道连接及设备调试等主要内容。
本设计分为 4章,第 1章 PLC的基础知识,让我们熟悉 plc的基本使用方法和
功能,按照实际工程的操作过程,使读者了解如何通过 MCGS工控组态软件完成壹
个工程项目.在此基础上学习第 2章系统的编译和设计，第 3章对交通灯的实例
操作。
关键字：PLC交通灯程序设计
目录
第壹章 PLC的基础知识
概述 3
PLC的由来 3
PLC的定义 4
PLC的工作原理 4
PLC的结构 4
PLC的基本性能指标 5
第二章 PLC控制系统设计
PLC控制系统软件设计 5
PLC硬件系统设计方法 5
第三章 可编程控制器程序设计
要求 8
输入、输出图 9
画出状态图 10
编写指令 11
梯形图 13
第四章 设计总结
致谢
参 考 文 献
第壹章 PLC的基础知识
概述
可编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的壹员，是为工
业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器
（ProgrammableLogicController），简称 PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑
控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，
今天这种装置称作可编程控制器，简称 PC。可是为了避免和个人计算机
（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称 PLC。
的由来
在 60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置
构成的。当时汽车的每壹次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。
随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要
经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。
为了改变这壹现状，美国通用汽车 X公司在 1969年公开招标，要求用新的控制
装置取代继电器控制装置，且提出了十项招标指标，即：
1、编程方便，现场可修改程序；
2、维修方便，采用模块化结构；
3、可靠性高于继电器控制装置；
4、体积小于继电器控制装置；
5、数据可直接送入管理计算机；
6、成本可和继电器控制装置竞争；
7、输入能够是交流 115V；
8、输出为交流 115V，2A之上，能直接驱动电磁阀，接触器等；
9、在扩展时，原系统只要很小变更；
10、用户程序存储器容量至少能扩展到 4K。
1969年，美国数字设备 X公司（DEC）研制出第壹台 PLC，在美国通用汽车
自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作
方便，可行性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等壹系列优点，很快地在美国
其他工业领域推广应用。到 1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造
纸等工业。这壹新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。
1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第壹台 PLC。1973年，西
欧国家也研制出它们的第壹台 PLC。我国从 1974年开始研制。于 1977年开始工
业应用。
的定义
可编程控制器，简称 PLC（ProgrammablelogicController）,是指以计算机
技 术 为 基 础 的 新 型 工 业 控 制 装 置 。 在 1987年 国 际 电 工 委 员 会
（InternationalElectricalCommittee）颁布的 PLC标准草案中对 PLC做了如下
定义：“PLC是壹种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用能够编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计
时、计数和算术运算等操作的指令，且能通过数字式或模拟式的输入和输出，控
制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于和工业控
制系统形成壹个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”
的工作原理
PLC的工作原理：电力线是壹个极其不稳定的高躁声、强衰减的传输通道，
要实现可靠的电力线高速数据通信，必须解决低压配电网上各种因素如：噪声、
阻抗波动、配电网结构、电磁兼容性以及线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等
主要因素对数据传输的影响。
的结构
PLC实质是壹种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上和微型计算机从
结构上分，PLC 分为固定式和组合式（模块式）俩种。固定式 PLC包括 CPU板、I/O
板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成壹个不可拆卸的整体。模块式
PLC包括 CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块能够按
照壹定规则组合配置。
的基本性能指标
可编程控制器的基本性能可用如下八条予以概括：
（壹）工作速度
（二）控制规模
三）组成模块
（四）内存容量
（五）指令系统
（六）支持软件
（七）可靠控制
（八）经济指标
第二章 PLC控制系统设计
控制系统软件设计
系统设计的基本步骤：
1.系统设计和设备选型
a.分析你所控制的设备或系统。PLC最主要的目的是控制外部系统。这个系
统可能是单个机器，机群或壹个生产过程。
b.判断壹下你所要控制的设备或系统的输入输出点数是否符合可编程控制
器的点数要求。
c.判断壹下你所要控制的设备或系统的复杂程度，分析内存容量是否够。
a.将你所要控制的设备或系统的输入信号进行赋值，和 PLC的输入编号相对
应。
b.将你所要控制的设备或系统的输出信号进行赋值，和 PLC的输出编号相对
应。
执行程序的过程及特点
PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出
刷新阶段。
1．输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行
采样，且存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处
理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器
的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下壹个扫描周期的输入处理阶段才能
被采样到。
