plc交通灯控制实验

2024-11-24

plc交通灯控制实验（精选8篇）

plc交通灯控制实验篇1

PLC控制十字路口交通信号灯一、十字路口交通信号灯设计控制要求

1、系统工作受开关控制，起动开关ON时则系统开始工作；停止开关ON时则系统停止工作。

2、控制对象有六个：

东西方向红灯两个，南北方向红灯两个；东西方向黄灯两个，南北方向黄灯两个；东西方向绿灯两个，南北方向绿灯两个。

图1所示是十字路口交通信号灯示意图。信号灯的动作受开关总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯控制的具体要求如表1所示。

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二、控制思路设计步骤

1、观察十字路口交通灯的工作时序

2、设计I／O口。（输入／输出端口接线如图2所示，只接PLC输入端）

3、用专用软件编程（用指令，或画梯形图）。

4、调试运行。

5、写出实验报告

实验报告中要包括的内容：（要交打印版）

①、封面（实验的题目，班号，学号，姓名，实验日期）

②、在工业控制方面，可以使用传统的继电器控制方式，单片机控制方式和PLC控制方式，对它们进行比较。（简述）③、画出“十字路口交通信号灯”示意图（图1）；

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电工电子中心 2 ④、画出交通灯控制要求表（上面的表格）

⑤、画出“十字路口交通灯”的工作时序图（自己分析后画出来）⑥、设计I／O口。（输入／输出端口接线如图2所示，实际接线时只接PLC输入端）

⑦、写出程序（画梯形图，或用指令）。⑧、小结（实验的体会和收获）

三、硬件及外围元器件

根据信号灯的控制要求，本模块所用的器件有：起动按钮SB1，停止按钮SB2，红黄绿色信号灯各六只（共12只），输入／输出端口接线如图2所示。

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电工电子中心由图可见：起动按钮SBl接于输入继电器XO端，停止按钮SB2接于输入继电器X1端，东西方向的绿灯接于输出继电器Y0端，东西方向黄灯接于输入继电器Y1端，东西方向的红灯接于输出继电器Y2端，南北方向绿灯接于输出继电器Y3端，南北方向的黄灯接于输出继电器Y4，南北方向红接于输出继电器Y5。

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plc交通灯控制实验篇2

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。我国机动车辆发展迅速,而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后,道路拥挤、阻塞现象及交通事故常有发生。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。如何利用当今计算机与自动控制技术,有效地疏导交通,提高城镇交通路口的通行能力,提高车辆速度,减少交通事故是值得我们研究的新课题。本文基于PLC设计了城乡交通灯控制系统,并就设计中的计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。

1 系统控制功能

(1)城市十字路口交通信号灯是在十字路口的东西南北各个方向装设红绿黄灯各一套。控制的任务就是让红绿黄灯按照一定的时序轮流发亮。

(2)控制时序

当起动开关接通时,信号灯系统开始工作,且先南北红灯亮,同时东西绿灯亮。当起动开关断开时,所有信号灯都熄灭;南北红灯亮25s,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持20s,到20s时,东西绿灯闪亮,3s后熄灭。在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮2s,2s后东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时,南北红灯熄灭,绿灯亮,东西红灯亮30s。南北绿灯亮20s,然后闪3s后熄灭,同时南北黄灯亮,维持2s后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。周而复始。

2 硬件接线及I/O口分配

根据设计要求,采用西门子S7-200-224型PLC为控制器,起动按钮SB1,红黄绿灯东西南北各1只。输入输出接线如图一所示。起动按钮SB1接入输入继电器I0.0端,东西方向绿灯接入输出继电器Q0.3端,东西方向的黄灯接入输出继电器Q0.4端,东西方向的红灯接入输出继电器Q0.5端,南北方向绿灯接入输出继电器Q0.0端,南北方向黄灯接入输出继电器Q0.1端,南北方向红灯接入输出继电器Q0.2端,输出端电源与输出公共端1L相连。

3 系统梯形图设计

为了设计思路清晰与便利,采用了顺序控制法。顺序控制就是指系统或生产设备在各输入信号的作用下,内部元件状态按照生产工艺预先规定的时间顺序变化,使得各执行机构在生产过程中自动有序地进行操作。PLC顺序控制设计法最基本的设计思路是将控制系统的一个完整的工作周期划分为若干个顺序相连的阶段,这些阶段称为步(step)。然后用转换条件控制代表各步的内部编程元件,使其状态按照一定的时间顺序变化,最终输出控制相应执行机构的动作步是根据输入量状态的变化来划分的。在任何一步之内各输出量的状态不变,但相邻两步输出量总的状态是不同的。步的这种划分方法代表各步编程编程元件的状态与各输出量状态之间有着极为简单的逻辑关系。

结合本次设计要求,可以采用单流程编程法,也可以采用双流程法。设计中采用双流程法,应用并联分支结构,把东西和南北方向信号灯的动作分为两个流程同时起动,分别运行各自的时序动作,相互之间的配合由统一的时钟进行有机的配合,不会出现偏差,简洁名了,思路清晰。

