PLC在公路交通系统中的应用.docx

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PLC在公路交通系统中的应用

摘要

随着人口快速的增多，交通工具爆炸性的发展，以及道路资源有限性，交通控制就应运而生。

在人类的生活、工作环境中，交通工具扮演着极其重要的角色，人们的出行与交通息息相关。

为了使人们的生活得到便利，交通灯的控制在现实生活中变的越来越重了。

PLC自身具有功能完善、结构模块化、开发容易、操作方便、可靠性高、性能稳定、性价比高等优点。

PLC对环境的适应能力强，并且自带定时器功能。

所以应用PLC对交通信号灯进行精确的控制，能够有效的解决多岔路口的秩序问题。

目前，大多数厂家生产的PLC都自带实时时钟，通过对PLC进行程序设计，可实现对交通灯的全天无人化管理。

因为PLC有通信联网功能，通过多台PLC之间通信构成一个网络系统，这个网络系统能够监控、管理同一条道路上所有的信号灯，可以降低管理成本，提高城市道路交通的管理能力，实现科学化管理。

本文将介绍道路交通灯的PLC控制设计。

本方案所要实现的是模拟十字路口交通灯的运行，并利用PLC对十字路口交通灯进行控制。

设计中总共有2个输入点和6个输出点，两个输入是系统的开和关，用代替交通灯的发光二极管的亮、灭和闪烁作为信号的输出。

按照控制的要求，利用计算机编程软件编写好科学合理的程序并写入PLC中，PLC按照所写入的程序给出输出并通过外部中间继电器对硬件电路进行相应的逻辑顺序控制，使交通灯按控制要求进行亮、灭和闪烁来完成科学的交通控制要求。

关键词：

交通灯；PLC；十字路口；逻辑顺序控制

ABSTRACT

Withtherapidgrowthofthepopulation,thetransporttoolsareexplosivedeveloping,andtheroadresourcesislimited,trafficcontrolishappen.Inhumanlife,workenvironment,transporttoolsplaysaveryimportantrole,people’stravelarecloselyrelatedwithtraffic.Inordertoletpeople'slivesgetconvenient,controloftrafficlightsinreallifebecomesmoreandmoreimportant.PLChasimprovedfunctionalitybyitself,modularstructure,developeasy,convenientoperation,highquality,stableperformanceandcostadvantages.PLC’sadapttotheenvironmenteasilywithatimerfunction.Therefore,usingthetrafficlightsPLCprecisecontrolcansolvetheproblemofordermultipleforkeffectively.Now,mostbrandsofPLCisequippedwithaninternalreal-timeclock,throughsetitprogramalltrafficlightscanbecontrolwellwithouthuman.SincethePLCitselfhasacommunicationnetworkingcapabilities,fromacommunicationsystembetweenPTC,thissystemcanmonitoringallthelightonsameroad,reducecost,canshortenthewaitingtimeforvehiclesandachieveanscientificmanagement.

ThisarticlewillintroduceroadtrafficlightsPLCcontroldesign.TheprogramistosimulationofthecrossroadsoftrafficlightsandusethePLCtocontrolofthetrafficlightsatthecrossroads.Therearetwodesigninputsandsixoutputs:

twoinputsisthesystem’sswitch,replacethetrafficlightswithlight-emittingdiodelightsoffandblinkastheoutputsignal.Accordingtocontrolrequirements,inaccordancewiththeuseofcomputerprogrammingsoftwaretowritegoodscientificandrationalproceduresandenterthePLC,PLCinaccordancewiththeproceduresgivenintheinputandthroughtheoutputtakeanlogiccircuitcorrespondingsequencecontrolonexternalhardware,soitcancontrolthetrafficlightbybrightlights,offandflashing.

