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PLC实现十字路口交通灯控制

PLC实现十字路口交通灯控制
PLC实现十字路口交通灯控制

河南科技大学

课程设计说明书

课程名称:电气控制技术

题目:PLC实现十字路口交通灯控制

学院:车辆与动力工程学院

班级:

姓名:

学号:

指导老师:

日期:2013年7月6号

电气控制技术课程设计任务书

姓名班级学号

设计题目用PLC实现十字路口交通灯控制

设计目的

进一步巩固理论知识,培养所学理论知识在实际中的应用能力;掌握一般生产电气控制系统的设计方法;掌握一般生产电气控制系统的施工设计、安装与调试方法;培养查阅图书资料、工具书的能力;培养工程绘图、书写技术报告的能力。

设计任务及要求

某交通信号灯系统采用PLC控制。信号灯分东西、南北两组,每组均由红、黄、绿灯组成,并假设东西方向交通情况与南北方向一样繁忙。

1)实现真实环境的十字路口交通灯模拟控制(即有东西南北方向红灯停、绿灯行、黄灯准备,并且有转向:东西方向分别能向南北方向转向)。

2)用数码管分别显示东西和南北方向的红灯的减法计数识别(建议以一支数码管表示一个方向)。

设计时间安排

查阅资料(1天)

设计并绘制电气控制原理图(2天)

设计PLC控制程序(2天)

模拟调试(2天)

撰写课程设计说明书(2天)

答辩(1天)

主要参考文献

1.黄永红.电气控制与PLC应用技术, 北京: 机械工业出版社, 2011.

2.王建华.电气工程师手册, 北京: 机械工业出版社, 2006.

3.吴晓君.电气控制课程设计指导, 北京: 中国建材工业出版社, 2007.

4.高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例人民邮电出版社,2004.

5.张立科. PLC应用开发技术与工程实践人民邮电出版社,2005.

指导教师签字:年月日

用PLC实现十字路口的交通灯控制

摘要

科近年来随着技的飞速发展,PLC的应用正在不断地走向深入。同时带动传统控制检测日新月益更新。它具有结构简单、编程方便靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,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。由于PLC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地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中,同时PLC本身还具有通讯联网功能,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等候时间,实现科学化管理。在实时检测和自动控制的PLC应用系统中,PLC往往是作为一个核心部件来使用,仅PLC方面知识是不够的。还应根据具体硬件结构以及针对具体应用对象特点的软件结合加以完善。十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际用。

关键词:PLC交通灯控制

目录

目录 (1)

第一章绪论 (2)

第二章总体设计思想 (3)

第三章硬件选择 (5)

§3.1 CPU的选择 (5)

§3.2 I/O接口的分配 (5)

第四章软件设计 (7)

§4.1 时序图设计 (7)

§4.2 梯形图设计 (7)

第五章总结 (15)

第六章参考文献 (17)

第一章绪论

城市交通信号控制是通过对交通流的调节、警告和诱导以达到改善人和货物的安全运输,提高运营效率。其目标在于改善交通流的质量,更好地利用现有运输能力,提高交通流的安全性、快速性和舒适性。目前,就我国大多数城市而言,已经建立了多种交通信号控制系统,与此同时,其中利用定时控制的比例较大。20世纪20年代,人们把各种继电器、定时器、接触器以及触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统,控制各种机械设备,这是传统的继电器控制系统。随着工业的发展,设备和生产过程越来越复杂。对于复杂的系统继电器控制系统存在两个缺点:一个是可靠性差,另一个是灵活性差。

因此在实现十字路口交通灯控制的时候我们将目光转向了更为有效的控制装置——PLC。可编程控制器简称——PLC,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。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。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信号灯进行精确控制。

目前大多品牌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,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理。

第二章总体设计思想

当启动按钮按下后,南北主干道处于红灯状态,东西道路处于绿灯可通行状态。具体过程为:

(1)南北红灯持续38S,在此期间东西红灯亮13S,这13S为东西方向左转绿灯亮10S,闪烁3S,然后处于熄灭状态,左转结束,同时东西直行绿灯亮起,持续时间为20S。到20S时闪烁3S,然后黄灯亮2S,此过程共38S。

(2)启动38S时刻东西变为红灯,持续时间也为38S,南北方向仍然为红灯,继续持续13S,此段时间为南北方向左转时间,左转绿灯亮10S闪烁3S

后熄灭状态,然后南北方向直行绿灯亮起,持续20S闪烁3S后转为黄灯,持续时间为2S,然后南北红灯亮起循环执行过程(1),整个周期一共76S。最后用数码管在东西和南北方向上显示其红灯将要转换为绿灯前的最后3S倒

计时。至此,控制系统一个周期的定时已经完成。

经过分析,十字路口交通灯在工作过程的一个周期过程中,将会出现以下10种状态:

1.南北红持续灯亮,东西红灯持续亮,东西方向左转绿灯持续亮;