PLC上电时,系统处于初始状态S0.0,同时产生一个1s的闪烁电路。SB1按下系统起动,S0.1与S0.5同时接通,东西南北方向同时工作,现仅以东西方向的动作分析其工作原理。东西绿灯开始工作,同时定时器T37开始定时20s,20s后第一工步复位,进行第二工步S0.2,东西绿灯闪烁工作,结合初始时的1s的闪烁电路,定时器T38定3s就做到了闪3下的目的。3s后第二工步复位,进行第三工步S0.3,东西黄灯工作,定时器T39定时2s,2s后第三工步复位,进入第四工步S0.4,东西红灯开始工作。同时定时器T40开始定时,30s后返回到第一工步,如此循环下去。南北方向与东西方向相同,不再赘述。梯形图如图二所示。

4 结束语

交通灯的设计方法有多种实现方法,由于交通灯都是安装在嘈杂的交通路口,工作的稳定性、可靠性与抗干扰的能力要求均较高。传统的设计方法总存在着缺陷,而PLC专为工业环境下应用设计的,在交通灯控制系统中有着较大的优势。而PLC的顺序设计法是顺序控制系统中一种先进的设计方法,不仅容易接受,提高设计效率,节省设计时间,而且程序的调试、修改和阅读便利,缩短设计周期。本次设计的交通灯系统调试结果符合要求,在现实中有一定的推广价值。

摘要：为提高交通灯控制系统的稳定性、可靠性与抗干扰的能力,本文介绍了一种以PLC做为控制器件,采用较先进的顺序控制技术的设计方法,较好地完成了交通灯控制性能要求,调试效果良好。

关键词：交通灯控制,PLC,顺序控制

参考文献

[1]王永华.现代电气控制及PLC技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[2]吴中俊.可编程控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3]西门子公司.SIMATIC S7-200可编程控制器系统手册[M].2002.

[4]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2002.

[5]周名侦.基于PLC控制的交通灯控制系统[J].广东交通职业技术学院学报,2005,6.

PLC控制交通灯教学方法的探讨篇3

关键词：PLC程序控制梯形图指令表编程技巧

一、基础知识

本文的程序编写是基于亚龙科技集团有限公司生产的可编程控制器实训成套设备，其主机选用三菱公司FX2N-48MR型PLC。

计算机与PLC主机的通讯是通过RS232通信线连接

二、控制要求

交通灯信号灯的控制要求：

可编程控制器(PLC)实验教案篇4

可编程控制器（PLC）实验教案

实验一 PLC软硬件介绍

硬件部分主要了解TVT-90A箱式PLC学习机的基本配置及其机构、基本工作原理，掌握输入输出接口及各种指示灯的连接方法。

软件部分主要学会使用FPWIN GR软件的安装、程序输入、编辑、下载与上传、参数设置、打印等功能。

实验二基本指令编程方法及训练

学会逻辑指令、定时指令、计数指令的输入方法；初步掌握如何应用逻辑指令、定时指令、计数指令来解决实际程序设计问题。1．逻辑指令

任务1：程序输入练习（见指导书P17）；（略）任务2：根据时序图（见指导书P17）编写程序。

2．定时指令

任务1：利用TM指令编程，产生连续方波信号输出，其周期设为3s，占空比为2：1。

任务2：根据时序图（见指导书P18）采用TM指令进行编程。

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3．计数指令

任务1：采用CT指令实现上述定时指令任务2的加工工序要求；

任务2：用一个按钮开关控制三个灯，按钮按一下1灯亮，再按三下2灯亮，再按三下3灯亮，再按一下全灭，如此反复。

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任务3：用可逆计数指令实现图示时序图（见指导书P17）的控制过程。（根据学生知识掌握水平可增删）。

解1：

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解2：

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解3：

实验三高级指令编程方法及训练

学会基本及高级传送指令、移位、算术运算指令的输入方法；初步掌握如何应用传送指令、移位、算术运算指令来解决实际程序设计问题。1．传送指令

任务1：用传送指令实现当按钮X1按下时，将“1949，10，1”这组数据分别送入DT0~DT2中，当X0按下时又可全清且清零优先。

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任务2：用传送指令实现输入开关对输出灯亮多少的控制：

X7=OFF时

Xn=ON：输出端n个灯亮，其余灭；

X7=ON时

Xn=ON：输出端n个灯灭，其余亮。

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2．数据移位指令

任务1：利用移位指令使输出的8个灯从左到右以s速度依次亮；当灯全亮后再从左到右依次灭。如此反复运行。

任务2：利用左右移位指令，使一个亮灯以0.2s的速度自左向右移动，到达最右侧后，再自右向左返回最左侧，如此反复。X2=ON时移位开始，X22=OFF时，清零。（根据学生知识掌握水平可增删）

3．算术运算指令

任务1：分别用BIN算术运算指令和BCD算术运算指令完成下式的计算：(12344321)12345651234

（1）BIN算术运算指令

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（2）BCD算术运算指令

实验四电机控制实验/八段码显示实验

掌握电机控制、八段码实验板的接线方法，弄清楚电机控制、八段码实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．电机控制实验