Keywords:

trafficlights；PLC；acrossroads；alogicalsequencecontrol

目录

1绪论1

1.1本研究课题的背景及意义1

1.2本研究课题的现状、发展趋势1

1.3研究内容与章节安排3

2PLC的简介4

2.1PLC的基本概念4

2.2PLC的特点及应用4

2.2.1PLC的特点4

2.2.2PLC的应用5

2.3PLC的结构及分类6

2.3.1PLC的分类6

2.3.2PLC的结构7

2.4PLC的工作方式及工作过程7

2.4.1PLC的工作方式7

2.4.2PLC工作过程8

3PLC汇编语言9

3.1PLC常见的编程语言9

3.2PLC的基本指令10

4交通灯工作原理13

4.1十字路口信号控制的基本理论和方法13

4.1.1交通信号灯13

4.1.2信号灯的设置13

4.2交通信号的控制方式14

4.3控制时序14

4.4交通灯运行流程图15

5软件设计17

5.1设计原理17

5.2梯形图及指令17

5.2.1PLC交通梯形图17

5.2.2PLC指令表19

5.3I/O分配表21

6结果与分析23

7总结与展望27

参考文献28

致谢30

1绪论

1.1本研究课题的背景及意义

在社会经济快速发展的同时，交通问题已经成为城市发展中的重要阻碍。

在社会的协调发展中，将把行人，车辆，道路三者之间的关系的处理作为交通管理中重要问题之一。

城市交通控制系统主要是对相关的城市交通数据进行监测，同时控制交通信号灯。

采用计算机程序软件的综合管理模式去交通疏导，它在现代的城市交通的控制与指挥中，处于重要的地位[1]。

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。

在许多的大城市中，例如，北京、天津、广州等地都不同程度的出现交通超负荷运行的现象，这是因为城市的机动车数量不断增加。

从二十世纪八十年代的末期开始，这些城市相继不断的修建城市高速公路，在高速公路建设完成的前期，它们很大程度上改善了交通拥挤的现状。

不过，由于交通工具数量的增加迅速，以及缺少对高速道路系统的控制和管理，高速道路无法实现原来的目标，发挥其预期的效果。

但在构建城市高速道路时，所表现的特点，也可以反映出，高速道路和普通道路共同产生出的交通状况对城市高速道路的交通状况产生了约束。

所以，对于如何选择合适的控制方法，在对资金最大限度的利用，来修建的城市高速道路，从而缓解主干道与枝干流，城镇与周边地区的交通拥堵情况的问题，已经成为交通运输管理和城市规划部门重点解决对象。

交通信号灯在改善交通秩序方面，起着显著的作用。

它的出现，减少了交通事故的发生，提高了道路的通畅能力，使交通压力得到了缓解。

为了保证交通道路安全，我们有必要采取科学化的管理系统。

可编程控制器PLC控制的交通灯系统，它具有经济适用、功能强，稳定性高的优点。

它能改善交通状况，提高十字路口的通行能力。

根据交通灯控制系统的工作原理，然后结合现代城市道路交通状况的实际情况，用可编程控制器PLC设计出一种简单合理的城市交通灯系统控制方案，对于我们现实生活有着重要意义[2]。

1.2本研究课题的现状、发展趋势

可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）的核心是微处理器。

它是一种新型工业自动控制设备，完美的将自动控制技术、通信技术和计算机技术等现代科技整合于一体，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。

它相当于一个可编程的存储器，能够在微处理器中进行逻辑运算、顺序控制等一系列的操作指令。

它的适应能力强，能够控制各种工业设备以及生产过程。

PLC的相关设备的设计，都是按照易于拓展其功能、能够与各种控制系统兼容原则设计的。

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。

随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。

现代PLC已经成为真正的工业控制设备[3]。

PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。

大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。

在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。

随着软件PLC（SoftPLC）控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。

对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。

此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。

随着PLC性能价格比的不断提高,一些过去使用专用计算机的场合,也转向使用PLC，PLC的应用范围在不断扩大。

在未来的工业生产中，PLC技术和机器人以及CAD/CAM技术将并列成为实现工业生产自动化的三大支柱。

PLC这种新型工业控制装置在工业应用中的重要性和广泛性，能够满足