基于PLC交通信号灯控制系统的模拟设计论文.doc

基于PLC交通信号灯控制系统的模拟设计毕业论文 目 录 摘要 I 1 交通信号灯控制系统 1 1.1 交通信号灯的作用和意义 1 1.2 十字路口交通信号灯的控制情况 1 1.2.1 十字路口交通灯布置图 2 1.2.2 控制系统的要求 3 1.3 结合十字路口交通灯的路况分析 7 2 PLC控制系统的设计 7 2.1 PLC的选择 7 2.2 十字路口交通灯控制系统时序图 7 2.3 I/O地址分配 9 2.4 PLC的外部接线 12 2.5 程序设计 14 2.5.1 正常运行程序 14 2.5.2 急车强通控制程序 21 2.5.3 显示部分的程序 23 2.5.4 早晚切换及校时 26 3 交通灯模拟运行 28 3.1 硬件调试 28 3.2 软件调试 28 结束语 30 致谢 31 参考文献 32 附录程序 33 1 交通信号灯控制系统 1.1 交通信号灯的作用和意义 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人，车，路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。 随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京，上海，南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速公路，在 高速公路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的 交通状况必然受高速道路和普通道路耦合出交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道，城区与周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。 根据交通等工艺控制要求和特点，我们采用了日本三菱公司FX2N型的PLC。三菱PLC有小型化，高速度，高性能等特点，三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备，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控制器（PLC）对十字路口交通控制等实现控制。本系统采用PLC是基于以下四个原因： （1）（2）（3）（4）1.2 十字路口交通信号灯的控制情况 1.2.1 十字路口交通灯布置图 十字路口将交通灯示意图如图1.1所示。在十字路口的东、西、南、北方向装有主干道“红绿黄”灯、人行道“红绿黄”灯，其中主干道的“红绿黄”灯又分为左转“红绿黄”灯和直行“红绿黄”灯，在东西方向和南北方各设一组通行时间显示器，按倒计时的方式显示通行和停止时间。采用红绿双色七段数码管，通行时（绿灯亮、闪，黄灯亮时）显示绿色数字，停止时显示红色数字。 （1） 南北主干道 南北主干道的交通灯有6个，分别是左转红灯、左转绿灯、左转黄灯、直行红灯、直行绿灯、直行黄灯。 （2）东西主干道 东西主干道的交通灯也有6个，分别是左转红灯、左转绿灯、左转黄灯、直行红灯、直行绿灯、直行黄灯。 （3） 南北人行道 南北人行道的交通灯有3个，分别是红灯、绿灯、黄灯。 （4） 东西人行道 东西人行道的交通灯也有3个，分别是红灯、绿灯、黄灯。 （5） 南北主干道和南北人行道 南北主干道和南北人行道共用一组时间显示器，一共2个七段数码管。 （6） 东西主干道和东西人行道 东西主干道和东西人行道共用一组时间显示器，一共也是2个七段数码管。 1.2.2 控制系统的要求 交通灯控制系统的要求是能实现“正常循环运行”和“急车强通控制”两种控制方式。 （1） 正常循环运行 交通灯正常循环运行的逻辑流程图如图1.2所示。具体控制要求如下： ① 按下启动按钮后，交通灯控制系统开始工作。先是南北方向绿灯和东西方向红灯亮，再亮东西方向绿灯和南北方向红灯，然后再亮南北方向绿灯和东西方向红灯，这样一直循环运行； ② 南北向和东西向主干道均有左转绿灯，持续亮10s，左转黄灯，持续亮2s，左转 红灯持续亮78s；左转绿灯灭的同时直行绿灯亮持续30s，绿灯闪亮3s，黄灯2s和红灯45s。当南北主干道红灯亮时，东西主干道应依次点亮左转绿灯，直行绿等，绿灯闪亮和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北 主干道依次点亮左转绿灯，直行绿灯，绿灯闪亮和黄灯； ③ 南北向和东西向人行道均设有绿灯、黄灯、红灯。人行道上的“红黄绿”灯与同方向主干道上的直行“红黄绿”灯运行方式相同。 （2）急行强通控制 急车强通控制的逻辑流程图如图1.3所示。具体控制要求