plc交通灯控制系统知识讲解

p l c交通灯控制系统

目录

1 题目背景意义 (1)

1.1交通灯的研究背景及意义 (1)

1.2交通灯控制系统设计意义 (2)

2 设计题目介绍 (2)

2.1设计内容及要求 (2)

2.2交通灯控制系统设计意义 (2)

3 系统设计方案 (3)

3.1设计方案 (3)

3.2设计思路流程图 (3)

4硬件系统设计 (4)

4.1控制系统的模块配置 (5)

4.2 PLC I/O口设置 (5)

4.3硬件接线图 (6)

5 软件系统设计 (6)

6 系统仿真调试 (8)

6.1 软件调试 (9)

6.2 运行调试 (10)

7 结论 (10)

参考文献 (11)

附录 (11)

1 题目背景意义

1.1交通灯的研究背景及意义

随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼，例如：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。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫，如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府政策规划的一个重点问题。

通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练，从而能够使我们进行PLC系统设计和实施，并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是：通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作，锻炼了自身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风，这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。

1.2交通灯控制系统设计意义

随着城市汽车数量的增多和汽车进入家庭步伐的加快，城市道路交通问题显得越来越重要。马路上经常会看到这种现象：一旦整个路口的交通信号灯出现故障，若没有交警的及时疏导，该路口会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点，越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。

本文对十字路口交通信号灯控制系统，运用可编程逻辑器件PLC做了软件和硬件的设计，能基本达到控制要求。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、城区同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。

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、城区同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。因此，交通灯的设计是十分重要且迫在眉睫的。随着社会的发展，一个城市的交通是否便捷是衡量其是否具有发展潜力的重要指标，目前，我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象，特别是大城市，随着城市机动车量的不断增加，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道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。

2 设计题目介绍

2.1设计内容及要求

利用西门子S7-300PLC ，组态软件Wincc Flexible，触摸屏，交换机及外围的相关低压电器，组成控制系统，根据项目要求，编写相关程序，完成相应的功能，组态人机界面，能够进行模拟仿真。具体要求：

（1）制作画面模板，在模板画面中显示“交通灯控制模拟项目”和日期时钟。（2）先组态两个画面，一个为主画面，一个为系统画面。两画面之间能进行切换。

（3）在系统画面中作出交通灯控制的系统图。

（4）交通灯绿灯亮的时间模拟量数值0～100进行设置。

（5）按下启动键时,交通灯开始按如下的时序图运行：

东西向绿灯亮25s后，闪烁3次（1s/次），接着东西向黄灯亮，2s后东西向红灯亮，25s后东西向绿灯又亮……如此不断循环，直至停止工作。

南北向红灯亮30s后，南北向绿灯亮，25s后南北向绿灯闪烁3次（1s/次），接着南北向黄灯亮，2s后南北向红灯又亮……如此不断循环，直至停止工作。按下停止键时，所有灯都灭。

（6）交通灯亮灭的剩余时间可动画显示。

（7）交通灯亮时间数值高于90时产生一个交通拥堵的报警。

（8）组态报警画面，并能实现系统画面之间的切换。

（9）组态一个用户组“班组长”和一个用户名“user1“，“user1”属于“班组长”用户组，“user1”的密码为“000”。“班组长”用户组的权限为操作和“绿灯亮的时间”。然后在系统画面中的绿灯亮设定安全权限。即一般用户不能进行绿灯亮设定值的设定，用户“user1”可以进行设定。

（10）组态一个用户视图画面，要求该用户名作登录按钮与注销按钮，能显示当前用户名。能与系统画面进行切换。

2.2交通灯控制系统设计意义

交通灯控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。随着我国城市现代化进程的不断推进，交通是影响我国社会经济发展的严重问题，而城市交通问题的核心就是对十字路口交通信号的控制。随着我国城市现代化进程的不断推进，交通是影响我国社会经济发展的严重问题，而城市交通问题的核心就是对十字路口交通信号的控制。现在大多数

城市都经常会出现交通拥堵现象，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。

十字路口交通灯的路况画出模拟图如图1所示：

图1交通灯模拟图

3 系统设计方案

3.1设计方案

(1)完成控制系统PLC的硬件组态，网络组态。编写程序流程图，完成系统的梯形图并仿真调试成功，下装到PLC,完成在线的调试。

(2)完成外部阀门，电机，行程开关等低压电器的选择，及系统的IO清单，系统接线图。

(3)按照任务书要求完成人机界面的组态画面,并下装触摸屏，连接PLC与触摸屏，调试相关的任务。

3.2设计思路流程图

根据课程设计任务书的任务要求，我初步定下了本次课程设计的大体设计方案。基于越简单越可靠的考虑，强调设计的实用性，利用简单顺序控制，逐步定时逐步执行，以实现对交通信号灯的基本控制。

由于本次设计涉及到两个软件的配合，本图只给出大致的设计思路流程，在具体设计的过程中再进行不同软件承担的功能的分配。

东西向绿灯亮25s后，闪烁3次（1s/次），接着东西向黄灯亮，2s后东西向红灯亮，25s后东西向绿灯又亮……如此不断循环，直至停止工作。