任务1：利用电机控制实验板编程实现电动机的Y/⊿启动控制；

任务2：利用电机控制实验板编程实现电动机的正反转和Y/⊿启动控制。

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2．八段码显示实验

任务1：将指导书P23中四组抢答器的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序设计思路与方法；

解：另一种设计方法：

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任务2：在任务1的基础上完成五组抢答器的程序设计。

实验五数值运算实验/天塔之光实验

掌握八段码显示实验板、天塔之光实验板的接线方法，弄清楚八段码、天塔之光实验板的控制原理，并学会利用八段码显示实验板完成相应的数值运算程序设计任务，利用天塔之光实验板完成相应的流水灯控制程序设计任务。1．数值运算实验

任务1：将指导书P24中两位BCD代码相加的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序

设计思路与方法；（略）

任务2：完成一位BCD码减一位BCD码的运算，显示运算结果，有借位则小数点亮；

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任务3：完成一位BCD码乘一位BCD码的运算，循环显示运算结果，小数点亮的表示个位，无小数点的表示十位；

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任务4：完成一位BCD码除一位BCD码的运算，循环显示运算结果，小数点亮的表示商，无小数点的表示余数。

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2．天塔之光实验

任务1：用PLC控制灯光闪烁：L1、L4、L7亮，1s后灭，接着L2、L5、L8亮，1s后灭，接着L3、L6亮，1s后灭，接着L1、L4、L7亮，1s后灭„„，如此反复。

任务2：用PLC控制灯光闪烁：L1亮2s后灭，接着L2、L3、L4亮2s后灭，接着L6、L7、L8亮2s后灭，接着L1亮2s后灭„„，如此反复。

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实验六交通信号灯控制实验/水塔水位自动控制实验

掌握交通信号灯控制、水塔水位自动控制实验板的接线方法，弄清楚交通信号灯控制、水塔水位自动控制实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．交通信号灯控制

任务1：将指导书P26中交通信号灯中指的PLC程序输入PLC进行调试，并领会的程序

设计思路与方法；另一种解法：

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任务2：根据任务1的设计思路，将绿灯亮的时间从主机板上的拨码器高两位输入，而绿灯闪烁和黄灯亮的时间皆为2s。（本题适合于基础较好的同学）

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2．水塔水位自动控制实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

当水池水位低于水位界（S4=ON）时，电磁阀Y打开进水。当水位高于水池高水位界（S3=ON），阀Y关闭。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2为ON，电机M运转，开始抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时，电机M停止。

任务2：根据下述控制要求完成程序设计：

当水池水位低于低水位界（S4=ON）时，电磁阀Y打开进水定时器开始定时，2s后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2为ON，电机M运转，开始抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时，电机M停止。

实验七自控成型机实验/自控轧钢机实验（根据学时数、学生掌握知识情况可增删）

掌握自控成型机实验、自控轧钢机实验板的接线方法，弄清楚自控成型机实验/自控轧钢机实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。1．自控成型机实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：当原料放入成型机时，各液缸为初始状态：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。S1=S3=S5=OFF，S2=S4=S6=ON。

（2）启动运行：当按下启动键，系统动作要求如下：

1）Y2=ON，上面液压缸的活塞B向下运动，便使S4=OFF。

2）当该液压缸活塞下降到终点时，S3=ON，此时，启动左液压缸，A的活塞向右运动，右液压缸C活塞向左运动，Y1=Y4=ON时，Y3=OFF，S2=S6=OFF。3）当A缸活塞运动到终点时，S1=ON，并且C缸活塞也到终点，S5=ON时，原料已成型，各液压缸开始退回到原位。首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON，使S1=S5=OFF。4）当A，C缸返回到初始位置，S2=S6=ON时，B液压缸返回，Y2=OFF，使S3=OFF。

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5）当B缸返回到初始位置，S4=ON时，系统回到初始状态，延时10s，取出成品，放入原料后，开始下一工件的加工。

任务2：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：当原料放入成型机时，各液缸为初始状态：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。（2）启动运行状态：当按下启动键，系统动作要求如下：

1）Y2=ON，上面液压缸的活塞B向下运动，便使S4=OFF。

（3）停止操作：按一下停止按钮后，在当前的工件加工完毕后，回到初始状态并停止运行。

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2．自控轧钢机实验

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：当启动按钮按下，电动机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1有信号（为ON），表征有钢板，则电动机M3正转，S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号（为ON），表征钢板到位，电磁阀Y1动作，电动机M3反转，S2的信号消失。接着S1有信号，电动机M3正转„„，重复经过三次反复循环，S2有信号后，则停机一段时间（10s），取出成品后，继续运行。当按下停车按钮后则停机，需重新启动。

