基于PLC控制的十字路口交通灯设计.doc

目 录 引言 1 1 交通灯控制系统概述 2 1.1 智能交通灯系统的发展背景 2 1.1.1英国TRANSYT路面交通控制系统 2 1.1.2澳大利亚SCAT路面控制系统 2 1.1.3英国SCOOT路面控制系统 2 1.1.4日本城市路面控制系统 3 1.2 交通控制存在的问题 3 1.3 本课题的主要研究内容 4 2 PLC功能介绍 4 2.1 PLC的基本概念和基本结构 4 2.1.1 PLC的基本概念 4 2.1.2 PLC的基本结构 4 2.2 PLC的特点和应用领域 6 2.2.1 PLC的特点 6 2.2.2 PLC的应用领域 7 2.3 PLC的工作原理 7 2.3.1输入采样阶段 8 2.3.2.用户程序执行阶段 8 2.3.3.输出刷新阶段 8 2.4 PLC的性能指标和软件系统 9 2.4.1 PLC的性能指标 9 2.4.2 PLC的软件系统 9 2.5 PLC编程语言 10 2.5.1梯形图 10 2.5.2语句表 10 2.6 PLC基本编程指令 12 2.6.1输入输出指令（LD/LDI/OUT） 12 2.6.3?电路块的并联和串联指令（ORB、ANB） 13 2.6.4?程序结束指令（END） 14 2.7 PLC控制系统设计概要 14 2.7.1设计的基本原则和内容 14 2.7.2设计的步骤和实现过程 15 3 交通灯控制系统设计 15 3.1 PLC型号的选定以及可行性分析 15 3.1.1?FX2N-64MR?控制器主要性能指标 16 3.2 设计思路 16 3.3 模拟十字路口交通灯规则设计实物模型设计 18 3.3.1控制要求 18 4 控制系统程序设计 24 4.1 PLC程序流程图设计 24 4.2 PLC程序实现 24 4.2.1 梯形图程序（状态步进形式的梯形图） 26 4.2.2 指令表（梯形图对应的指令语句） 40 5 总结 47 5.1 设计总结 47 5.2 检测和调试 47 5.2.1硬件调试 47 5.2.2软件调试 48 谢 辞 49 参考文献 50 引言 据一项对美国主要城市交通状况的调查显示：1982年至2000年，美国城市在上下班高峰期间的交通堵塞状况不断加剧，由交通堵塞造成的时间和汽油浪费而带来的经济损失每年高达680亿美元。以广州为例来讲，现在市区平均车速只有每小时12公里。用这个目标速度代入欧美标准计算，广州人为交通堵塞所付出的经济代价总值：每年耗费1.5亿小时，减少生产总值117亿元。相当于该市整个生产总值的7%。 在北美、澳大利亚等大城市，道路面积率高达35%--40%，而北京只有20%。缓解交通拥堵，加快道路建设是当务之急。据悉，到2010年，北京将投资500亿元用于城市道路建设，到2005年，北京仅高速公路通车里程就达到600公里。但一味发展城市道路，也会刺激私家车超常规发展，两者发展速度的失衡，最终还是逃不出“拥堵—修路—再拥堵”的怪圈。 当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。本介绍了一个智能交通灯系统的设计。该智能交通灯控制系统可以实现的功能有：对某市区的四个主要交通路口进行监控；各路口有固定的工作周期，并且在道路拥挤时中控中心能改变其周期；对路口违章的机动车能够即时拍照，并提取车牌号。在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的设计方案。 英国道路研究所花费了十几年的时间，在大量的实验和经验的基础之上，研制出了TRANSYT路面交通控制系统TRANSYT系统TRANSYT内部通过有线来经行通信。采用静态模式来控制交通信号灯，这种控制方案中通过数学模型来控制绿信比和相位差。但是这种交通控制系统还是存在一定的缺陷，例如它无法优化周期，而且想要获得最优的整体分配方案是相当困难的。如果想要经行离线优化，必须采用大量的路网几何和交通数据流。 1.1.2澳大利亚SCAT路面控制系统 70年代末期，澳大利亚开发了SCAT路面控制系统 AT采用分层递阶的计算机形式，这是一种较为先进的计算机网络控制技术。SCAT通过有