基于PLC的交通信号灯控制系统设计

《基于PLC的交通信号灯控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的交通信号灯控制系统设计（21页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、 摘摘 要要就如何应用 PLC 实现十字路口交通信号灯自动控制的设计展开讨论，通过分析对交通信号灯的控制要求，对 PLC 控制系统进行了软、硬设计。同时将 PLC 的逻辑控制、数据运算、数据比较、数据传送通过程序有机的结合起来，既控制交通灯的变化，还有时间显示。关键词关键词：PLC 信号灯 控制系统AbstractApplication of PLC on how to achieve the design of intersection traffic signal control debate and the analysis of the traffic signal control r

2、equirements of a PLC control system software and hardware design. While PLC logic control, data operations, data comparison, data transmission through the process of combining organic and not only control the traffic light changes, as well as the time display.Key Words: PLC a signal lantern control

3、system目目 录录1.1. 引引 言言.11.1 PLC 简介.11.2 交通灯的发展史.22.2.此设计的意义及要求此设计的意义及要求.32.1 PLC 的特点.32.2 交通灯.42.3 主要方法.42.4 重点要解决的问题.52.5 主要研究内容及指标.52.6 资料要求.53.3. 系统单元设计系统单元设计.63.1 I/O 连线图.63.2 程序高峰时期.93.3 指令表.124.4. 设计说明书设计说明书.144.1 顺序功能图.144.2 交通灯示意图.14结结 论论.16参考文献参考文献.1721.1. 引引 言言1.11.1 PLCPLC 简介简介可编程控制器简称PLC

4、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。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM 将成为工业生产的三大支柱。可编程控制器（PLC）是用来取代控制系统中的继电器的一种设备，它通过检测输入端口，并根据输入端口的状态，按照程序控制输出口，可编程控制器的程序一般要使用一定的软件编写，使用人员通过输入预先编写的程序，使可编程控制器按预定的控制方案执行控制任

5、务。目前大多数城市采用的交通信号灯指挥控制系统，采用电子线路加继电器构成，也有少数采用单片机构成。对信号灯的要求也越来越高，采用电子线路加继电器的控制方式，则需要加入大量的中间继电器，时间继电器，计数器等器件。而且交通控制智能化需要按实际情况而改变参数，如使用继电器控制，则很难实现。如使用单片机控制，则需要引入大量 I/O 接口电路、硬件设计，而且这两种控制方式的抗干扰能力十分有限。采用可编程控制器对交通信号灯进行管理，技能满足控制要求，又具有高的抗干扰和稳定性。PLC 是在继电器控制逻辑基础上，与 3C 技术（Computer,Control,Communication）相结合，不断发展完善

6、的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。PLC 早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大下面就其在公路交通领域的应用做一简单介绍：PLC 型交通灯控制器：将 PLC 用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的 PLC 内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于 PLC 本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行

7、等候时间，实现科学化管理。1.21.2 交通灯的发展史交通灯的发展史19 世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868 年 12 月 10 日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德哈特设计、制造的灯柱高 7 米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯-煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替

8、遮挡。不幸的是只面世 23 天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。3 从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到 1914 年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于 1918 年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。中国最早的马路红绿灯，是于 1928 年出现在上海的英租界。从最早的手牵皮带到20 世纪 50 年代的电气控制，从采用计算机控制到现

9、代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。纵观交通事业的发展历史，以前，人们出门远行或运输东西最常用到的的交通工具是马车，但是随着社会的进步经济的发展，一种新型交通工具汽车随之问世。如1950 年英国陆虎公司推出世界上第一台采用燃气涡轮发动机的汽车，1952 年美国通用公司推出“别克”牌小轿车，1955 年福特“雷鸟”牌两座位汽车问世，1956 年中国第一汽车制造厂成立，“解放”牌汽车问世。特别是近几年汽车产业更是日新月异，2006 年全世界汽车总已产量已超过 6400 万辆。在汽车产业蓬勃发展的背后，随之而来交通问题也越来越多，如交通堵塞和交通事故时常发生，这不

10、但给人们的生命和财产造成了威胁，同时还制约着国民经济的发展，特别是发达国家和发展中国家面临的形势更是严峻。为了缓解交通的负荷量，使车辆运行畅通无阻，交通事业整严有序，国家起用了双车道交通灯控制系统。通过红，绿，黄三色灯进行单一的控制，使其遵守红灯停，绿灯行的原则。但是随着社会的发展，此系统已经远远不能满足交通控制事业的需求，需要一种全新的控制理念，进而引进了与我国国情相符合的国外先进的控制体系，多车道交通灯控制系统，不但解决以往交通控制系统的局限性，同时还加快车了车流辆速度。并制定了第三十八条明确规定：绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行， 黄灯亮时，已越过停

11、止线的车辆可以继续通行，红灯亮时，禁止车辆通行。2.2.此设计的意义此设计的意义及要求及要求2.12.1 PLCPLC 的特点的特点可靠性高，抗干扰能力强： 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 CPU 的PLC 的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来说，使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PL