实验八多种液体自动混合实验（根据学时数、学生掌握知识情况可增删）

掌握多种液体自动混合实验板的接线方法，弄清楚多种液体自动混合控制实验板的控制原理，并完成相应的程序设计任务。

任务1：根据下述控制要求完成程序设计：

（1）初始状态：容器是空的，各个阀门皆关闭，Y1、Y2、Y3均为OFF，传感器L1、L2、L3均为OFF，电动机M为OFF，加热器H为OFF。

（2）起动操作：按下起动按钮，开始下列操作：

1）Y1=Y2=ON，液体A和B同时注入容器，液面上升；当液面达到L2处时，L2=ON，使Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1和Y2阀门，打开液体C阀门Y3。

2）当液面达到L1处时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，电动机M启动开始搅拌。3）经10s搅匀后，M=OFF，停止搅拌，H=ON，加热器开始加热。

4）当混合液温度达到某一指定值时，T=ON，H=OFF，停止加热，使电磁阀Y4=ON，开始放出混合液体。5）当液面下降到L3时，L3从ON到OFF，再经过5s，容器放空，使Y4=OFF，开始下一个周期。

（3）停止操作：按下停车按钮，在当前的混合工作处理完毕后（当前周期循环到底），电气控制与PLC应用电子教案

交通信号灯PLC课程设计. 篇5

可编程序控制器（Programmabie Logic Controller,缩写PLC）是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要，生产、发展起来的一种新型的工业控制装置，在工业自动化各领域取得了广泛的应用。

1.1 PLC的硬件结构

PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，模块式包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。其结构如图1所示。中央处理单元(CPU)是PLC 的控制中枢，按照系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、存储器I/O以及警戒定时器的状态；并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内，等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止。

图1 PLC的结构图

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计

1.2 PLC的工作原理

PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段：

1输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

2用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

3输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。

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 2

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计

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，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使PLC能处理模拟信号，PLC厂家生产有配套的A/D、D/A转换模块，使PLC可用于模拟量控制。

（3）运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在可使用专门的运动控制模块。广泛的运用于各种机床、机械、机器人、电器等场合。

（4）过程控制这是对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC能编制各种控制算法程序，完成闭环控制。PID控制时一般闭环控制系统中常用的控制方法。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用

（5）数据处理现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较。一般用于大型系统，如无人控制的柔性制造业。

（6）通信及联网 PLC通信包含PLC之间的通信以及PLC与其他智能设备间的通信。在工业自动化网络发展加快前提下，厂家都十分重视PLC的通讯功能，纷纷推出各自的网络系统，通讯十分方便。

1.4 PLC的发展趋势

1969年，美国数字设备公司（DEC）首先研制出第一台符合要求的控制器，即可编程逻辑控制器，并在美国GE公司的汽车自动装配上试用获得成功。此后，这项技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。

总的来说发展趋势如下：

(1)向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的储存容量。

(2)向超大型、超小型两个方向发展。以适应不同类型的自动控制系统的需要。(3)PLC大力开发智能模块，加强联网通信功能。为了扩大适用范围，厂家还制定了通用的通信彼岸准，已构成更大的网络系统。

(4)增强外部故障的检测与处理能力。外部故障的几率很大，因此，PLC厂家致力 3

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计

于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性

(5)编程语言多样化。PLC结构不断发展的同时,PLC的编程语言也越来越丰富。多种语言并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。

1.5 S7-200的概述

西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号：

小型PLC中，CPU221价格低廉能满足多种集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的单元，通过可连接的扩展模块即可处理模拟量。CPU 224具有更多的输入输出点及更大的存储器。CPU 226和226XM是功能最强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。四种型号的PLC具有下列特点：（1）集成的24V电源

可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU 221和CPU222具有180mA输出。CPU224输出280mA，CPU 226、CPU 226XM输出400mA可用作负载电源。（2）高速脉冲输出

有2路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电（3）通信口CPU 221、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。

CPU 226、CPU 226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。

（4）模拟电位器CPU221/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。（5）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。

（6）EEPROM存储器模块（选件）可作为修改与拷贝程序的快速工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。

（7）电池模块用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数器）可通过内部的超级电容存储大约5天。选用电池模块能延长存储时间到200天（10年寿命）。电池 4

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计

模块插在存储器模块的卡槽中。

（8）不同的设备类型CPU 221～226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

（9）数字量输入/输出点CPU 221具有6个输入点和4个输出点；CPU 222具有8个输入点和6个输出点；CPU 224具有14个输入点和10个输出点；CPU226/226XM具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型

（10）高速计数器CPU 221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快脉冲信号。

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计交通信号灯的作用和意义

交通十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。那么控制系统是如何实现红、绿、黄三种颜色信号灯有条不紊工作的呢?交通信号灯控制方式很多，可以用电子电路来实现，也可以用单片机编程控制来实现。本设计主要介绍如何利用PLC来实现十字路口交通灯的控制。

随着社会的发展，人们的消费水平不断提高，私人车辆不断的增加。人多、车多、道路少的道路交通状况已经很明显了。所以采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。PLC的智能控制原则是控制系统的核心，采用PLC根据不同时刻车流量的不同，将红绿灯时长按一定的规律分档。这样就可以达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞留，缓解交通拥挤，实现最优控制，从而提高交通控制系统的效率。

