十字路口交通信号灯控制系统设计

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1、十字路口交通信号灯控制系统设计摘要PLC可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。此设计将PLC应用于交通灯系统中。可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。在该设计中，十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。目录绪论1、课题背景…………………………………………………………11.1研究目的和意义………………………………………………………11.2本文的主要工作……

2、…………………………………………………22PLC的基础………………………………………………………32.1PLC的特点………………………………………………………………32.2PLC的结构和工作原理…………………………………………………42.2.1PLC的基本结构…………………………………………………42.2.2PLC的工作原里…………………………………………………53西门子S7-200系列PLC的硬件单元……………………………63.1主机………………………………………………………………………73.1.1CPU的主要特点………………………………

3、…………………73.1.2存储系统…………………………………………………………83.2扩展单元…………………………………………………………………83.3特殊功能模块……………………………………………………………83.4内部软元件………………………………………………………………93.5基本指令…………………………………………………………………104系统的设计与仿真…………………………………………………114.1控制要求…………………………………………………………………114.2硬件设计…………………………………………………………………124.

4、2.1交通信号灯PLC的输入/输出点的分配表………………………124.2.2交通信号灯PLC控制硬件接线图……………………………….124.3软件设计…………………………………………………………………134.3.1交通信号灯PLC控制顺序功能图………………………………134.3.2交通信号灯PLC控制梯形图……………………………………13结论……………………………………………………………………17参考文献………………………………………………………………18插图索引图1交通灯控制模型图一……………………………………………………12图2交通信号

5、灯PLC控制硬件I/O接口接线图二…………………………12图3交通信号灯输出时序图三………………………………………………12附表索引表1交通灯亮闪表…………………………………………………………11表2交通信号灯PLC的输入/输出点的分配表……………………………121.1研究目的和意义在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。传统的十字路口交通控制灯，

6、通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。目前，大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随

7、机的和不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空等现象，影响了道路的畅通。为此，采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器，能较好地解决这个问题。另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰日益严重，为保证交通控制的可靠、稳定，选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的交通灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；

8、充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。可编程控制器交通灯