PLC交通信号灯模拟控制系统设计毕业论文.pdfVIP

摘要

自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进。设计方法也开始多种

多样，从而使交通灯显得更加智能化。

可编程控制器(PLC)以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图

编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活，而且结构简单，抗

干扰能力强。门子可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的

特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备更是符合交通灯控制系统的要求与特点，

能够方便地联网通信。

本文选择门子可编程控制器S7-200为核心部件，着重进行硬件接口设计，利用梯形

图和语句表进行编程，实现了十字路口交通灯控制系统的自动化。

关键词PLC；交通控制；自动化

目录

第1章绪论3

第2章可编程程序控制器（PLC）5

2.1PLC概述5

2.1.1PLC的发展历程5

2.1.2PLC的发展趋势6

2.1.3PLC的应用7

2.2PLC的硬件结构8

2.3PLC的工作原理9

第3章系统设计11

3.1控制要求11

3.2系统硬件设计11

3.2.1十字路口的系统框图11

3.2.2工作原理图12

3.3、编程设计13

3.3.1流程图13

3.3.2信号灯控制编程元件表14

3.3.3梯形图15

4结论语17

J致谢18

J参考文献19

2

第1章绪论

1.1课题背景

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号

灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。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。它由红绿

两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。：1869年1月2日，煤

气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。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。红灯亮表示“停

止”，绿灯亮表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的

红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器

来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上

对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段

时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏

导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。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,

但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

1.2研究目的和意义

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，成为研究的

课题。

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，更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。

目前，大部分城市中十字路口交