交通信号灯的出现，使得交通得以管制，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。为了实现交通道路的管制，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，能够有效的疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制和管理问题的现状，结合交通实际情况阐述了交通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。可编程控制器在工业自动化中的地位极其重要。广泛应用于各个行业。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、低价格、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计方案设计

3.1控制要求

交通灯控制系统的控制要求如下：信号灯受一个起动开关（SB1）控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西红灯亮。交通灯按如下顺序循环点亮：红红（2s）-->红绿（3s）-->红黄（1s）-->红红（2s）-->绿红（3s）-->黄红（1s）-->红红(2s)。周而复始。

3.2系统设计方案分析

按照交通灯系统控制要求下，结合西门子S7-200系列可编程控制器的特性，选择适合的型号。设计思想分析如下：给一个启动的输入信号，要配合一个SB1的按钮，当SB1启动按钮动作，系统工作。

按照控制要求，将控制过程分为六步，分别是红红、红绿、红黄、红红、绿红、黄红，程序控制继电器按时序一步步的跳转。可采用多种方案实现跳转，在此，我们采用传送指令与时间继电器结合来控制程序的运转。

首先，上电后，按下启动按钮SB1，I0.0动作，启动通电延时时间继电器T37和T40，Q0.0和Q0.3接通，南北红灯和东西红灯亮，延时2s后，其常闭触点断开，Q0.3断开，东西红灯灭。启动时间继电器T38，T37常开触点闭合，Q0.5接通，东西绿灯亮，延时3s后，T38常闭触点断开，东西绿灯灭。启动时间继电器T39，T38常开触点闭合，Q0.4接通，东西黄灯亮，延时1s后，T39常闭触点断开，东西黄灯灭。T39常开触点闭合,东西红灯亮，延时2s后，南北红灯灭，同时启动时间继电器T41，Q0.1接通，南北绿灯亮，延时3s后，T41常闭触点开、常开触点闭合，南北绿灯灭。同时启动时间继电器T42，Q0.2接通，南北黄灯亮，延时1s后，T42常闭触点开、常开触点闭合,南北黄灯灭，同时南北红灯亮，开始下一轮循环。

按照控制要求，需要一个信号输入，六个信号输出，十字路口有十二个交通信号灯，南北、东西两个为一组用一个输出信号控制。通过如下的十字路口交通灯状态分析表、主流程图、十字路口交通灯时序图一一展开，十字路口交通灯控制系统设计思路逐渐脉络清晰。

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计

3.3 交通灯状态图

十字路口交通灯如下图1所示，将12个交通灯进行编号

图2 十字路口交通灯状态图

这12个交通灯共有六个状态：

状态1：南北红灯（1、7）亮，东西红灯（4、10）亮；状态2：南北红灯（1、7）继续亮，东西绿灯（6、12）亮；状态3：南北红灯（1、7）继续亮，东西黄灯（5、11）亮；状态4：南北红灯（1、7）继续亮，东西红灯（4、10）亮；状态5：南北绿灯（3、9）亮，东西红灯（4、10）继续亮；状态6：南北黄灯（2、8）亮，东西红灯（4、10）继续亮。

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3.4 主程序流程图

图3 主程序流程图

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图4 十字路口交通灯时序图

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计硬件设计

4.1 硬件选择

本设计采用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是选用西门子的S7-200系列CPU222型号PLC对东西南北的红、黄、绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。控制过程中采用顺序控制法用多个定时器自动实现对六个控制对象的控制。根据交通信号灯的亮灭规律，可用PLC编程对其实行自动控制。

4.2 PLC的I/O分配表

硬件结构设计必须了解各个对象的控制要求,分析对象的控制要求,确定输入/输出(I/O)接口的数量,确定所控制参数的精度及类型。如对开关量,模拟量的控制,用户存储器的存储容量等。选择合适的PLC机型及外设,以完成PLC的硬件结构配置。

根据上述选型及控制要求,绘制PLC控制交通灯的电路接线原理图,编制I/O接口功能表, I/O分配及其接线原理图分别如表1和图5所示

表1 交通信号灯PLC的输入/输出点分配表

输入信号

名称工作按钮

代号 SB1

输入点编号

I0.0

定时元件

T37:状态一2S T38:状态二3S T39:状态三1S T40状态四2S T41:状态五3S T42:状态六1S

名称南北红灯南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯

输出信号

代号输出点编号 L0 L1 L2 L3 L4 L5

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 11

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4.3 PLC的硬件接线图

图5 PLC 控制接线图

端口I0.0为接入系统开关的传送信号，端口Q0.0接南北红灯，端口Q0.1接南北绿灯，端口Q0.2接南北黄灯，端口Q0.3接东西红灯，端口Q0.4接东西绿灯，端口Q0.5接东西黄灯。

