PLC控制交通灯的设计Word文档格式.docx

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PLC（可编程序控制器）;

三菱FX2N;

传感器探测;

交通灯。

Abstract

Thevariableprocedurecontrollerisinindustryautomatethepositionisextremelyimportant,extensiveapplicationineachprofession.Alongwiththedevelopmentofscienceandtechnology,thefunctionoftheprogrammablecontrollerisincreasinglyperfect,plussmallscaledturn,thepriceislow,thecredibilityishigh,theapplicationthatisinmodernindustryismoreoutstanding.Thecitytransportationlightcontroladoptsprogrammabletomakethetoolcontainhighcredibility,themaintenanceconvenience,themethodofusingissimple,theingeneralusestrongetc.characteristics,thistextusesthedesignthattheprogrammablecontrolleroftheMitsubishiFX2Ncontrolintersectionsconveyancelightexplainstheprogrammablecontrollerhardwaresoftware.Resolvethegoodhighwaytransportationlightcontrolproblemwillisguaranteethetransportationcontainpreface,safety,fastmovementofimportantlink.Butthetransportationsignalbeaconcontrolsystemshavenowareallthesingleandfixedcycletimescontrols,can'

tcarryonregulatingthecontrolaccordingtotheactualtransportationconditionenough.TheprogrammableprefacecontrolleroftheMitsubishiseriesandspreadthefeelingtechniquetocarryouttheintelligencesignalcontroltowardthetransportationlight.Canuseasfollowstheprojectcontrolsthetransportationsituationonroad:

thecreationspreadsthefeelingmachinetoprobeintothevehiclequantitythehourofcontrolthetransportationlightislong.Inaspecificwayandasfollows:

Theatgotheintotheundergroundoftheeachthedirectionneighborhoodtheofthestreetcornerthetolaythetorespondthecoiltheaccordingtothetrequest,thebetheautomobiletothepassbythewillproducethetoflowthetoexhaust,thewreaththeforminsulatestheelectricitythefeelingoftheelectricthewiretostartreduce,canimmediatelyexaminepassofanautomobile,andconvertthissignalcontrolimportationthatistheprogrammablecontrollerforthestandardpulsesignal,counteractthePLCtocount,longbythehourthatthecertaincontrolregulationregulatesthetrafficlightsautomatically.

Keywords：

PLC（ProgrammableLogicalController）;

Trapezoid;

diagram;

InstructionInproperorderfunctiondiagramTransportationlight

、目录

2.4可编程控制器的特点…………………………………………………………………………

第3章系统的方案选择……………………………14

第4章交通灯控制电路的设计……………………………………………………………

4.1交通红绿灯控制系统

4.2.行人红绿灯控制

4.3.电子警察记录违章闯红灯系统控制

4.4设计步骤

4.5急车强通情况

4.6运行程序语句表

4.7运行效果

第5章总结

致谢

第一章绪论

1.1交通灯的发展史

19世纪初，在英国中部的约克城，红绿装分别代表女性的不同身份。

其中着红妆的女人代表我已经结婚了，而着绿装的女人则是未婚者。

后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车扎人的事故，于是人们受到红绿装的启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在英国伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师师德.哈特设计，制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红绿两色的提灯—煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。

在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲的牵动皮带转换提灯的颜色。

后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。

不幸的是只面试23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。

从此，城市的交通灯被取缔了。

知道1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过这时已是“电气信号灯”。

稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。

随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯（红黄绿三种标志）于1918年诞生。

它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生使城市交通大为改善。

黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电气公司任职员。

一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一声冷汗。

回到宿舍，他反复琢磨，终于想到了在红绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。

他的建议立即得到有关方面的肯定。

于是红黄绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。

中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海英租界。

从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化，自动化上不断地更新，发展和完善。

1.2课题研究背景

随着生活的质量越来越高，车辆也越来越多，随之而来的交通事故也发生的更加频繁。

十字路口更是拥挤不堪,基于交通灯控制要求也就越来越高，交通灯的设计有很多实现的方法，从交通灯的重要性看来,交通灯工作一定要稳定可靠。

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（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。

智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。

出于便捷和效果的综合考虑，我们也可以采用这种方案来控制交通路况:

比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。

再者随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、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，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。

然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。

而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。

所以，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。

通过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，阐述交通灯控制系统的工作原理，从而给出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。

可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,是专能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。

因此,本文介绍了三菱公司的PLC产品来实现交通灯的自动控制。

可变成序控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，在日常生活中得到了广泛的应用。

PLC是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC具有可靠性高，抗干扰能力强等优点，PLC的平均无故障运行时间（又称平均故障间隔时间MTBF）已经高达几十万小时。

