1、 编号 淮安信息职业技术学院毕 业 论 文题 目 基于 PLC 交通灯设计学生姓名学 号院 系 电气工程系专 业 机电一体化班 级指导教师顾问教师二一五年十月摘 要I摘 要本课题将研究可编程控制器（PLC）交通灯的设计。随着我国的城市化的迅速发展，车辆剧增，城市交通问题也日趋引人注目。所以，如何采用合适的控制方法，保障城市交通有序、安全、快速运行，提高城市道路的交通能力，实现交通的科学化管理迫在眉睫。通过使用 PLC 来改善交通灯程序，实现智能控制。并会在本文中介绍交通灯现阶段存在的不足及研究意义。以及如何实现有效的分段控制，和特殊情况下的应急模式，将传统交通灯改进为更智能更科学的交通灯，来有
2、效解决交通问题。关键字：交通灯 PLC 分段应急控制AbstractIIAbstractIn this paper, we will study the design of the programmable controller (PLC) traffic light. With the rapid development of urbanization in China, the vehicle has increased dramatically. Therefore, how to use the appropriate control method to ensure the urba
3、n traffic order, security, fast operation, improve the traffic capacity of urban roads, the scientific management of traffic is imminent.This paper will use PLC to improve the traffic light program, realize intelligent control. And will introduce the existing problems and the research significance o
4、f the traffic light at the present stage. And how to achieve effective segmentation control, and special cases of emergency mode, the traditional traffic lights to the more intelligent and more scientific traffic lights, to effectively solve the traffic problems.Key words: traffic light PLC segmente
5、d emergency control目 录III目 录摘 要 .IAbstract.II第一章 绪论 .11.1 交通灯现状 .11.2 研究意义 .1第二章 交通灯方案论证 .32.1 交通灯方案控制要求 .32.2 方案实施 .32.3 方案设计框图 .3第三章 PLC 简述 .53.1 PLC 概述 .53.2 PLC 的发展 .53.3 PLC 的分类及特点 .63.4 PLC 的应用 .73.4.1 PLC 的应用领域 .73.4.2 PLC 在我国的应用 .83.5 PLC 的硬件结构 .83.6 PLC 的工作原理 .9第四章 PLC 软件设计 .114.1 交通灯程序控制要求
6、 .114.2 I/O 分配表 .114.3 外围接线图 .114.4 梯形图 .12第五章 系统调试 .175.1 程序调试 .175.2 故障解决 .18第六章 总结与展望 .20致 谢 .21参考文献 .22附录 完整程序梯形图 .23第一章 绪论1第一章 绪论1.1 交通灯现状随着我国的城市化的迅速发展，交通问题也日趋引人注目。车辆的剧增，使得十字路口等交通繁华的地方经常发生堵塞现象。这个时候，道路上交通灯的正常运行以及合理的功能就是交通畅通的重要的保证。近年来，随着车辆的增加，特别是在有些场合，会有上下班的高峰期，上放学的高峰期因为没有好的控制方案，可能会出现交通灯显示不合理，这样导
7、致了交通的更加堵塞。夜晚的车辆稀少的时候，交通灯还是正常的循环，也造成了许多不必要的麻烦。在突发的情况下，某些需要快速通过十字路口，但普通的交通灯没有这样的控制，那么特殊车辆可能就会浪费一定的时间，造成某些损失。像这样的交通灯不但解决好问题，而是更加剧了问题的严重性。这一系列的问题正是现在许多交通灯的普遍现象。所以，如何采取合适的控制方法，缓解好不同时刻、不同地区的交通拥挤状况。在特殊情况下提供应急模式，完善交通灯的功能。越来越成为社会上当务之急的问题。1.2 研究意义在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通
8、灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。车辆的增多，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、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
9、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 是基于以下三个原因： （1） PLC 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；淮安信息职业技术学院毕业设计论文2（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，我们采用了德国西门子公司 S7-200型 PLC。西门子 PLC 有小型化、高速度、高性能等特点
10、，是 S7-200 系列中最高档次的超小型程序装置。西门子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)实现了十字路口交通灯设计。第二章 交通灯方案论证3第二章 交通灯方案论证2.1 交通灯方案控制要求普通的交通灯已经无法适应现阶段的交通形势，如今的十字路口会有很多交通高峰期，在深夜，车辆稀少，再去等红绿灯，显然会浪费很多的时间。还会有很多的突发情况。因此我需要更智能的交通灯才能有效地解决这些问题。本文以学校附近十字路口为研究对象，在学校的上放学的期间，去学校的那条
11、道路上，肯定是十分拥挤的。传统的交通灯必将适应不了这样情况，这个时间段，我们需要为交通灯设计专门的循环方式，来缓解交通。到了深夜，也需要设置一个专门的循环。有时候也少不了突发的情况，如特殊车辆路过，传统交通灯也没有相关的应急处理。这时我们需要添加应急模式，来解决突发情况。2.2 方案实施首先，为交通灯设置分段控制，学校每天的上放学时间段设置分段控制，每到这个时候，自动延长该道路上的绿灯时间，来缓解交通。当每天凌晨的时候，也为交通灯设置了分段控制，凌晨的时候交通灯的两路的自动切换为黄闪，路过的车辆可以直接穿过十字路口，这样就避免了车辆无必要的等待。十字路口，通常也少不了特殊车辆的路过，所以我们需要应急模式。如救护车、消防车等车辆需要路过十字路口绿灯时间可能不够用时，当声音传感器检测到特殊车辆路过的的声音时，即可在改方向道路上自动切换为绿灯延长 10 秒钟。当绿灯结束后，自动切换正常的交通灯循环。这样，节省了很多时间，也就有效的解决了特殊车辆路过问题。2.3 方案设计框图大体的设计框图如下 Error! Reference source not found.所示。图 2- 1 设计框图淮安信息职业技术学院毕业设计论文4