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计编制程序

5.1 十字路口交通信号灯顺序功能图

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5.2 十字路口交通信号灯梯形图

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5.3 指令表

Network 1 LD I0.0 AN T42 TON T37, 20 TON T38, 50 TON T39, 60 TON T40, 80 TON T41, 110 TON T42, 120

Network 2 LD I0.0 AN T40 O T42 = Q0.0

Network 3 LD I0.0 AN T37 O T39 = Q0.3

Network 4 LD T37 AN T38 = Q0.5

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Network 5 LD T38 AN T39 = Q0.4

Network 6 LD T40 AN T41 = Q0.1

Network 7 LD T41 AN T42 = Q0.2

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计 PLC检查调试

6.1常规检查

在通电之前要耐心细致地作一系列的常规检查(包括接线检查、绝缘检查、接地电阻检查、保险检查等)，避免损坏PLC模块(用STEP7的诊断程序对所有模块进行检查)。

6.2系统调试

系统调试可按离线调试与在线调试两阶段进行。其中离线调试主要是对程序的编制工作进行检查和调试，采用STEP7能对用户编制程序进行自动诊断处理，用户也可通过各种逻辑关系判断编制程序的正误。而在线调试是一个综合调试过程，包括程序本身、外围线路、外围设备以及所控设备等的调试。在线调试过程中，系统在监控状态下运行，可随时发现问题、随时解决问题，从而使系统逐步完善。因此，一般系统所存在的问题基本上可在此过程中得到解决。

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总结

经过五天的课程设计，我初步掌握了PLC程序设计的基本方法，了解到顺序控制的方法，理解了时序对交通灯设计的重要性。整个课程设计最大的难点在于确定交通灯的控制逻辑和时序分析，在程序设计的最初阶段，我们没有深刻理解交通灯状态变化的时序关系，无法找到状态转换的起始点，所以始终写不出合理的程序。后来，我们采用传送指令来控制时间继电器的启动，也解决了这个问题。总的感觉是，这次课程设计的收获很大，我学到了一些实用的PLC知识，这些知识也将为我以后的学习和工作所用。

通过本次课程设计，我们将所学的所有理论知识都很好的运用到了实际的设计当中，在具体的设计过程中，遇到了很多问题，通过查资料问老师，都一一得到解答，通过本次锻炼主要体现在以下几个方面：

(一)提高了对知识系统化能力

设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识实用化就成了关键。如本设计中用到了西门子PLC编程理论，因此在设计过程中侧重了知识转变成能力的培养，为今后的工作和学习打下了很好的理论基础。

(二)提高了计算和微机应用能力得到提高

使自己计算准确度有了明显的进步，没有以前那么马虎大意了。软件方面，熟练了对Photoshop、WORD、绘图等软件的掌握。

(三)自我学习的能力提高

此次设计过程中遇到了很多的困难，为了解决问题，激发了对获取知识的追求，使自学能力得到了提高。

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计

致谢

本课程设计是段老师的悉心指导下完成的。

课程设计是检验和锻炼学生实际工程设计能力的一项教学环节。在此次设计中，我综合运用所学知识，认真按照 “S7-200PLC编程手册”等相关书籍的设计要求，注重理论联系实际。在段老师的耐心指导下，完成了基于S7-200PLC的十字路口交通灯控制系统设计，培养了综合运用基础知识和技能解决实际问题的能力，初步掌握了工程设计的方法，为将来的工作奠定了基础。

在此期间段老师为我做了大量的辅导和答疑工作，帮我解决了设计过程中的一个个难题，并一次又一次的帮我修改设计说明书，使设计工作顺利完成。在此，谨向段老师致以深深的谢意!同时，在本次设计及论文的写作过程中，同学们为我提供了力所能及的帮助，并创造了浓厚的学习氛围！

再次感谢段老师悉心的指导和同学们的热心帮助。

基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计

参考文献

天塔之光 PLC课程实验篇6

课程设计报告书

姓名：学号：年

设计任务书

设计目的：

（1）熟悉 PLC 循环程序的编程；

（2）了解工业顺序控制的基本原理；

（3）学会熟练使用 PLC 解决动态显示

问题。

设计要求：

模板中心的黄灯 L1 亮 → 红灯 L2.L3.L4.L5 间隔 0.5 秒依次点亮1.5 秒→绿灯 L6、L7、L8、L9 间隔 0.5 秒依次点亮1.5秒→黄灯L1熄灭1.5秒 → L2、L3、L4、L5同时熄灭1.5秒→L6、L7、L8、L9 同时熄灭1.5秒→返回初始步，循环显示。

按循环显示实验模板的要求，设计 PLC 外部电路（配合使用通用器件板开关元器件）；（2）连接 PLC 外部（输入、输出）电路，编写用户程序。设计方案；

利用定时器，通过定时不同的时长实现所要求的循环显示的要求，黄灯L1不需要接定时器，红灯L2.L3.L4.L5定时器参数依次为15、20、25、30，绿灯L6.L7.L8.L9定时器参数依次为45、50、55、60。