2．程序执行阶段
在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，
则总是按先上后下，先左后右的顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则根据跳转
条件是否满足来决定程序是否跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC从
输入映像寄存器和元件映象寄存器中读出，根据用户程序进行运算，运算的结果
再存入元件映象寄存器中。对于元件映象寄存器来说，其内容会随程序执行的过
程而变化。
3．输出刷新阶段
程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这壹阶段里，PLC将输出映象寄存
器中和输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，且通过壹定方
式输出，驱动外部负载。
硬件系统设计方法
应用系统总体方案设计
控制系统类型
(1)由 PLC构成的单机控制系统。
(2)由 PLC构成的集中控制系统。
(3)由 PLC构成的分布式控制系统。
(4)用 PLC构成远程 I／0控制系统。
2．系统的运行方式
(1)手动运行方式。
(2)半自动运行方式。
(3)自动运行方式。
系统硬件设计根据
1．工艺要求
2．设备状况
3．控制功能
4．I／0点数和种类
5．系统的先进性
可编程序控制器的机型选择
的功能
3.响应速度
4.指令系统
5.机型选择的其他考虑
输入/输出模板的选择
1．数字量输入模块的选择
2．数字量输出模块的选择
3．模拟量模块的选择
4．智能 I／0模块的应用选择
系统硬件设计文件
1．系统硬件配置图
2．模块统计表
3．I／0硬件接口图及 I／0地址表
系统供电设计
1．供电系统的保护措施
2．电源模块的选择
3．I／0模块供电电源设计
4.系统接地设计
5.可编程序控制器供电系统设计
6.电缆设计和敷设
第三章可编程控制器程序设计
要求
本项目是通过采用可编程序控制器实现交通灯功能。
要求完成以下操作：
行向；红色 30秒绿色 20秒绿闪 5秒黄色 5秒
要求绿色 20秒绿闪 5秒黄色 5秒红色 30秒
1、行向红灯亮 30秒，绿灯亮 20秒，绿灯闪 5秒（周期 1秒），黄灯亮 5秒。
2、列向红灯亮 30秒，绿灯亮 20秒，绿灯闪 5秒（周期 1秒），黄灯亮 5秒。
3、模拟屏显示：行向 Y0-----红灯 Y1-----绿灯 Y2-----黄灯。
列向 Y3-----红灯 Y4-----绿灯 Y5-----黄灯。
4、手动控制时，行、列均黄灯闪烁（周期 1秒）。
I/O输入、输出分配
Y0-----行向红灯
X0-----起动 Y1-----行向绿灯
Y2-----行向黄灯
X1-----停止 Y3-----列向红灯
Y4-----列向绿灯
X2-----手动/自动 Y2-----列向黄灯
、PLC输入、输出图（画出）
+—
12V
、画出状态图 ZRSTC0C1
M8000X1ZRSTY0Y5
M0ZRSTS20S34
X0X2T21PLSM0
X1T20K5
T21K5
Y0Y4T20Y2
T0K300T10K200Y5
T0T10
Y1T11K5
T1K200T12
T1C1T11C1
T2K5Y4
T3T12T12K5
COT2C0K5C1RSTC1
Y1Y5
S0
S21
S22
S23
S24
S30
S31
S32
S33
T3T3K5T13T13K50
C0RSTC0
Y2Y3
T4T4K50T14T14K300
S0S0
、编写指令
LDM8000
SETS0
STLS0
LDX1
ORM0
ZRSTCOC1
ZRSTY0Y5
ZRSTS20S34
LDX2
PLSM0
ANIT21
OUTT20K5
ANDT20
OUTT21K5
OUTY2
OUTY5
LDX0
ANIX1
SETS20
SETS30
STLS20
OUTY0
OUTT0K300
LDT0
SETS21
STLS21
OUTY1
OUTT1K200
LDT1
SETS22
STLS22
OUTT2K5
LDT2
SETS23
STLS23
OUTC0K5
OUTY1
OUTT3K5
LDT3
ANIC0
RSTC0
OUTS22
LDT3
ANDC0
SETS24
STLS24
OUTY2
OUTT4K50
LDT4
OUTS20
STLS30
OUTY4
OUTT10K200
LDT10
SETS31
STLS31
OUTT11K5
LDT11
SETS32
STLS32
OUTC1K5
OUTY4
OUTT12K5
LDT12
SETS33
STLS33
RSTC1
OUTY5
OUTT13K50
LDT13
SETS34
STLS34
OUTY3
OUTT14K300
LDT14
OUTS30
RET
END
、梯形图
第四章设计总结
在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里老想着这样的接法能
够行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
我趁着做课程设计的同时也对课本知识有了巩固和加强，由于课本上的知识
太多，平时课间的学习且不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容
有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，且且对于其在
电路中的使用有了更多的认识。
经过俩个星期的设计里，过程曲折可谓壹语难尽。在此期间我们也失落过，
也曾壹度热情高涨。从开始时的满富激情到后来汗水背后的复杂心情，点点滴滴
无不令我回味无长。
通过这次课程设计使我懂得了理论和实际相结合是很重要的，只有理论知
识是远远不够的，只有把所学的理论知识和实践相结合起来，从理论中得出结论，
才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计
的过程中遇到问题，能够说得是困难重重，这毕竟第壹次做，难免会遇到过各种
各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识
理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
致谢
首先感谢邵阳职业技术学院对我的培养。在这里我不仅学到很多的科学文化
知识，而且教会我如何从壹个学生转变成壹个社会人。这里有我的同学和老师，
也有着我的回忆。在这里，我仍要特别感谢我的指导老师——肖炜老师，感谢他
对我的毕业设计的全程指导和帮助，才能使我顺利完成毕业设计。他不仅帮助我
完成毕业设计，同时让我从中学到很多做人处事的道理。在此，对您钦以诚挚的
感谢。同时仍要感谢杨桂亭老师对我的提示和帮助
参考文献
[1]张万忠《可编程控制器入门和应用实例》
北京：中国电力出版社，2004
[2]台方《可编程序控制器应用教程》
北京：中国水利水电出版社，2001
[3]常斗南《可编程序控制器》原理·应用·实验
北京：机械工业出版社，1998
[4]邦田《电子电路实用抗干扰技术》
北京：人民邮电出版社，1994
[5]钱晓龙，李鸿倩《智能电器和 Microloeix控制器》
北京：机械工业出版社，2003