2.南北红灯持续亮,东西红灯持续亮,东西方向左转绿灯闪烁;

3.南北红灯持续亮,东西直行绿灯持续亮,东西方向左转绿灯熄灭;

4.南北红灯持续亮,东西直行绿灯闪烁;

5.南北红灯持续亮,东西黄灯亮;

6.南北红灯持续亮,东西红灯持续亮,南北方向左转绿灯持续亮;

7.南北红灯持续亮,东西红灯持续亮,南北方向左转绿灯闪烁;

8.南北直行绿灯持续亮,东西红灯持续亮,南北方向左转绿灯熄灭;

9.南北直行绿灯闪烁,东西红灯持续亮;

10.南北直行黄灯亮,东西红灯持续亮;

整个过程如下表所示

东西方向红灯绿灯

Q0.0

绿灯

闪烁

黄灯

Q0.1

红灯Q0.2 13S 20S 3S 2S 38S

左转灯东西左转

绿灯Q0.3

亮10S闪烁

3S

熄灭南北左转

绿灯Q0.7

亮10S闪烁

3S

熄灭

北方向红灯Q0.6

绿灯

Q0.4

绿灯

闪烁

黄灯

Q0.5 51S 20S 3S 2S

第三章硬件选择

§3.1 CPU的选择

本课程设计选择西门子S7-200系列型号PLC。有设计题目要求可知共有一个输入,十个输出故选择CPU型号为224。CPU224模块共有24个I/O口(14/10),可带7个扩展模块,用户程序存储容量为4K,内置高速计数器,具有PID控制功能;有两个高速脉冲输出端和一个RS-485通讯口;具有PPI 通讯协议、MPI通讯协议和自由口协议的通讯能力。

§3.2 I/O接口的分配

根据控制要求I/O分配如下:

功能说明输入(出)元件

程序启动按钮SB1 I0.0

东西方向直行绿灯Q0.0 黄灯QO.1 红灯Q0.2 左行红灯QO.3

南北方向直行绿灯QO.4 黄灯Q0.5 红灯Q0.6 左转红灯Q0.7

数码管1

东西方向红灯倒计时

倒计时东西方向红灯Q2.0-Q2.7

数码管2

倒计时南北方向红灯Q3.0-Q3.7 南北方向红灯倒计时

第四章软件设计

§4.1 时序图设计

根据硬件要求做出时序图如图一所示:

图1:交通灯控制时序图

§4.2 梯形图设计

根据控制要求可知这个控制过程为76S,在每个周期期间两个红灯至少有一个在亮,其他灯都在等待,所以应该先设计红灯梯形图,根据时序图知红灯的梯形图如图2所示:

1、当接通电源按下SB1时,T39常闭出点闭合,T37通电延时,东西向红绿灯Q0.2亮,过13S后T37线圈得电,常开触点闭合,东西向红灯灭。T38通电延时25S后,T38线圈得电,常开触点闭合,东西向红灯亮持续38S,38S 后T39常闭触电断开,真个电路失电,东西向红灯一个周期结束。通电后T50通电延时,延时51S后其常闭触电断开,南北向红绿灯Q0.6熄灭,红灯周期循环进行。

图2 红灯控制梯

2、当按下启动按钮时,东西南北红灯都亮,同时东西左转绿灯亮当西黄灯熄灭后,东西红灯亮,南北红灯持续亮,南北左行等亮。两个都是亮10S 闪3S。梯形图如图所示:

图3 左转灯的控制梯形图

3、当东西左行灯熄灭后紧接着东西绿灯亮,持续20S闪烁3S,然后黄灯亮2S,在这个过程中南北红灯一直亮着。当南北左行灯熄灭后,南北绿灯亮过程如东西方向一样。梯形图如图四所示:

图4 直行绿灯的控制梯形图

4、过程中有闪烁过程,故需要脉冲发生程序。如图五所示。当按下启动按钮后,T59通电延时,0.5S后常开触点闭合,常闭触电断开。同时T60通电延时,同样0.5S后T60的常闭触电断开,导致T59失电常开触点断开,如此循环,实现频率为1Hz的闪烁。

图5 脉冲发生程序梯形图

5、红灯倒计时三秒的梯形图,当T40延时结束是开始计数,当左转灯闪

烁结束是计数结束。东西南北方向各有一个用于计数的数码管,动作方式相似,数码管1控制梯形图如图六所示:

图6 数码管的显示控制程序

第五章总结

通过设计可以看出城市交通灯控制采用PLC比传统的采用电子线路和继电器具有可靠性高、维护方便、使用简单、通用性强等特点,PLC还可以联成网络,根据实测各十字路口之间的距离、车流量和车速等,合理确定各路口信号灯之间的时差,把N台PLC联网到一台控制电脑上,以方便操作、管理和监控,从而极大地提高城市道路交通管理能力。所以,已经被越来越多的应用于交通灯控制领域。总之,PLC作为一门控制技术在我国已有近二十年的应用,并已从工业控制逐渐向其他行业扩展,相信随着其本身性能的不断提高,其应用领域将不断拓宽,了解及掌握这一控制技术,将使我国的自动化控制技术得到更广泛的应用与发展。