一、硬件电路设计、I/O地址分配；

I0.1启动按钮用于开启循环灯

I0.2关闭开关用于关闭循环灯

Q0.0L1黄灯

Q0.1、QO.2、Q0.3、Q0.4依次对应

红灯L2、L3、L4、L5、L6

Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.1依次对应

绿灯

二、软件设计；

利用定时不同的时间，来实现依次实现点亮与熄灭灯。当启动天塔之光循环显示灯时，立即启动黄灯L1,且此时启动定时器开始计时，依次定时15、20、25、30 实现红灯间隔0.5秒依次点亮。下面的定时器定时为45、50、55、60，实现红灯点亮之后1.5秒绿灯点亮，实现绿灯的间隔0.5秒的依次点亮。当L9点亮之后，启动定时器T50、T51、T52定时器。T50为了实现关断黄灯、T51实现关断红灯、T52实现关断绿灯。当定时器T52启动后，触发定时器T53，使循环显示，进入循环开始。

三、程序调试；

按动按钮I0.1启动天塔之光循环显示灯。

调试中发现I0.2关闭按钮无法实现同时断开，经过调试实现同时断开电路。

四、心得体会

在实际调试中，发现很多问题，程序不是单纯想象出来，多半是经过不断调试出来的。在调试中，虽然大多数功能能实现，但是实现的同时，也出现了不想出现及意想不到的问题。在做程序时，我只想怎么实现这个功能而没有考虑一些其他一些不想要出现的问题，所以程序的编写重在调试。

另外，在实际写程序时，虽然有思路，但是感觉较为复杂，结果放弃了这种方法。到头来，现在写的这个程序虽然使用了很多的定时器，但是简单明了，只要耐心写就可以实现其功能。

附录

1、参考文献

《现代电气控制及PLC应用技术》王永华北京航空航天大学出版社附录

plc交通灯控制实验篇7

智能控制交通系统是目前研究的方向, 也已经取得不少成果, 在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号。出于便捷和效果的综合考虑, 我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈, 可检测出汽车的通过, 并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入, 并用PLC计数, 按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。

1 系统设计

十字路口交通灯的布置图1所示, 系统具备以下功能:

(1) 白天工作状态:按下启动按钮, 南北红灯亮30s, 同时东西绿灯亮, 黄灯再亮5s, 然后东西红灯亮30s, 同时南北绿灯亮, 如此循环;按下停止按钮, 系统关闭。

(2) 夜间工作状态:按下夜间黄灯按钮, 四面黄灯闪烁, 按停止按钮解除状态。

(3) 智能调节状态:根据传感器检测不同方向车辆的数量, 进行比较, 根据红绿灯的状态, 实时调节路灯的延长和缩短时间。

(4) 在任何时间, 按下紧急红灯按钮, 四面红灯全亮, 进行交通管制, 按下停止按钮, 则解除紧急状态。

2 硬件设计

本设计选用三菱FX1N-40MR PLC, 传感器选用具有高准确率、低成本、高可靠性的压力传感器。

2.1 PLC外围电路设计

PLC外围电路设计如图2所示。

3 软件设计

3.1 I/O分配

根据系统设和硬件设计图, 给出I/O分配表, 如表1所示。

3.2 部分程序图

因篇幅限制, 给出部分程序图, 如图3所示。

4 结束语

本篇论文中提出的有关智能控制技术在交通信号灯应用, 并制作了模型, 但是多的还是停留在理论的层面, 要想在真正的十字路口进行应用, 还有很多需要探索和改进的地方。

摘要：目前, 我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制, 即红灯和绿灯时间固定。随着城市化的进程, 交通控制系统承受的压力日益增加, 造成拥堵现象。本设计参考国内外前沿研究, 研究一种新的智能现代化控制系统取而代之, 以此提高交通的效率, 实现人力和物力资源利用最大化。

plc交通灯控制实验篇8

关键词：可编程序控制器；教学普及；实验教学

一、可编程序控制的发展现状

在20世纪80年代，PLC可编程序控制器，微处理器的技术水平达到一定高度，单片机微处理器以及半导体存储器也大规模的普及开来，可编程序控制器处理器增加，数据处理能力大大提升，对于远程通信及I/O也开始支持，另外辅助功能上，浮点运算、三角函数、列表等辅助功能也逐渐被涵盖进可编程序控制器中，容错率得到提高；到90年代，计算机信息化浪潮促使网络技术普及应用，32位微处理器构成的超大规模集成电路无疑已经完全将传统逻辑控制装置取代，并不断的扩大其应用领域。随着微电子技术的加速发展，PLC可编程序控制系统在世界工业中的发展也是迅猛的，在生活与生产中得到了广泛运用，在国内第一批可编程序控制器是在改革开放初期引进的，随着近年来的发展，国内可编程序控制器在中小型企业内得到普及，开发能力也得到很大提升，自己研发PLC可编程控制器的能力与功能日益强大起来，地位也越来越高，但是随着技术不断的深入发展，PLC可编程序控制器对技术人才的要求越来越高，专业技术水平决定了未来是否能够满足企业智能控制技术发展的能力高低，就目前来说，电工电子对PLC技术、变频技术以及微机技术的诊断与故障排除已经提高了门槛，因此为了提升未来整体操作水平，将PLC可编程序控制器引入教学就显得尤为重要。