其次，PLC具有通用性强，使用方便的特点。

由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。

用户在硬件方面的设计工作只是确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线。

一个控制对象的硬件配置确定以后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

PLC还具有功能强，适应面广的特点，现代PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，数值运算和数据处理等功能。

因此，它既可对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制，既可控制一台生产机械、一条生产线，也可控制一个生产过程。

PLC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。

用户只需根据控制的规模和要求，适当选择PLC的型号和硬件配置，就可以组成所需的控制系统。

随着交通的不断发展和汽车化进程的加快，交通拥挤加剧，交通事故频发，交通环境恶化，已经成为引人注目的城市问题之一。

交通问题不仅的发展中国家，就在发达国家也是一个令人困扰的严重问题。

众所周知，缓解交通拥挤的最直接和最有效办法是提高路网的通信能力。

但无论哪个国家的大城市，不可能无限制地修建道路，不论是资金因素还是土地因素，都限制了道路的无节制增长。

因此，不可能通过无限制地修建道路难满足日益增长的交通需求。

与此同时，通过限制车辆增加削减交通需求也因受到客观因素的制约而无法取得满意的结果。

事实上，由于交通系统是一个相当复杂的大系统，无论单独从车辆方面考虑还是从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。

早在19世纪，人们就开始研究交通信号，用信号指挥车通行，控制车辆进出交叉口的次序。

据文献记述，早在1868年，英国伦敦的威斯特明斯特（Westminster）街就安装了红、绿色两色的交通信号灯。

到1917年，美国的盐湖城开始使用由人工控制的红、黄、绿3色的信号灯。

1925年，这种由人工控制的3色信号灯也首次出现在英国伦敦的皮克的时路口。

次年，英国人研制出了自己的自动控制信号机。

道路通交通系统是一个地区、一个城市的主要组成部份，这个系统的运行状况如何，直接反映了一个地区、一个城市的现代化管理水平。

在这一系统中，道路不仅仅是易变化的部分，而其它组成部分则存在着较大的可变性和随机性。

只有对这一系统的组成及其运行机理进行科学客观的分析研究，对能制定出科学有效的管理和控制对策，从而保障系统的有效运行。

1.3现在城市路口交通灯控制技术现状

随着城市机动车量的不断增加，许多大城市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，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。

然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高澎路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。

而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路藕合处交通状况的制约。

所以，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，缓解主干道车流量繁忙的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门待解决的主要问题。

按照城市交通控制的需要，本文讨论了用PLC实现正常时序、急车强通2种控制方式，通过传感器与PLC完成对交通异常状况（滞留或堵车）的判别及处理。

正常时序控制对路面进行控制.南北方向红灯时,东西方向绿灯.绿灯闪3秒紧接着黄灯闪2秒,变红灯.南北方向红灯直接变绿灯.东西方向红灯时同理.

急车强通时,发送信号给交通灯让其对来急车方向的交通灯进行绿灯畅通.急车强通信号受急车强通开关控制；

无急车时，信号灯接正常时序控制；

有急车来时，一律强制让急车方向的绿灯亮，使急车放行，直至急车通过为止。

交通滞留的异常情况，在路口与路尾设置两个传感器进行检测车流量.交通路段车流量繁忙时，传感器起到勘测车流量的存在与通过的作用。

当一方车流量过大的时候,PLC要对控制这一路段的信号灯进行调控,让滞留或堵车的一方绿灯时间加长,直到交通畅通为止这种工作的好处是避免了交通堵塞造成的不必要的麻烦与事故,就、控制进行很方便,很便捷。

第2章PLC功能简介

2.1概述

可编程控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。

它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列的优点。

特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的青睐。

因此在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制的三大支柱之一

可编程控制器是一种存储器控制器，支持控制系统工作的程序存放在存储器中利用程序来实现控制逻辑，完成控制任务。

在可编程控制器构成的控制系统中，要实现一个控制任务，首先要针对具体的被控对象，分析它对控制系统的要求，然后编制出相应的控制程序，利用编程器将控制程序写入可编程控制器的程序存储器中。

系统运行时，可编程控制器依次读取程序存储器中的程序语句，对它们的内容加以解释并执行。

根据输入设备的状态和其他条件，可编程控制器将其程序执行结果输出给相应的输出设备，控制被控对象工作。

可编程控制器是利用软件来实现控制逻辑的，能够适应不同的控制任务的需要，通用、灵活、可靠性高。

它是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它的内部存储器可以执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入或输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技术（ComputerControlCommunication）相结合，不断发展完善的。

目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。

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.可编程控制器（ProgrammableLogicalController）简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司（DEC）为美国通用公司（GM）研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。

