十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试

摘要针对近年来城市交通的拥挤现象，特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题，介绍集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统。该系统的安装及使用，大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力。减少了驾驶员违章的次数，抑制了交通事故的发生、同时能够减轻车辆尾气排放，从而对降低环境污染起到了不可低估的作用[1]。分析现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡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硬件电路设计方案。关键词:交通控制；交通灯；PLCABSTRACTInrecentyears,forurbantrafficcongestion,especiallydriversofseriousviolations,thefrequenttrafficaccidents,vehicleexhaustpollution,introducedthesmall-computer,information,electronicsandcommunicationsandotherhigh-techmeansinoneoftheintelligenttrafficcontrolcenterSystem.Thesystem,andtheuseofandgreatlyeasetheurbanroadcongestion,increasedroadcapacity.Toreducethenumberofillegaldriverstocurbtheoccurrenceoftrafficaccidentsandatthesametimetoreducevehicleemissions,thusreducingenvironmentalpollutionHaveplayedaroleshouldnotbeunderestimated.Analysisofthemodernurbantrafficcontrolandmanagementofthestatusquo,combinedwiththeactualsituationofurbanandruraltransportonthetrafficlightcontrolsystemworkingprinciple,givenasimpleandpracticalurbantrafficlightcontrolsystemhardwaredesign.Keywords:trafficcontrol；trafficlights；PLC目录1绪论................................................................12PLC概述.............................................................22.1PLC的发展现状.................................................22.2PLC的发展趋势.................................................22.2.1在产品规模方面，向两极发展。.............................22.2.2向通信网络化发展.........................................22.2.3向模块化、智能化发展.....................................32.2.4编程语言和编程工具的多样化和标准化.......................32.2.5PLC应用中存在的问题......................................32.3PLC的特点.....................................................42.3.1可靠性高，抗干扰能力强...................................42.3.2控制系统结构简单，通用性强...............................42.3.3编程方便，易于使用.......................................42.3.4功能完善.................................................42.3.5设计、施工、调试的周期短.................................42.3.6体积小，维护操作方便.....................................42.4PLC的结构和工作原理...........................................52.4.1PLC的基本结构............................................52.4.2PLC循环采样的3个工作阶段................................73十字路口交通灯PLC系统设计方案......................................83.1十字路口交通灯设计背景和意义...................................83.1.1设计背景.................................................83.1.2研究目的和意义.............................................83.2十字路口交通灯总体方案设计.....................................93.2.1单片机的控制方案.........................................93.2.2微机的控制方案..........................................103.2.3PLC的控制方案...........................................103.3显示方式......................................................113.3.1LED显示方式.............................................113.3.2LED+数码管显示方式......................................123.3.3LCD液晶显示屏方式.......................................124十字路口交通灯控制系统设计.........................................134.1十字路口交通灯模型图..........................................134.2十字路口交通灯控制系统时序设计.................错误!未定义书签。4.2控制要求.......................................错误!未定义书签。4.3十字路口交通灯PLC控制系统I/O分配表如表2：..................164.4十字路口交通灯PLC控制系统器件选择............................174.4.1机型选择................................................174.4.2输入输出模块或输入输出点数选择..........................174.4.3ＰＬＣ存储器类型及容量估算方法..........................174.5十字路口交通灯PLC控制系统步进图如图4：.......错误!未定义书签。4.6十字路口交通灯的控制梯形图....................................184.7十字路口交通灯PLC接线图如图:8：...............................235十字路口交通的程序调试控制系统的程序调试步骤.....................246设计小结...........................................................25参考文献..............................................................26附录..................................................................2711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。不同的城市有不同城市的问题，但共性就是混合交通流问题。在交叉口如何解决混合交通流中的相互影响或彼此的相互影响，就是解决问题的关键！随着我国城市化建设的发展，越来越多的新兴城市的出现，使得城市的交通成为了一个绝对主要的问题。同时随着我国经济的稳步发展，随着城市机动车量的不断增加，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入寻常老百姓的家庭，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[2]。单片基控制系统设计时硬件和软件均要设计，抗干扰性能差，不通用，并且需要有接口电路与之配套，价格中等，制造较难。程序的设计中，分析控制交通的多种原理，用传统的方法实现难度较大，所以使用可编程控制器，其主要原因是因为PLC具有简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长等一系列的优点。本设计介绍了应用PLC实现十字路口交通信号灯的自动控制。通过对交通信号灯的控制要求分析，对PLC控制系统进行了软、硬件设计，并通过实验证明该系统简单、经济、运行可靠，具有很高的实用价值。22PLC概述2.1PLC的发展现状目前，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC已由最初一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，而且实现了多处理器的多通道处理。如今，PLC技术已非常成熟，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。现在，世界上有200多家PLC生产厂家，400多品种的PLC产品，按地域可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特色。其中，美国是PLC生产大国，有100多家PLC厂商，著名的有A-B公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司。欧洲PLC产品主要制造商有德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG公司、法国的TE公司。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士等，韩国的三星（SAMSUNG）、LG等，这些生产厂家的产品占有80%以上的PLC市场份额。经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，国内PLC应用市场仍然以国外产品为主。国内公司在开展PLC业务时有较大的竞争优势，如：需求优势、产品定制优势、成本优势、服务优势、响应速度优势。2.2PLC的发展趋势