当然我深深感到这次设计有许多缺陷:

1:因为自身的原因没有更多的时间准备设计的内容和整理资料使这次设计有些方面不完善。

2:由于没有硬件的支持,只能在电脑上运行软件部分,所以没有太多的办法证明硬件的可靠性。

我也通过这大约两个星期的收集资料、复习课程、着手准备、熟悉流程到最后得出结论,使我学到了很多书本上原先没有深究的东西,也通过查阅有关资料开拓了视野,也学到了很多书本上没有的东西。总之,通过这段时间的共同努力,终于完成了课程设计。在这期间有老师的耐心指导,自己的努力和同学的帮助,终于完成了课程设计。这也算是自己校园生活的一份答卷,希望不会令人失望!

经过大约两个星期的忙碌的学习研究,课程设计已接近尾声,作为一个课程设计,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周全的地方。如果没有老师的督促指导,以及同学们的支持,想要完成这个设计是难以想象的。

在这里首先要感谢高春艳指导老师。平时工作繁多,但在我做课程设计

的每个阶段,从资料的收集,开题报告的写作,设计的检查,后期的设计完整性指导等整个过程中都给予了我悉心的指导。其次要感谢和我一起作课程设计的全体同学,他们在学习生活和精神上给我很大的帮助,且在资料查找过程中我也得到了同学热情的帮助。

最后还要感谢大学以来所有的老师,为我们打下电气专业知识的基础;同时还要感谢所有的同学们,正是因为有了你们的支持和鼓励。此次课程设计才能顺利完成。

第六章参考文献

1.黄永红.电气控制与PLC应用技术, 北京: 机械工业出版社, 2011.

2.王建华. 电气工程师手册, 北京: 机械工业出版社, 2006.

3.吴晓君. 电气控制课程设计指导, 北京:中国建材工业出版社,2007.

4.高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例人民邮电出版社,2004.

5.张立科. PLC应用开发技术与工程实践人民邮电出版社,2005.

PLC实验报告(交通灯控制系统)

交通灯控制系统 一、实验目的 (1)用PLC构成十字路口交通灯控制系统。 (2)掌握程序调试的步骤和方法。 (3)掌握构建实际PLC控制系统的能力。 二、实验要求 (1)复习PLC常用指令的功能及用法。 (2)复习PLC程序设计的一般方法。 (3)根据实验要求提前编写程序,待上机验证调试修改。 三、实验环境 软件:STEP 7-Micro_WIN V40+ SP9:S7-200的编程软件 STEP 7-Micro_WIN V32指令库 硬件:THSMS-2A型PLC实验箱(西门子)、电脑、连接导线、USB-PPI 通信电缆 四、实验内容及步骤 交通灯控制系统面板图如上图所示,控制要求如下: 交通信号灯受一个总控制开关控制,当总控制开关接通时,信号灯系统开始工作。 开始工作后,南北红灯和东西绿灯同时点亮,4秒后东西绿灯开始闪烁,闪烁2秒后熄灭,熄灭同时切换成东西黄灯亮,2秒后东西黄灯和南北红灯同时熄灭,东西红灯和南北绿灯同时点亮。4秒后南北绿灯开始闪烁,闪烁2秒后熄灭,熄灭同时切换成南北黄灯亮,2秒后南北黄灯和东西红灯同时熄灭,再次切换成南北红灯和东西绿灯同时点亮。如此循环,周而复始。 当总控制开关断开时,所有信号灯都熄灭。

(1)确定I/O点数。列出详细的I/O地址分配表。如(该表仅为举例, (3)输入编好的PLC控制程序。 (4)运行程序,按控制要求设置各输入量,观察PLC运行情况,记录南北、东西各灯顺序亮、灭的运行情况。调试程序直至正确为止。 解:由题目要求得,

②梯形图如下图①,语句表如下图②,时序图如下图③: 图①图① 图②图② 图③ 五、注意事项

PLC 十字路口交通灯控制模拟

PLC实验报告 实验三十字路口交通灯控制模拟 一、实验目的 1、掌握可编程控制器的工作原理。 2、通过动手接线,提高学生的实际动手能力以及加强对PLC基本结构的了解。 3、通过实验,,加强学生对PLC逻辑顺序编程的理解,使学生能够熟练应用PLC 定时器,以及PLC的基本辅助继电器 二、实验内容 十字路口南北方向和东西方向均设有红、黄、绿三只信号灯,交通灯启动时,6 只信号灯依一定的时序循环往复工作。交通信号灯的时序图如下图所示。