二、可编程序控制器的实验教学

1.实验教学中的现状

在可编程序控制器在教学中，无论是中职技校、还是全日期大学都已经进入课程的规划之中，但是针对学科的普及程度，不同层次的教学，都会呈现出不同的教学阶段，如高级技工与技师的水平，无法通过教学来实现，因此可编程序控制器的技能训练是的整个PLC控制器教学在不同使用范围内的差别较大。

第一，从理论知识的教学着手，会造成所有教学中的常见问题——主动积极性不足，作为新兴技术，理论知识的匮乏，会造成不良的恶性循环，理论知识的匮乏，会导致在实际操作中无章法可循，进而可能导致学习兴趣的丧失，尽管在高的教学质量下也不一定产生良好的教学成果。

第二，没有接触实际操作经验的学生，自我约束能力差，规范操作无法达到标准，一定程度上会导致实验教学中的设备损坏，使得最终实验教学成本过高，阻碍国内可编程序控制器教学的普及发展。

第三，由于PLC可编程序控制器内容繁杂、课程安排繁重导致学时学制安排不足，因此需要重点精细的规划好课程安排。在前期的理论课程学习中，理论大约占用三分之一的学时，第二阶段下的实验教学与实践教学相结合，目的是为了让学员能够经过系统的、合理的学习安排之后，具有一定符合技术职称要求的操作水平与职业技能，如基本的电工电子技术如电动机、电力拖动、机床维修等，第三阶段中需要的是与生产实践相接轨的工作经验，经过工业生产的锻炼，进一步适应实际操作中出现的更加实际化的问题。

2.可编程序教学中的教学方案

（1）在理论教学的阶段过程中，按照理论课程的教学大纲进行梳理，不难发现大部分PLC可编程序控制器的学习都与其他前期基础教学同一起跑线，这样使得可编程序控制器理论知识能够与其他学科的知识串联起来，能够更好的结合多技术、多学科，从而产生很好的适应性为学员打下良好的基础；（2）根据课程教学的规律，所展现出的实验教学一体化模式，在讲授过程中，需要聘请PLC专业讲师，作为融合额微电子、单片机的综合性应用科学，需要一定的工作经验来支撑起所讲授内容，要“学以能用”不能纸上谈兵，保证教学质量；（3）PLC可编程序控制器主要应用于工业生产中，在实验教学中，应更多的联系实际，通过实际问题的解决与实际操作的使用来了解PLC可编程序的重要性，以提高学习积极性；（4）在实验教学中，严格按照生产要求，能很大提升职业素养，建立完善、健全的管理机制；（5）适当培养独立操作能力，加强个人能力培养，以求尽早了解熟悉工业生产。

三、可编程序控制器实验教学的重要意义

在技术类性的教学中，不应注重成绩优劣，应注重全面的能力培养，培养能够适应社会生存的能力，随着教学中实验实训的比重增加，技术类学科的动手机会得到很大提升，以传统理论教学为基础的教育模式逐渐编程实践超过理论。可编程序控制器作为综合性、实践性较强的学科，需要通过一定量的实验及操作完善整体教学，因此提高实验教学质量是提升可编程序教学质量的重要手段，其中经典的实验案例：模拟音乐喷泉控制系统、温度控制系统、电梯控制系统以及小车定位控制系统，均能通过简单模型进行功能性的实验，而达到理想的效果。

实验教学不仅能够使的学员了解PLC控制工程的基本常识，还能通过实验教学了解到实际应用的价值与意义，实验模型的模拟根据工艺条件可以设置相应的控制程序，模拟小型工程项目能够促进对工业工程编程控制的理解与学习，能够加快掌握编程语言以及操作方法，经验的积累无疑是对未来工业生产时间的最好臂助，因此需要加强实验教学以及动手能力。本质上说，实验教学的目的主要是配合理论的学习，能将课堂上的理论知识通过创造性的思维具现在实验教学中，举一反三，实验任务的安排可以适当综合性的选择，对实验任务的目的要求必须明确，加强在实验探索过程中的原理性的学习与深化，重点难点能够激发自身的主观能动性，积极翻阅资料，以便理解，做好实验前的准备，实验教学的规范化，能够很好的提高我国可编程序控制器人才的培养，是培养可编程序控制器的主要手段方法，因此在科技战略发展的角度上来说，PLC可编程序控制器的教学必定会越来越受到重视与关注，国家对微电子技术的发展也将提升到新的高度。

虽然，国内PLC可编程序控制器的实验教学发展迅猛，但是实验教学的工作量普遍较大，消耗材料多，成本高，普及程度还有待提高升。

参考文献：

[1] 范玉平.PLC在电工技术实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2000，（3）：18-42.

[2] 夏建生.国外电工学课程教学若干特点及探讨[J].南京：电气电子教学学报，2000，22（3）.

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