基于组态的PLC十字路口交通灯控制系统

河南水利与环境职业学院电气自动化专业（三年制专科）毕业论文（设计）基于PLC、组态的十字路口交通灯控制系统姓名：刘坦学号：133126144指导老师：袁继海完成时间:2015年12月摘要当今代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将会为给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。本毕业设计主要介绍了一个智能交通灯系统的设计。该智能交通灯控制系统可以实现的功能有：对某市区的四个主要交通路口进行监控；各路口有固定的工作周期，并且在道路拥挤时中控中心能改变其周期；该设计介绍了以西门子S7-200PLC为路口控制核心，根据实际车流量设置红、绿灯燃亮时间；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示,具有车辆闯红灯报警功能。最后利用软件组态王6.55进行交通信号控制软件仿真，结果表明仿真性能良好。关键词：交通灯、PLC、组态王、软件Ⅰ目录第一章绪论.....................................................................................................................................11.1引言.................................................................................................................................11.2设计背景及意义...........................................................................................................21.3当前研究现状...............................................................................................................31.3.1国际研究现状.........................................31.3.2国内研究现状.........................................31.4本论文设计目标...........................................................................................................4第二章PLC和组态王6.55...........................................................................................................52.1PLC的相关知识............................................................................................................52.1.1PLC定义.............................................52.1.2PLC的历史进程.......................................52.1.3PLC基本结构.........................................72.1.4PLC的控制原理.......................................82.1.5PLC对输入/输出的处理规则............................92.2西门子S7-200系列PLC的硬、硬件单元...............................................................102.2.1西门子S7-200系列PLC的硬件单元.....................102.2.2西门子S7-200系列PLC的内部软件单元.................132.3组态王相关知识.........................................................................................................172.3.1组态王软件概述......................................172.3.2组态王6.55定义.....................................172.3.3组态王特点..........................................182.3.4组态王的结构........................................19第三章开发过程.......................................................................................................................203.1十字路口基于PLC的设计.........................................................................................213.1.1PLC的选用以及路灯面板选用..........................213.1.2PLC的I/O端口分配功能表............................223.1.3PLC的控制接线图....................................223.1.4十字路口交通灯基于PLC的梯形图......................233.2十字路口基于组态王的设计.....................................................................................253.2.1组态王的选用........................................253.2.2组态王模拟实验......................................253.2.3开发过程............................................283.2.4小结................................................30结束语............................................................................................................................................31致谢................................................................................................................................................32参考文献.........................................................................................................................................331第一章绪论1.1引言当今社会，交通问题是经济发展的一个大问题，交通是否便捷是衡量一个城市生活水平与资源投资的重要指标。人们出经常会为道路太拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市道路问题而烦恼。如何改善现有的交通系统的效率，提高交通控制系统的效果已经成为广大工程技术人员关心的问题。为此，本文基于西门子的S7—200系列的PLC和组态王6.55分别进行了交通灯监控系统的设计。使得操作人员和管理人员不需要到现场就可以监控到交通灯的工作状况，而且能够了解路口的历史工作情况，并可以针对不同的地段不同的时间段的车流量通过修改监控系统绿灯工作时间参数来优化交通控制，从而提高城市交通管理效益。同时也可以配合交通车流量监控系统进行实时控制红绿灯长短时间，来缓解城市交通拥挤状况。21.2设计背景及意义交通信号灯发展至今在灯光表示上已经基本能完全能适应道路的所有的状况，绿灯信号是准许通行信号。按《交通安全法实施条例》规定：绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍被放行的直行车辆和行人通行。红灯信号是绝对禁止通行信号。红灯亮时，禁止车辆通行。右转弯车辆在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。红灯信号是带有强制意义的禁行信号，遇此信号时，被禁行车辆须停在停止线以外，被禁行的行人须在人行道边等候放行；机动车等候放行时，不准熄火，不准开车门，各种车辆驾驶员不准离开车辆；自行车左转弯不准推车从路口外边绕行，直行不准用右转弯方法绕行。黄灯亮时，已越过停止线的车辆，可以继续通行。黄灯信号的含义：介于绿灯信号和红灯信号之间，既有不准通行的一面，又有准许通行的一面。黄灯亮时，警告驾驶人和行人通行时间已经结束，马上就要转换为红灯，应将车停在停止线后面，行人也不要进入人行横道。但车辆如因距离过近不便停车而越过停止线时，可以继续通行。已在人行横道内的行人要视来车情况，或尽快通过，或原地不动，或退回原处。为持续闪烁的黄灯，提示车辆、行人通行时注意瞭望，确认安全后通过。这种灯没有控制交通先行和让行的作用，有的悬于路口上空，有的在交通信号灯夜间停止使用后仅用其中的黄灯加上闪光，以提醒车辆、行人注意前方是交叉路口，要谨慎行驶，认真观望，安全通过。在闪光警告信号灯闪烁的路口，车辆、行人通行时，即要遵守确保安全的原则，同时还应遵守没有交通信号或交通标志控制路口的通行规定。方向信号灯是指挥机动车行驶方向的专用指示信号灯，通过不同的箭头指向，表示机动车直行、左转或者右转。它由红色、黄色、绿色箭头图案组成。车道灯由绿色箭头灯和红色×形灯组成，设在可变车道上，只对本车道起作用。绿色箭头灯亮时，准许本车道车辆按指示方向通行；红色叉形灯或者箭头灯亮时，禁止本车道车辆通行。人行横道灯由红、绿两色灯组成。在红灯镜面上有一个站立的人形象，在绿灯面上有一个行走的人形象。人行横道灯设在人流较多的重要交叉路口的人行横道两端。灯头面向车行道，与道路中心垂直。人行横道灯信号有绿灯亮、红灯亮两种信号，其含义与路口信号灯信号的含义相似，即绿灯亮时，准3许行人通过人行横道；红灯亮时，禁止行人进入人行横道，但是已经进入人行横道的，可以继续通过或者在道路中心线处停留等候。1.3当前研究现状1.3.1国际研究现状在十九世纪中期，城市交叉路口处的交通拥堵就引发了人们对交通安全的关注。当然，红绿灯的起源可追溯到十九世纪初的英国。1868年在世界交通的历史上发生了一件具有划时代意义的事情，世界第一台交通自动信号灯（煤油）在英国伦敦诞生了！但是，后来由于信号灯自燃而爆裂致使一位正在值勤的警察断送性命的事故使这种交通信号灯几乎销声匿迹了近半个世纪。二十世纪初，交通信号灯的影子又出现在美国的克利夫兰、纽约和芝加哥。除了信号灯本身由煤气改变成电力之外，在二十世纪三十年代初，美国又完善了信号控制系统，使用的是车辆感应式信号控制器，之后在英国也可是推广，这种信号灯的缺点在于控制范围比较小。二十世纪六十年代，世界上各大国家开始研究控制范围比较大的信号联动协调控制系统。众多信号