图1 整个交通灯系统至少要设置有启动键,停止键以及复位键。启动键启动系统按照上面时序开始运行;停止键停止系统,6个信号灯全部熄灭;复位键复位系统,此时无论系统处于什么状态,复位后系统重新开始运行。 本实验是一个简单时序的顺序控制实验,关键是要将交通灯状态变化的时间点标记出来。分析时序图,找出交通灯状态发生变化的每个时间点,并使PLC 做出相应的动作改变交通灯的状态。 三.实验I/O端口分配 1.输入端口 2.输出端口

四.硬件接线图 24V PLC 南北红灯南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯 五.实验梯型图及程序简介

六.系统使用说明书 1.按下启动键SB1,常开接点X000闭合,继电器M0闭合并进行自锁,定时器T0 T1 开始计时,首先东西方向红灯Y27亮,南北方向绿灯Y6亮,南北方向通行。 2.定时器T1计满13秒时,南北方向黄灯Y6开始闪亮,黄灯闪亮时间为2秒 3.定时器T3和T4形成一个分频电路,周期为1秒,占空比为50%,用这样一个矩形波去控制黄灯的闪亮 4.T0 计满15秒时,南北方向红灯Y17亮,东西方向绿灯Y4亮,其他灯灭,东西方向通行。 5.定时器T1计满13秒时,东西方向黄灯Y5开始闪亮,黄灯闪亮时间为2秒,闪亮原理同上。然后循环重复上述过程。 6.当停止按钮SB2,继电器M0失电,此时所有的输出灯都将熄灭,程序停止运行。 7.无论何时当复位按钮SB3按下时,定时器T0 T1将复位,程序重头开始运行。 七.实验小结 大二做过智能交通灯的程序设计,也是用的梯形图语言,然而到现在却大抵忘却了。 通过老师及书本上一些知识的介绍,我们组又重新了解了PLC 的相关知识及梯形图语言,经过一番理解与全局的设计,但是在实验

基于西门子S7-200 PLC的交通灯控制设计讲解

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Ab st r ac t (1) Key words (1) 1绪论 (2) 1.1课题的研究背景与意义 (2) 1.2主要内容 (2) 2 PLC的概述 (2) 2.1 PLC的定义,分类及特点 (3) 2.2 PLC的功能和应用 (3) 2.3 PLC的工作原理 (3) 2.4 PLC的工作过程 (3) 2.5的编程语言 (4) 2.6 PLC定时器指令介绍 (5) 3 PLC控制系统的实现 (6) 3.1方案的比较与选择 (7) 3.2 I/0分配表 (7) 3.3接线图 (8) 3.4工作流程图 (8) 3.5工作时序图 (9) 3.6梯形图 (9) 3.7仿真过程 (10) 4.总结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)

基于西门子S7-200 PLC的交通灯控制设计 机械设计制造及其自动化李金辉 指导教师吕永田 摘要:交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。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。虽然自交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统不断地被改进,设计方法也多种多样,但随着经济条件的升高,数字交通电路灯越来越不能满足日益增加的交通压力。现今PLC技术飞速发展,可编程控制系统的功能日益完善,加上小型化,可靠性高,价格低等优点,在现代工业中的作用更加突出。 因此,本文的设计就是运用PLC技术实现对十字路口的交通灯控制,通过对交通灯控制系统进行实地考察,我选择了一种最优方案,运用西门子系列的S7-200 PLC来控制交通灯的变化。 关键词:交通灯控制系统PLC The design of traffic light’s control based on Siemens S7-200 PLC Student majoring in Mechanical design and manufacturing automation Li Jinhui Tutor Lv Yongtian Abstract:The traffic control system is a unique public management system now, producing with logistics, travel and so on. The coordination of the relationship between people, vehicles and roads has become one of the important issues which need to be addressed with traffic management. Since the traffic lights produced, the internal circuit control system has been improved and the design methods varied also, but with the increasing of economic conditions, digital traffic lights can not meet the increasing traffic pressure. Nowadays the PLC technology development quickly, the function of programmable control system become refinement also the characters of miniaturization, high reliability, and low prices make it more prominent in modern industry. Therefore used PLC technology to control the traffic lights at the intersection, through fielding trips to traffic light control system, selected an optimal programmer, then using Siemens S7-200 PLC to control the traffic lights' change. Key words: traffic lights;control system;PLC

plc交通灯控制系统知识讲解

p l c交通灯控制系统

目录 1 题目背景意义 (1) 1.1交通灯的研究背景及意义 (1) 1.2交通灯控制系统设计意义 (2) 2 设计题目介绍 (2) 2.1设计内容及要求 (2) 2.2交通灯控制系统设计意义 (2) 3 系统设计方案 (3) 3.1设计方案 (3) 3.2设计思路流程图 (3) 4硬件系统设计 (4) 4.1控制系统的模块配置 (5) 4.2 PLC I/O口设置 (5) 4.3硬件接线图 (6) 5 软件系统设计 (6) 6 系统仿真调试 (8) 6.1 软件调试 (9) 6.2 运行调试 (10) 7 结论 (10) 参考文献 (11) 附录 (11)

