交通灯控制系统Word格式.docx
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这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。
目前，大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。
由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空等现象，影响了道路的畅通。
为此，采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器，能较好地解决这个问题。
另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰日益严重，为保证交通控制的可靠、稳定，选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的。
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的交通灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要。
可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；
充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；
充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
可编程控制器交通灯控制系统的特点：
①脱机手动工作；
②联机自动就地工作；
③上机控制的单周期运行方式；
④由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动控制；
⑤自动启动、自动停机控制方式。
近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。
本系统采用PLC是基于以下四个原因：
①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；
②编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；
③抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；
根据交通信号灯系统的要求与特点，我们采用了日本三菱公司FX2N-48MR型PLC。
三菱PLC有小型化、高速度、高性能等特点，是FX2N系列中最高档次的超小型程序装置。
三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。
本系统就是应用可编程序控制器（PLC）对十字路口交通控制灯实现控制。
第2章PLC控制交通灯总体设计方案
2．1方案概述
状态1：
118S—73S车道：
东西：
左转直行绿灯，右转绿灯亮
南北：
左转直行红灯，右转绿灯亮
人行道：
东西向绿灯亮，南北向红灯亮
72S—70S东西左转直行黄灯，闪烁3S
状态2：
69S—33S车道：
左转直行红灯，右转绿灯
南北：
左转红灯,直行绿灯，右转绿灯
人行道：
东西红灯，南北绿灯
32S—30S南北直行黄灯，闪烁3S
状态3：
29S-3S车道：
左转直行红灯,右转绿灯亮
左转绿灯,直行红灯，右转绿灯亮
人行道：
东西红灯，南北绿灯亮
2S—0S南北左转黄灯，闪烁3S
2．2方案论证
备注：
车道交通灯由上向下为：
红黄绿。
人行道交通灯双圆环表示：
绿灯亮。
第3章硬件设计
3.1PLC的硬件结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机从结构上分，PLC分为固定式和模块式两种。
固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
其结构如图2-1所示。
图
图3-1PLC的结构图
3.2控制要求
（1）要求具有启动和结束开关，另外还有紧急停止开关；
（2）车道为东西方向和南北方向，每个方向都为车道，各有红黄绿三种控制状态;
（3）根据人流量控制交通灯时长；
（4）夜间23时至次日5时为黄灯。
3.3硬件选型
3.3.1PLC选型及信号分析
（1）输入输出信号分析及I/O分配如表3-1所示：
表3-1输入输出信号分析及I/O分配
器件
端口
用途
SB1
X0
启动按钮
SB2
X1
结束按钮
SB3
X2
急停按钮
Y0
东西右转绿灯南北右转绿灯
Y1
东西左转直行绿灯
Y2
东西右转红灯南北右转红灯
Y3
东西左转直行红灯
Y4
东西左转直行黄灯
Y5
东西右转黄灯南北右转黄灯
Y6
南北左转绿灯
Y7
南北直行绿灯
Y10
南北左转红灯
Y11
南北直行红灯
Y12
南北直行黄灯
Y13
南北左转黄灯
Y14
东西人行绿灯
Y15
南北人行绿灯
Y16
东西人行红灯
Y17
南北人行红灯
（2）PLC选型：
根据输入输出端所选PLC型号为：
FX2N-48MR。
继电器输出,输入24点,输出24点，交流电源，24V直流输入类型。
FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型PLC，内置用户存储器8K步，可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能（PID、高速计数、A/D、D/A、等）。
有功能很强的数学指令集。
通过通信扩展板或特殊适配器可实现多种通信和数据链接。
3.3.2信号灯
（1）车行道交通灯
型号：
JD300-2-35-1
产品光强度的相关技术指标：
1）发光单元大于600CDLED芯片为四元素技术制造
2）发光单元使用的LED基准波长为：
红色625±
5nm绿色505±
2nm
3）标准电压AC50HZ,220V,满足+20%的变化范围
（2）人行道交通灯
型号:
RX300-3发光亮度4000cd±
100cd工作电压AC220V±
40V50HZ±
5HZ
主要特点：
1）超薄设计，重量轻，结构新颖，外形美观；
2）防水,防尘,防高温,耐振动,低功耗,寿命长;
3）显示直观醒目.显示部分采用超高亮度发光二极管,性能稳定,亮度均匀,显示效果理想:
4）具有多种安装方式,适应不同的安装环境,施工安装极为方便:
5）采用模块化方式组装，维修及更换部件异常快捷。
3.3.3按钮性能指示
按钮性能指示表如表3-2所示：
表3-2按钮性能指示表
允许操作频率
机械
60次／min
电气
20次／min
绝缘电阻
100MW以上（DC500V兆欧表）
接触电阻
15mW以上（初始值）
耐压
同极端子间
AC1,000V50/60HZ1min
带金属部位与地线之间
AC1,500V50/60HZ1min
寿命
机械
100万次以上
10万次以上
重量
约48-62g
防触电保护等级
classII
PTI（漏电特性）
175
3.3.4熔断器
此熔断器型号为：
RT14
本系列熔断器适用于交流50HZ，额定电压至220V,额定电流至63A,主要作为电气线路的过载和短路保护；
还可派生为半导体器件及其成套装置的短路保护以及电动机短路保护。
3.3.5电源开关
开关型号为：
DZ47-60；
额定电流范围：
1-63A；
具有过载和短路保护，正常情况下作为线路的不频繁操作转换用，具有隔离功能；
额定短路分断能力：
40A,60A；
电气寿命4000次，机械寿命10000次。
3.3.6元器件明细表:
元器件明细表如表3-3所示：
表3-3元器件明细表:
元件
型号
数量（个）
可编程控制器
FX2N—48MR
1
按钮开关
OF
3
电源开关
ZD47—60
1
人行道交通灯
RX300—3
8
车行道交通灯
JD300—2—35—1
10
熔断器
第4章系统设计
4.1编写程序流程图
程序控制流程如图4-1所示：
60S27S
27S3S63S
3S27S
3S
27S
图4-1程序控制流程图
4.2程序设计
4.2.1硬件接线图：
硬件连接图如图4-1所示：
图4-1硬件连接图
4.3.3梯形图:
梯形图如4-1所示：
图4-2梯形图
4.3.4指令语句表:
指令语句表如表4-4所示：
表4-4指令语句表
LD
30
K
4
60
T0
OR
M0
31
C0
61
OUT
C4
2
ANI
32
SET
S21
62
33
STL
63
34
RST
M2
64
S25
5
M1
35
65
6
36
66
7
37
C1
67
38
68
9
39
69
Y8
40
S22
70
11
41
71
12
42
72
S0
13
43
73
S26
14
44
74
S27
15
45
C2
75
S28
16
46
76
S29
17
47
77
S30
18
48
S23
78
19
49
79
20
50
80
C5
21
51
81
22
52
82
23
53
C3
83
24
18000
54
84
RET
25
55
85
26
56
S24
86
27
57
87
28
58
88
29
59
89
90
120
LDI
150
91
121
T5
151
92
122
470
152
93
T1
123
T4
153
T11
94
450
124
154
95
125
155
M3
96
T2
126
156
97
400
127
157
98
128
T6
158
T9
99
129
159
100
130
160
101
131
161
102
132
162
103
T3
133
163
T10
104
134
164
105
135
165
106
136
166
107
137
167
108
138
168
109
139
169
END
110
140
111
141
112
142
113
143
T7
114
144
270
115
145
116
146
T8
117
147
220
118
148
119
370
149
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