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。

最初，PLC主要是用在生产线控制和大型机械的控制上。

但不久，西德的西门子（SIEMENS）公司、BBC公司就开始研制PLC，当时主要是用于轧钢机、升降设备等大型设备上。

70年代初，日本的OMRON也推出了他们的PLC。

三菱、日立、富土、东芝、横河、日电等公司也先后加入了PLC制造者的行列。

70年代中期，美国和西德首先出现了微电脑化的小型PLC。

由于PLC是为工业控制所生产的通用性很强，适合于大批量生产的装置，所以成本迅速下降;

加上其是专为工业控制所设计，所以具有极好的抗干扰性能;

并且他的使用和维护都极为方便，实现了低水平的操作、高性能的控制，所以在机械制造业深受欢迎。

小型PLC开始步入诸如塑料注塑机、包装机械、橡胶机械、纺织机械等轻工机械的控制领域，其成本的低廉和性能的优良对直接使用微机作为控制单元的做法构成了强有力的挑战，更有全面取代传统继电器控制屏的趋势。

据国外资料介绍:

1982年美国PLC用户中，有48%来自自动程序操作部门（如汽车、拖拉机工业、机械工业等）、13%来自石油化工业、9%来自食品饮料业、7%来自冶金工业、其余部分来自造纸、采矿、污水处理等部门‘“。

近年来，随着我国对外开放，日、美、西德等国生产的PLC己通过多种途径进入了我国，引起了各方面的重视并得到应用。

如宝钢工程应用了数百台PLC，首钢、武钢、开滦煤矿也分别应用了美国和西德的PLC。

可编程序控制器的分类：

PLC的种类很多，其实现的功能、内存容量、控制规模、外型等方面均存在较大的差异。

因此，PLC的分类没有一个严格的统一标准，而是按照结构形式、控制规模、实现的功能进行大致的分类。

（1）按结构形式分类

PLC按照硬件的结构形式可以分为整体式和组合式。

整体式PLC外观上是一个长方形箱体，又称为箱式PLC。

组合式PLC在硬件构成上具有一定的灵活性，其规模可以像拼积木一样的进行组合，构成具有不同控制规模和功能的PLC，因此这种PLC又称为积木式PLC。

整体式PLC：

整体式PLC的CPU、存储器、输入输出安装在同一机体内，这种结构的特点是：

结构简单，体积小，价格低；

输入输出路数固定，实现的功能和控制规模固定，灵活性较低。

组合式PLC：

组合式PLC为总线结构。

其总线做成总线板，上面有若干个总线槽，每个总线槽可安装一个PLC模块，不同的模块实现不同的功能。

PLC的CPU、存储器和电源等做成一个模块，该模块在总线版上的安装位置一般来说是固定的，而且该模块也是构成组合式PLC所必需的。

其他的模块根据PLC的控制规模、实现的功能选取，安装在总线版的其他任一总线槽上。

组合式PLC安装完成后，需进行登记，使PLC对安装在个总线上的模块进行确认。

组合式PLC的总线板又称为基版。

组合式PLC的特点是系统构成灵活性高，可构成具有不同控制规模和功能的PLC；

价格较高。

（2）按控制规模分类

输入输出的总线数，又称I/O点数，是表征PLC控制规模的重要参数。

因此，按控制规模对PLC分类时，可根据I/O点数的不同大致分为小型、中型和大型PLC。

小型PLC：

I/O点数较少，在256点以下的PLC。

中型PLC：

I/O点数较多，在256点以上、2048以下的PLC。

大型PLC：

I/O点数较多，在2048点以下的PLC。

（3）按实现的功能分类

按照PLC所能实现的功能的不同，可以把PLC大致的分为低档、中档、和高档机三类。

低档机：

具有逻辑运算、计时、计数、移位自诊断监控等功能，还具有一定的算术、数据传送和比较、通讯、远程和模拟量处理功能。

中档机：

除具有低档机的功能外，还具有较强的算术运算、数据传送和比较、数据转换、远程、通讯、子程序、中断处理和回路控制功能。

高档机：

除具有中档机的功能外，还具有带符号数的算术运算、矩阵运算。

函数、表格、CRT显示、打印机打印等功能。

一般地，低档机多为小型PLC，采用整体式机构；

中档机可为大、中、小型PLC，其中小型PLC多采用整体式结构，中型和大型PLC多采用组合式结构；

高档机多为大型PLC，采用组合式结构。

目前，在国内工业控制中应用最广泛的是中、低档机。

2.2可编程控制器的发展

20世纪80年代至90年代中期是PLC发展最快的时期。

PLC发展至今，已有30多年的历史。

伴随着半导体技术、计算机技术、通讯技术的发展，工业控制领域已有了翻天覆地的变化，PLC亦再不断发展变化中，PLC正朝着新的技术发展。

近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正