1 题目背景意义 1.1交通灯的研究背景及意义 随着我国经济的飞速发展,城市人口越来越多,居民出行次数和机动车拥有量不断增加,城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼,例如: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。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫,如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保,已成为政府政策规划的一个重点问题。 通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作,使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力,更使我们受到了PLC系统开发的综合训练,从而能够使我们进行PLC系统设计和实施,并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是:通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作,锻炼了自身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风,这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。 1.2交通灯控制系统设计意义 随着城市汽车数量的增多和汽车进入家庭步伐的加快,城市道路交通问题显得越来越重要。马路上经常会看到这种现象:一旦整个路口的交通信号灯出现故障,若没有交警的及时疏导,该路口会塞得一塌糊涂,甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现,存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点,越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。 本文对十字路口交通信号灯控制系统,运用可编程逻辑器件PLC做了软件和硬件的设计,能基本达到控制要求。如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。 如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。因此,交通灯的设计是十分重要且迫在眉睫的。随着社会的发展,一个城市的交通是否便捷是衡量其是否具有发展潜力的重要指标,目前,我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象,特别是大城市,随着城市机动车量的不断增加,如北京、上海、南京等出现了交通

基于plc的交通灯控制系统

课 程 设 计 课程名称:PLC的原理与应用 题目:基于PLC的交通灯控制系统系、专业:电气自动化

目录 摘要 (3) 一、系统总体方案设计 (3) 1.1 系统设计任务要求 (3) 1.2系统总框图 (4) 1.3系统工作原理 (4) 1.4 方案论证与比较 (4) 1.4.1PLC控制交通灯 (4) 1.4.2FPGA控制方式 (5) 1.4.3单片机8255扩展方式 (6) 1.4.4单片机74LS164扩展方式 (6) 二、硬件设计..............................................................................72.1 PLC简介.................................................................................72.2 红绿灯显示电路设计..................................................................82.3 倒计时电路..............................................................................92.4 报警提示电路 (9) 三、软件设计 (10) 3.1程序设计思想 (10) 3.2系统程序流程图 (10) 3.3 PLC梯形图编程优点 (11) 四、系统调试与仿真 (11) 五、心得体会 (12)

参考文献 (13) 附录1整机原理图 (14) 附录2本交通灯设计系统源程序 (14) 摘要:本文论述了基于PLC的交通灯模拟控制系统, 该系统根据实际公路交通灯情况进行东西和南北方向的切换控制,通过数码管显示和箭头指示来指挥车辆的轮流流通,采用高亮度数码管和发光二极管模拟交通灯的实际情况。该系统具有贴近生活、实用性强、操作简单、扩展性好等特点。 关键词:PLC; 交通灯; 模拟控制 一、系统总体方案设计 1.1系统设计任务要求 1.1.1任务 设计并制作一个能对东、西、南、北方向进行控制和显示的一个自动化交通灯系统。 1.1.2要求 (1)基本要求 ①控制功能:能分别对东、西、南、北四个方向进行合理的控制,其中向右转要求能够一直通行; ②显示功能:能实现显示当前倒数的时间。采用七段LED数码管来显示; ③报警功能:当其中某个方向的灯坏了或者某个线路有问题时,能够及时报警。 (2)发挥部分 ①能实时测定车辆的数量; ②能根据车辆的数量合理变更不同的通行方案; ③其他功能。 1.2 系统总框图

基于PLC的智能交通灯控制

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。在城市交通中,交通灯信号是交通网络控制中最重要的元素,今年来城市交通的车流量较大,给交通带来了巨大的压力。提高路口的车辆通行效率,对于缓解路口车辆阻塞,便捷出行具有十分重要的意义,目前的城市交通灯,都是根据车辆的一般通行量预设固定的红绿灯转换周期。这种固定配时模式会导致某个方向的车辆已通行完毕,而另个方向的车辆要有相对较长的时间等待,这样就降低了车辆的通行效率。对此不断有学者用不同的方法,从不同的角度来研究。国内外有宏观和微观两种模型。宏观模型更适于实时模型,短期预测和速度控制等。近年来,有学者提出速度阶梯连续性模型,还利用CA模型优化交通灯控制。 但前者主要侧重于在理论方面阐释,后者把问题简化为单行道的控制,均未对实际问题提出解决方案。还有的学者从宏观角度研究改善交通控制的方法,提出通过检测各车道的车辆数量来调节时长,但只是考虑直行车道,并未解决问题。后来有学者提出直行和左转车道同时运行,但允许同时运行的车道组合教单一,通行效率提高不明显。针对以上情况,在此本文介绍一种新型交通灯智能控制系统。该系统采取车多通行时间长和同时通行的车道不冲突的原则,采用热释电红外传感器测量车辆的数量,在软硬件方面对现行的交通灯控制系统做了进一步的改进,大大提高了运行效率和车辆通行的灵活性和实时性。本方案中具体的设计思路是在入路口的各个方向附近按要求架设红外检测仪,当汽车进入检测区时,能以温度变化的形式影响红外传感器,这样红外传感器就能产生变化的电信号,即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,利用LED数码管显示时间。 1.1 PLC的定义 PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,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(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:

