城市路口交通灯PLC控制设计方案.doc

城市路口交通灯PLC控制设计方案 第一章 绪论 引言 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，因此如何设计出一款精确度高、性能可靠、成本低廉、使用广泛、线路结构简单的交通灯系统，正是本课题的设计重点。 课题背景 随着交通的不断发展和汽车化进程的加快，交通事故频发，交通环境恶化，已经成为引人注目的城市问题之一。交通问题不仅在发展中国家，就在发达国家也是一个令人困扰的严重问题。众所周知，缓解交通拥挤最有效办法是提高路网的通信能力。但无论哪个国家的大城市，不可能无限制地修建道路，不可能通过无限制地修建道路难满足日益增长的交通需求。与此同时，通过限制车辆增加削减交通需求也因受到客观因素的制约无法取得满意的结果。事实上，由于交通系统是一个相当复杂的大系统，无论单独从车辆方面考虑还是从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。 早在19世纪，人们就开始研究交通信号，控制车辆进出交叉路口的次序。据文献记述，在1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已分接近停车线时可以进入交叉路口S 25S 3S 2S 25S 3S 2S 东西方向 信号 左转绿灯亮 左转绿灯闪 黄灯亮 直右绿灯亮 直右绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 时间 25S 3S 2S 25S 3S 2S 60S ②针对东西方向车流量大于南北方向车流量的交通情况，设置方案2，具体控制要求详见表2-2。 表2-2 方案2交通灯设置情况 南北方向 信号 红灯亮 左转绿灯亮 左转绿灯闪 黄灯亮 直右绿灯亮 直右绿灯闪 黄灯亮 时间 70S 20S 3S 2S 20S 3S 2S 东西方向 信号 左转绿灯亮 左转绿灯闪 黄灯亮 直右绿灯亮 直右绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 时间 30S 3S 2S 30S 3S 2S 50S ③针对东西方向车流量小于南北方向的车流量交通情况，设置方案2，具体控制要求详见表2-3  表2-3 方案3交通灯设置情况 南北方向 信号 红灯亮 左转绿灯亮 左转绿灯闪 黄灯亮 直右绿灯亮 直右绿灯闪 黄灯亮 时间 50S 30S 3S 2S 30S 3S 2S 东西方向 信号 左转绿灯亮 左转绿灯闪 黄灯亮 直右绿灯亮 直右绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 时间 20S 3S 2S 20S 3S 2S 70S ④针对夜间各个方向车流量都比较小的交通情况，设置方案4，具体控制要求详见表2-4。  表2-4 方案4交通灯设置情况 南北方向 信号 红灯亮 左转绿灯亮 左转绿灯闪 黄灯亮 直右绿灯亮 直右绿灯闪 黄灯亮 时间 40S 15S 3S 2S 15S 3S 2S 东西方向 信号 左转绿灯亮 左转绿灯闪 黄灯亮 直右绿灯亮 直右绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 时间 15S 3S 2S 15S 3S 2S 40S 2.2系统设计方案分析 按照交通灯系统控制要求下，结合西门子S7-200系列可编程控制器的特性（见附录），选择适合的型号。设计思想分析如下：在交通灯控制系统正常运行前，要检测一下各个信号灯是否都能亮，所以设置一个开关S1用于控制检测信号灯阶段。 以下就方案1进行具体分析。 首先，打开方案一选择开关，南北方向道路处于禁止通行的状态，东西方向道路处于允许通行的状态。 南北方向道路亮红灯状态过程中，南北红灯亮60S，需计时器设定延时60S，才会转入下一状态南北左转绿灯亮、东西红灯亮；同时，东西方向道路也一起亮左转绿灯25S，需计时器设定延时25S，才会转下一状态东西绿灯闪烁；东西绿灯闪烁3S，需振荡器或脉冲源（秒/次）动作使东西绿灯闪烁，还要需计时器设定延时3S，才会转下一状态东西黄灯亮；东西黄灯