基于plc控制交通灯毕业论文

第一章绪论

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_48MR。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）PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力。通常的平均无障碍时间都在30万小时以上；

（2）系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善，实用性强；

（3)干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC;

（4）近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，是的实际应用成为可能。

1.2本文的研究内容

PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记

时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计.

本文分六章，第1章介绍了交通灯的作用和意义；第2章介绍了PLC的发明、发展、PLC的一般结构以及他的应用领域；第3章交通灯的软件编程；第4章介绍了系统的控制要求，系统的I/O分配表和实物图，系统的梯形图；第5章介绍了系统整体调试的硬件安装和软件调试；第6章总结本次设计所学到的知识。

第二章可编程控制器概况

可编程控制器(PROGRAMMABLE CONTROLLER,简称PC）。与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。

2.1 PLC的发展

在可编程控制器出现前,在工业电器控制领域中，继电器控制占主导地位.但是电气控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点，特别是其接线复杂、不易更改，对生产工艺变化的适应性差。1969年美国数字设备公司根据美国通用汽车公司的要求研制成功了世界上第一台PLC,并在通用汽车公司的自动装配线上使用，取得很好的成果。从此这项技术迅速发展起来。

早期的PLC仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制，故称为可编程控制器。随着微电子和计算机技术的发展，20世纪70年代中期微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑运算，还增加了算术运算、数据处理和数据传送等功能。

20世纪80年代后，随着大规模，超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展.PLC不仅控制能力增强，同时可靠性提高,功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图像显示等功能,使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理，联网通信等功能的名副其实的多功能控制器。

自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC,并得到了迅速的发展。PLC已成为工业自动化控制领域中占主导地位的通用工业控制装置.

2.1。1 PLC的发展趋势

(1）向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的储存容量。

(2)向超大型、超小型两个方向发展。以适应不同类型的自动控制系统的需要。

(3)PLC大力开发智能模块，加强联网通信功能。为了扩大适用范围，厂家还制定了通用的通信彼岸准,已构成更大的网络系统。

（4)增强外部故障的检测与处理能力.外部故障的几率很大，因此，PLC厂家致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性（5）编程语言多样化。PLC结构不断发展的同时,PLC的编程语言也越来越丰富。

多种语言并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。

2。2 PLC的一般结构

2。2.1可编程控制器的结构分类

(1）按硬件的结构类型分类：编程控制器是专门为工业生产环境设计的。为了便于在工业现场安装，便于扩展，方便接线,其结构与普通计算机有很大区别，常见的有箱体式，模块式，及叠装式三种结构。

箱体式PLC一般用于规模小，输入输出点数固定,不需要扩展的场合。模块式PLC 一般用于规模较大，输入输出点数多,输入输出点数比例灵活的场合。叠装式PLC具有二者的优点。

（2)按应用规模及功能分类：为了适应不同工业生产过程的应用要求，PLC能够处理的输入信号数量是不一样的。一般将一路信号称作一个店，将输入输出点数的总和称为机器的点。按照点数的多少，可将PLC分为超小，小,中,打，超大等五类型如下表2-1：