PLC交通灯控制系统设计

题目:PLC十字路口交通灯控制系统院系:西南交通大学 专业:电气工程及其自动化 姓名:吕松涛 指导教师:周福林 西南交通大学

院系西南交通大学专业电气工程及其自动化 年级电气工程及其自动化2013-59 学号13921772姓名吕松涛学习中心直属学习中心指导教师周福林 题目 PLC十字路口交通灯控制系统 指导教师 评语 是否同意答辩过程分(满分20) 指导教师 (签 章) 评阅人 评语 评阅人 (签章) 成绩 答辩委员会主任 (签章) 年月日

毕业设计任务书 班级电气工程及其自动化2013-59 学生吕松涛学号 13921772 发题日期:年月日完成日期:年月日 题目 PLC十字路口交通灯控制系统 题目类型:工程设计√技术专题研究理论研究软硬件产品开发 一、设计任务及要求 1.按照PLC十字路口交通灯控制系统的需求分析及总体设计方案。 2.PLC十字路口交通灯控制系统包括:控制系统的的需求分析、方案设计、PLC硬件系 统的设计、软件系统的设计等几个方面。 3.采用控制系统的设计方法,通过对PLC控制器的硬件设计和软件设计,使用体型的 软件开发工具实现本需求分析所涉及的功能,保证软件能够正常使用。 二、应完成的硬件或软件实验 用PLC工具开发控制系统,并进行系统测试。 三、应交出的设计文件及实物(包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品 等) 毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文和源代码的光盘 四、指导教师提供的设计资料 1.轲编著基于PLC的多时段交通灯控制系统设计广西轻工业 2.宇峰编著基于PLC的交通灯控制系统信息技术教学与研究 3.婷婷编著基于PLC的城市十字路口交通灯控制系统应用研究科技向导究 五、要求学生搜集的技术资料(指出搜集资料的技术领域) 1.软件工程方法资料。 2.考试题库系统开发资料 3.PLC控制系统和交通信号灯控制方案的相关资料 六、设计进度安排 第一部分熟练课题,收集、整理课题相关资料( 1 周) 第二部分系统需求分析与总体设计( 2 周) 第三部分熟悉系统实现平台:熟练掌握PLC的使用( 2 周) 第四部分详细设计、编码、测试( 3 周) 第五部分毕业设计论文文档编写整理( 2 周) 评阅及答辩( 1 周) 指导教师:年月日学院审查意见: 审批人:年月日

基于PLC交通灯控制毕业论文

扬州大学 毕业设计 题目基于PLC交通灯控制 系别 专业 班级 姓名孙行知 学号 指导教师 日期 2017年3月

扬州大学本科生毕业设计(论文) 设计任务书 设计题目: 基于PLC的交通灯控制 设计要求: 设计一个用PLC控制的十字路口交通灯的控制系统,其控制要求如下: 按一下启动按钮,信号灯系统按图所示要求开始工作,按一下停止按钮,所有信号灯熄灭,如图1.0所示。 图1.0 交通灯自动运行的动作要求 设计进度要求: 第一周:选定毕业设计题目; 第二周:收集和查找相关资料; 第三周:硬件的分析和设计; 第四周:软件的分析和编译程序; 第五周:上机调试并验证结果; 第六周:撰写毕业设计论文; 第七周:定稿毕业设计论文; 第八周:准备毕业答辩。 指导教师(签名):

摘要 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。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应用于交通管理中,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特别是由PLC实现的控制系统,普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计,结构简单,抗干扰能力强,运行稳定可靠,可方便地设置定时时间,编程容易,功能扩展方便,修改灵活等,并且有完善的自诊断和显示功能,维修工作极为简单因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,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,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理。 关键词:交通灯,PLC,程序,设计

PLC实现智能交通灯控制

课程设计任务书 题目:PLC实现智能交通灯控制 基于PLC的步进电机控制 四层电梯的PLC控制 指导教师(签字)___________ 系主任(签字)____________ 2010年6月29日

成绩评定表 目录 摘要 (3) 1. ........................................................................................................................................................... P LC实现智能交通灯控制。 (6)

