交通控制灯论文.doc

前 言 根据十字路口交通灯的控制要求，采用PLC 设计实现正常交通的时序控制，通过传感器完成对交通异常状况的智能判别及处理。在系统的设计中，主要使用了PLC 可编程序控制器和传感器相结合的一种智能控制方法，使用压轴式传感器采集车辆脉冲，用PLC 高速计数器对脉冲进行计数，根据取得的数据运用一定的智能控制原则自动调节红绿灯的时间长度，最大限度地减少车辆滞留现象，较好地解决了车流量不均衡、不稳定问题。依据仿真结果表明，该系统设计方案可以达到预期目标。 关键词：可编程控制器，交通灯，智能控制系统 第1章 设计要求 ……………………………………………………………1 1.1 课题背景 ………………………………………………………1 1.2 控制要求 ………………………………………………………1 第2章 总体框图 ……………………………………………………………2 2.1 方案的确定………………………………………………………2 2.2 原理框图 ………………………………………………………3 2.3 元件简介 ………………………………………………………3 第3章 智能交通灯的实现 …………………………………………………5 3.1 车辆的检测………………………………………………………5 3.2 PLC设计 ……………………………………………………6 3.3 I/O引脚分配及接口电路………………………………………7 3.4 PLC故障防范……………………………………………………9 3.5 PLC程序与编写…………………………………………………10 总结………………………………………………………………………………17 致谢………………………………………………………………………………18 参考文献…………………………………………………………………………18 附录………………………………………………………………………………19 第1章 设计要求 1.1 课题背景 随着我国经济的发展，城市的交通拥挤问题日趋严重，因此为了保障城市交通有序、安全、快速运行，提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。十字路口简单的双向红绿灯控制已不能满足现实生活的需要，为了适应现代社会道路车流量越来越大的实际情况，一种以微电脑技术为核心的自动控制装置的可编程逻辑控制器（PLC），被广泛应用于交通灯的控制领域。本设计中我们在原有控制系统的基础上采用了新的控制方式，使得系统更加具有实用性和便捷性。传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。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，这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。况且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， 更为现实的是需要有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。目前，对十字路口交通灯的控制多种改良设计， 本文所述设计的基于PLC 控制的十字路口交通灯信号系统，是根据实时车流量对各路口的红绿灯时间进行动态调节，较好地解决了车辆流量不均衡、不稳定问题，其最大优点在于减缓车辆滞流现象， 也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，而且成本较低。在未来的工业发展中，交通灯的研究慢慢地走向人性化、自由化和便利化，因此，十字路口交通灯控制的设计还存有非常广阔的研究价值。 1.2 控制要求 一、 信号灯及显示时间的数码管受开关控制，一个启动按钮控制其启动，一个停止按钮控制其停止。 二、 信号灯分为东西向直通红灯、直通黄灯、直通绿灯、左转红灯、左转黄灯、左转绿灯各两个；南北向直通红灯、直通黄灯、直通绿灯、左转红灯、左转黄灯、左转绿灯各两个。 三、 工作过程。初始状态：信号灯全部灭；显示某方向信号灯工作的时间用数码管来显示，初始显示为0，以表示等待时间控制信号的输入。工作状态：信号灯及数码管由一个启动按钮控制其启动，启动后信号灯及数码管自动循环运行；按下停止按钮后，回到初始状态。特殊情况由五个按钮控制不同情况的应对程序启动，当车辆行驶数量回到正常时，通过一个按钮使其停止，程序执行正常工作时的程序。 正常工作：1、周期前半段。南北向直通道与左转道红灯亮，并维持63s。在南北向红灯亮的同时：东西向左转红灯亮35s，然后变为左转绿灯亮23s，闪亮3s,之后左转黄灯亮2s;东西向直通绿灯亮29s，闪亮3s，