基于PLC的交通信号灯控制系统设计毕业设计论文.doc

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毕业设计作品

题目：

基于PLC的交通信号灯控制系统设计

姓名：

专业：

机电一体化

班级：

学号：

校内指导老师：

校外指导老师：

填表日期：

湘潭医卫职业技术学院教务处制

湘潭医卫职业技术学院

毕业设计作品

二级学院

医电学院

专业

机电一体化

班级

姓名

学号

校内指导老师

毕业设计名称

基于PLC的交通信号灯控制系统设计

校外指导老师

毕业设计时间

课题进度：

2016年3月15日—3月23日确定选题、收集相关资料；

2016年3月23日—4月30日整理资料、撰写论文初稿；

2016年4月30日—5月07日通过指导老师的审查，完成论文的第一次修改；

2016年5月07日—5月14日通过指导老师的审查，完成论文的第二次修改；

2016年5月14日—5月21日排版整理；

2016年5月21日—5月25日接受指导老师审查评阅，论文定稿；

2016年5月25日—5月26日参加论文答辩。

目录

摘要...………………………………………………………………………………………………………1

英文摘要…………………………………………………………………………………………………2

前言………………………………………………………………………………………………………3

第一章概述…………………………………………………………………………………………4

1.1交通灯的发展史………………………………………………………………………4

1.2我国城市交通的发展现状……………………………………………………………4

第二章PLC的基础知识…………………………………………………………………………6

2.1PLC简介……………………………………………………………………………………6

2.2主要方法…………………………………………………………………………………6

2.3重点要解决的问题………………………………………………………………………7

2.4具体要求…………………………………………………………………………………7

第三章系统单元设计……………………………………………………………………………8

3.1I/O连线图…………………………………………………………………………………8

3.2正常时期程序……………………………………………………………………………8

3.3程序高峰时期……………………………………………………………………………12

3.4指令表……………………………………………………………………………………16

第四章设计说明书………………………………………………………………………………19

4.1定时器（绿灯闪烁）…………………………………………………………………19

4.2晚间黄灯闪烁……………………………………………………………………………19

4.3急停………………………………………………………………………………………20

4.4结束………………………………………………………………………………………20

4.5顺序功能图………………………………………………………………………………20

4.6交通灯示意图……………………………………………………………………………23

第五章参考文献…………………………………………………………………………………24

总结………………………………………………………………………………………………………25

致谢………………………………………………………………………………………………………26

摘要

古老的交通灯控制系统大多是由数字电路来实现的，随着社会经济的发展，数字电路交通灯越来越不能满足日益增长的交通压力，因此必须寻求一种新的方法来取代这种复杂而工作不稳定的控制系统。

现今PLC技术飞快发展，应用越来越广，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。

本论文就是运用PLC原理来实现对十字路口的交通灯的控制，介绍了基于可编程序控制器在交通系统的运用，系统介绍了可编程序控制器的基本原理。

我们所设计出来的交通灯必须美观、大方、经济适用、有多种变化，为了达到要求，并考虑到节省电子元件的成本，以达到最大经济效益，运用欧姆龙系列的PLC来控制红绿灯的变化，经过对现今交通灯控制系统进行实地考察，选择一种最优方案，用以在一定程度上缓解目前交通压力。

关键词：

交通灯；PLC；自动控制

1

ABSTRACT

Themostancienttrafficallightcontrolunitwasdesignedbydigitalelectriccircuit.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,thetrafficlightwhichdesignedbyelectriccircuitcannotcontaintheincreseingpressureofthetrafficaldaybyday,sowemustfindanewmethodtoreplacethecontrolunitwhichiscomplexandworkedinsteady.Nowaday,thetechnicalofprogramballogiccontrolleradvancedraiply,andusemoreandmorewide.PLC（ProgrammableController）isoneofthemostimportantcomponentsoftheindustryautomation.PLCprovideautomationsolutionacrossabroadrangeofmanyindustries.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,thefunctionofPLCismoreandmoreperfect,anditsgetsmaller,smarter,moreinteroperable,morereliable.thisthesiswasdesignedbyPLCtocontrolthetrafficallight.wedesignatrafficallightBasedonapplicationofPLCinthetrafficsystem,thispapersystematicallydescribesthefoundationalprincipium,therequestofthedesignmustbebeautiful,generous,theeconomyapply,hasmanyvarieties.Shouldrequestforthesakeofattain,andconsiderthecostoftheeconomicalelectronicscomponent,toattainthebiggestandeconomicperformance,adoptlittleprogramballogiccontrollertocontrolthechangeofthetrafficallight,wehavechecedthepresenttrafficcontrolunit,shooseabestplan,inordetoalleviatethepresenttrafficpressure.

KEYWORDS:

Trafficlight；PLC；Tutomaticalliescontrol

2

前言

在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。

因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。

交通信号灯常用与交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通故障，有了交通灯人们的安全出行有了很大保障。

自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化、科学化、简便化，尤其是近几年来，随着电子与计算机的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。

本设计通过采用数字电路对交通信号灯控制电路的设计，提出使交通灯控制电路用数字信号自动控制十字路口红、黄、绿交通灯的状态转化的方法，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。

因此，在本次课程设计里，将以传统的设计方法为基础来实现设计交通控制信号灯。

本实验设计目的是培养数字电路的能力，掌握交通信号灯控制电路的设计方法。

31

第一章概述

1.1交通灯的发展史

当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。

这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。

红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。

带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。

红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。

红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

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。

1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。

绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。

左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。

红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。

黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口