1.1 概述 (6) 1.2 系统原理说明 (6) 1.3 基本原理 (6) 1.4 智能交通灯的选择控制要求 (7) 1.5 I/O 端子分配图 (7) 1.6 软件设计 (8) 1.7 智能交通灯梯形图 (8) 1.8 课程设计遇到的问题及解决方案 (15) 2. ...................................................................................................................................................... 基于PLC 的步进电机控制.. (15) 2.1 步进电机的要求 (15) 2.2 设计思想及其原理图 (15) 2.3 I/O 端子分配图 (16) 2.4 步进电机PLC控制梯形图 (16) 2.5 设计中遇到的问题和解决办法 (21) 3. 四层电梯的PLC 控制 (21) 3.1 概述 (21) 3.2 系统原理说明 (22) 3.3 四层电梯的选择控制要求 (22) 3.4 I/O 端子分配图 (23) 3.5 四层电梯梯形图 (24) 3.6 设计中遇到的问题和解决办法 (31) 4. 课程设计总结 (31) 5. 参考文献 (32) 摘要 个人计算机(简称PC发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控 制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller

PLC-十字路口交通灯控制模拟

实验十字路口交通灯控制模拟 一、实验目的 1、掌握可编程控制器的工作原理。 2、通过动手接线,提高学生的实际动手能力以及加强对PLC基本结构的了解。 3、通过实验,,加强学生对PLC逻辑顺序编程的理解,使学生能够熟练应用PLC 定时器,以及PLC的基本辅助继电器 二、实验内容 十字路口南北方向和东西方向均设有红、黄、绿三只信号灯,交通灯启动时,6 只信号灯依一定的时序循环往复工作。交通信号灯的时序图如下图所示。 图1 整个交通灯系统至少要设置有启动键,停止键以及复位键。启动键启动系

统按照上面时序开始运行;停止键停止系统,6个信号灯全部熄灭;复位键复位系统,此时无论系统处于什么状态,复位后系统重新开始运行。 本实验是一个简单时序的顺序控制实验,关键是要将交通灯状态变化的时间点标记出来。分析时序图,找出交通灯状态发生变化的每个时间点,并使PLC 做出相应的动作改变交通灯的状态。 三.实验I/O 端口分配 1.输入端口 2.输出端口 四.硬件接线图 24V PLC 南北红灯南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯

五.实验梯型图及程序简介

六.系统使用说明书 1.按下启动键SB1,常开接点X000闭合,继电器M0闭合并进行自锁,定时器T0 T1 开始计时,首先东西方向红灯Y27亮,南北方向绿灯Y6亮,南北方向通行。 2.定时器T1计满13秒时,南北方向黄灯Y6开始闪亮,黄灯闪亮时间为2秒 3.定时器T3和T4形成一个分频电路,周期为1秒,占空比为50%,用这样一个矩形波去控制黄灯的闪亮 4.T0 计满15秒时,南北方向红灯Y17亮,东西方向绿灯Y4亮,其他灯灭,东西方向通行。 5.定时器T1计满13秒时,东西方向黄灯Y5开始闪亮,黄灯闪亮时间为2秒,闪亮原理同上。然后循环重复上述过程。 6.当停止按钮SB2,继电器M0失电,此时所有的输出灯都将熄灭,程序停止运行。 7.无论何时当复位按钮SB3按下时,定时器T0 T1将复位,程序重头开始运行。 七.实验小结 大二做过智能交通灯的程序设计,也是用的梯形图语言,然而到现在却大抵忘却了。

plc交通灯控制系统

目录 1 题目背景意义................................................................................................- 1 - 1.1交通灯的研究背景及意义..................................................................- 1 - 1.2交通灯控制系统设计意义..................................................................- 1 - 2 设计题目介绍 ...............................................................................................- 2 - 2.1设计内容及要求..................................................................................- 2 - 2.2交通灯控制系统设计意义..................................................................- 2 - 3 系统设计方案................................................................................................- 3 - 3.1设计方案..............................................................................................- 3 - 3.2设计思路流程图..................................................................................- 3 - 4 硬件系统设计................................................................................................- 4 - 4.1控制系统的模块配置..........................................................................- 5 - 4.2 PLC I/O口设置..................................................................................- 5 - 4.3硬件接线图..........................................................................................- 6 - ............................- 6 - 5 软件系统设计................................................................................................- 6 - 6 系统仿真调试................................................................................................- 8 - 6.1 软件调试.............................................................................................- 8 - 6.2 运行调试.............................................................................................- 8 -7总结.............................................................................................................. - 10 -参考文献......................................................................................................... - 11 -附录:............................................................................................................. - 11 - .......................................................................................................................... - 12 -.......................................................................................................................... - 12 -.......................................................................................................................... - 13 -.......................................................................................................................... - 13 -.......................................................................................................................... - 14 -

PLC十字路口交通灯控制模拟实验(打印)

