PLC智能交通信号灯控制系统.docx

摘要交通信号灯是通过对交通流量的控制实现安全传输，随着经济的发展，车辆的数目不断增加，道路堵车现象日益严重，为了改善这种状况。迫切需要设计智能的交通信号灯控制系统，运用PLC可编程控制设计的交通信号灯等设计系统具有小型化，智能化，易于安装与维修等特点，能够适应经济与社会的发展。本设计的主要思路是：通过车流量检测系统实现对十字路口车流量的实时监测，并根据车流量的变化，实时对红绿灯亮的时长做出调整，提高十字路口的车辆通行能力。本设计采用德国西门子S7-200系列的CPC224做主机，采用S7-200，编写梯形图程序，并配有I/O接线图。完成PLC对交通信号灯的控制。在本次设计中总共分为了五大章，第一章可编程控制器（PLC）概述，第二章交通灯的概述，第三章智能交通灯的理论和方法，第四章PLC硬件设计，第五章PLC软件编程设计。目录第一章可编程控制器（PLC）概述31.1可编程控制器的产生与发展31.1.1 PLC的产生31.1.2 PLC的特点41.1.3 PLC的分类51.1.4 PLC的应用和发展61.2可编程控制器的组成与工作原理71.2.1 PLC的组成71.2.2可编程控制器基本工作原理10第二章交通灯的概述112.1我国城市交通的现状112.2交通灯的发展史122.2.1 智能交通信号灯的发展前景与意义13第三章智能交通灯的理论和方法143.1交通灯控制方法分类143.2自动检测系统153.2.1 自动检测系统的概述153.3传感器163.3.1传感器的选择193.5 控制方式223.5.1 急车强通控制方式22第四章 PLC硬件设计254.1 I/O I/O分配表254.2 I/O分配点数估算254.3 PLC的选型254.4 PLC硬件电路设计26第五章PLC软件编程设计265.1 系统控制过程265.2 程序流程图28结论44谢辞45参考文献46、第一章可编程控制器（PLC）概述1.1可编程控制器的产生与发展1.1.1 PLC的产生可编程控制器简称PLC，它是从20世纪60年代末发展起来的一种新型的电气控制装置，它将传统的继电气控制技术和计算机控制技术、通信技术融为一体，正以显著的优点被广泛地应用于各种生产机械和生产过程的自动控制。传统的机电接触器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜的优点，在工业生产中应用广泛。但是，这些控制装置体积大，动作速度慢，耗电较多、功能少，特别是由于它靠硬件连线构成系统，因此其接线复杂，当生产工艺或控制对象改变时，原有的接线和控制盘（柜）就必须随之改变，通用性和灵活性较差。1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM）为了适应汽车型号的不断翻新，提出了这样的设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点，与继电接触器控制简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，以取代的继电器。并要求把计算机的编程方法和程序输入方法加以简化，用“自然语言”进行编程，是不熟悉计算机的人也能方便的使用。美国数字设备公司(DEC)根据以上设想和要求，在1969年研制出第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的汽车生产线上使用并获得了成功。这就是第一台PLC的产生。当时的PLC仅有执行继电器逻辑控制、计时、计数等较少的功能。在20世纪70年代中期，出现了微处理器和微型计算机，人们把微机技术应用到可编程控制器中使得他兼有计算机的一些功能，不但用逻辑编程取代了硬连线，还增加了数据运算、数据传输与处理以及对模拟量进行控制等功能，使之真正成为一种计算机工业控制设备。1.1.2 PLC的特点1.可靠性高、抗干扰能力强PLC是专为工业控制而设计的，在设计与制造过程中均采用了屏蔽、滤波、光电隔离等有效措施，并且采用模块式结构，有故障迅速更换，故PLC平均无故障2万小时以上。日本三菱公司生产的F系列PLC平均无故障高达30万小时。此外，PLC还具有很强的自诊断能力，可以迅速方便的检查判断出故障，缩短了检修时间。2.编程简单、使用方便编程简单是PLC优于微机的一大特点。目前大多数PLC都采用与实际电路接线图非常相近的梯形图编程，这种编程语言形象直观，易于掌握。3.功能强、速度快、精度高PLC具有逻辑运算、定时、计数等很多功能，还能进行D/A转换、A/D转换、数据处理、通信联网。并且运行速度快、精度高。4.通用性好PLC品种多，档次也多，许多PLC制成模块式，可灵活组合。5.其他PLC还具有体积小、重量轻、耗能低、环境适应性强等优点。从上述PLC的功能特点可见，PLC控制系统具有传统的继电接触控制系统所不具有的许多优点，在许多方面可以取代继电接触控制。但是，高、中档PLC使用需具有相当的计算机知识，且PLC制造厂家和PLC品种类型很多，而指令系统和使用方法不尽相同，这给用户带来不便。1.1.3 PLC的