十字路口交通灯控制的模拟 一、实验目的 熟练使用各基本指令,根据控制要求,掌握PLC的编程方法和程序调试方法,使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。 二、实验内容 (1)交通灯模拟控制实验区中: 南北方向的红、黄、绿灯R、Y、G分别接主机的输出点Y42、Y41、Y40; 东西方向的红、黄、绿灯R、Y、G分别接主机的输出点Y45、Y44、Y43; 模拟南北向行驶的灯接主机输出点Y46; 模拟东西向行驶的灯接主机输出点Y47; SD接主机的输入端X0; (2)信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号灯系统开始工作。(3)南北方向:启动开关接通,红灯先亮,维持25秒,25秒后红灯熄灭,绿灯亮,维持25秒,再闪亮3秒后熄灭,同时黄灯亮,维持2秒后熄灭,红灯亮,周而复始。 (4)东西方向:启动开关接通,绿灯亮,维持20秒,到20秒时,绿灯闪亮,3秒后熄灭,同时黄灯亮,维持2秒后熄灭,红灯亮,维持30秒后熄灭,绿灯亮,周而复始。 三、十字路口交通灯控制的实验面板图 说明:横排的灯表示南北方向交通灯,竖排的灯表示东西方向交通灯。 四、程序设计步骤

1、总开关:X0,南北向行驶Y46,南北红灯Y4 2、南北黄灯Y41、南北绿灯Y40, 东西向行驶Y47,东西红灯Y45、东西黄灯Y44、东西绿灯Y43。 4、定时器:T0延时20秒; T1延时23秒; T2延时25秒; T4延时50秒; T5延时53秒; T6延时55秒; 2、南北方向:Y42亮(0~25秒)→Y40亮(25~50秒)→Y40闪(50~53秒)→Y41 亮(53~55秒)→Y42亮(0~25秒)······ 3、东西方向:Y43亮(0~20秒)→Y43闪(20~23秒)→Y44亮(23~25秒)→ Y45亮(25~55秒)→Y43亮(0~20秒)······ 五、编制梯形图 实验程序如下图

基于三菱PLC交通灯控制设计

基于三菱PLC交通灯控制设计说明书 题目:手动交通灯控制 指导老师:xxx 学生姓名:xxx 学号:xxx 所属院系:机械工程学院 专业:机械工程 班级:xxx 完成日期:xxx 机械工程学院 2017年03月

目录 摘要 (3) 第一章PLC控制交通灯系统 (4) 1.1 十字路口交通灯控制实际况 (4) 1.2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验 (4) 1.3 交通灯控制流程图 (5) 第二章交通灯硬件设计 (6) 2.1 硬件及外围元器件的选择 (6) 2.2 PLC外部接线图的设计 (6) 2.3 交通灯的保护措施 (7) 2.4 干扰的来源 (8) 2.5 抗干扰措施 (9) 第三章交通灯控制程序设计 (9) 3.1 控制程序梯形图 (9) 3.2 程序设计指令表 (13) 3.3 程序仿真过程 (15) 第四章设计总结 (17) 4.1 难点分析 (17) 4.2 调试错误与修改方法 (18) 总结心得 (19)

摘要 据不完全统计,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(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况),这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯,而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯,这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的,不仅让司机乘客怨声载道,而且对人力和物力资源也是一种浪费。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。 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。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,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,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理。

plc交通灯控制系统方案

目录 1 题目背景意义 (1) 1.1交通灯的研究背景及意义 (1) 1.2交通灯控制系统设计意义 (2) 2 设计题目介绍 (2) 2.1设计内容及要求 (2) 2.2交通灯控制系统设计意义 (2) 3 系统设计方案 (3) 3.1设计方案 (3) 3.2设计思路流程图 (3) 4 硬件系统设计 (4) 4.1控制系统的模块配置 (5) 4.2 PLC I/O口设置 (5) 4.3硬件接线图 (6) 5 软件系统设计 (6) 6 系统仿真调试 (8) 6.1 软件调试 (9) 6.2 运行调试 (10) 7 结论 (10) 参考文献 (11) 附录 (11)

1 题目背景意义 1.1交通灯的研究背景及意义 随着我国经济的飞速发展,城市人口越来越多,居民出行次数和机动车拥有量不断增加,城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼,例如: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。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫,如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保,已成为政府政策规划的一个重点问题。 通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作,使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力,更使我们受到了PLC系统开发的综合训练,从而能够使我们进行PLC系统设计和实施,并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是:通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作,锻炼了自身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风,这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。 1.2交通灯控制系统设计意义 随着城市汽车数量的增多和汽车进入家庭步伐的加快,城市道路交通问题显得越来越重要。马路上经常会看到这种现象:一旦整个路口的交通信号灯出现故障,若没有交警的及时疏导,该路口会塞得一塌糊涂,甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现,存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点,越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。 本文对十字路口交通信号灯控制系统,运用可编程逻辑器件PLC做了软件和硬件的设计,能基本达到控制要求。如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。 如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。因此,交通灯的设计是十分重要且迫在眉睫的。随着社会的发展,一个城市的交通是否便捷是衡量其是否具有发展潜力的重要指标,目前,我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象,特别是大城市,随着城市机动车量的不断增加,如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设

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