PLC实现十字路口交通灯控制

河南科技大学

课程设计说明书

课程名称：电气控制技术

题目：PLC实现十字路口交通灯控制

学院：车辆与动力工程学院

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

日期：2013年7月6号

电气控制技术课程设计任务书

姓名班级学号

设计题目用PLC实现十字路口交通灯控制

设计目的

进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力；掌握一般生产电气控制系统的设计方法；掌握一般生产电气控制系统的施工设计、安装与调试方法；培养查阅图书资料、工具书的能力；培养工程绘图、书写技术报告的能力。

设计任务及要求

某交通信号灯系统采用PLC控制。信号灯分东西、南北两组，每组均由红、黄、绿灯组成，并假设东西方向交通情况与南北方向一样繁忙。

1）实现真实环境的十字路口交通灯模拟控制（即有东西南北方向红灯停、绿灯行、黄灯准备，并且有转向：东西方向分别能向南北方向转向）。

2）用数码管分别显示东西和南北方向的红灯的减法计数识别（建议以一支数码管表示一个方向）。

设计时间安排

查阅资料（1天）

设计并绘制电气控制原理图（2天）

设计PLC控制程序（2天）

模拟调试（2天）

撰写课程设计说明书（2天）

答辩（1天）

主要参考文献

1.黄永红.电气控制与PLC应用技术, 北京: 机械工业出版社, 2011.

2.王建华.电气工程师手册, 北京: 机械工业出版社, 2006.

3.吴晓君.电气控制课程设计指导, 北京: 中国建材工业出版社, 2007.

4.高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例人民邮电出版社，2004.

5.张立科. PLC应用开发技术与工程实践人民邮电出版社，2005.

指导教师签字：年月日

用PLC实现十字路口的交通灯控制

摘要

科近年来随着技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入。同时带动传统控制检测日新月益更新。它具有结构简单、编程方便靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中，同时PLC本身还具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。在实时检测和自动控制的PLC应用系统中，PLC往往是作为一个核心部件来使用，仅PLC方面知识是不够的。还应根据具体硬件结构以及针对具体应用对象特点的软件结合加以完善。十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际用。

关键词：PLC交通灯控制

目录

目录 (1)

第一章绪论 (2)

第二章总体设计思想 (3)

第三章硬件选择 (5)

§3.1 CPU的选择 (5)

§3.2 I/O接口的分配 (5)

第四章软件设计 (7)

§4.1 时序图设计 (7)

§4.2 梯形图设计 (7)

第五章总结 (15)

第六章参考文献 (17)

第一章绪论

城市交通信号控制是通过对交通流的调节、警告和诱导以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。其目标在于改善交通流的质量，更好地利用现有运输能力，提高交通流的安全性、快速性和舒适性。目前，就我国大多数城市而言，已经建立了多种交通信号控制系统，与此同时，其中利用定时控制的比例较大。20世纪20年代，人们把各种继电器、定时器、接触器以及触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种机械设备，这是传统的继电器控制系统。随着工业的发展，设备和生产过程越来越复杂。对于复杂的系统继电器控制系统存在两个缺点：一个是可靠性差，另一个是灵活性差。

因此在实现十字路口交通灯控制的时候我们将目光转向了更为有效的控制装置——PLC。可编程控制器简称——PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一。将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的信号灯进行精确控制。

目前大多品牌PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

第二章总体设计思想

当启动按钮按下后，南北主干道处于红灯状态，东西道路处于绿灯可通行状态。具体过程为：

（1）南北红灯持续38S，在此期间东西红灯亮13S，这13S为东西方向左转绿灯亮10S,闪烁3S，然后处于熄灭状态，左转结束，同时东西直行绿灯亮起，持续时间为20S。到20S时闪烁3S，然后黄灯亮2S，此过程共38S。

（2）启动38S时刻东西变为红灯，持续时间也为38S，南北方向仍然为红灯，继续持续13S，此段时间为南北方向左转时间，左转绿灯亮10S闪烁3S

后熄灭状态,然后南北方向直行绿灯亮起，持续20S闪烁3S后转为黄灯，持续时间为2S，然后南北红灯亮起循环执行过程（1），整个周期一共76S。最后用数码管在东西和南北方向上显示其红灯将要转换为绿灯前的最后3S倒

计时。至此，控制系统一个周期的定时已经完成。

经过分析，十字路口交通灯在工作过程的一个周期过程中，将会出现以下10种状态：

1.南北红持续灯亮，东西红灯持续亮，东西方向左转绿灯持续亮；

2.南北红灯持续亮，东西红灯持续亮，东西方向左转绿灯闪烁；

3.南北红灯持续亮，东西直行绿灯持续亮，东西方向左转绿灯熄灭；

4.南北红灯持续亮，东西直行绿灯闪烁；

5.南北红灯持续亮，东西黄灯亮；

6.南北红灯持续亮，东西红灯持续亮，南北方向左转绿灯持续亮；

7.南北红灯持续亮，东西红灯持续亮，南北方向左转绿灯闪烁;

8.南北直行绿灯持续亮，东西红灯持续亮，南北方向左转绿灯熄灭；

9.南北直行绿灯闪烁，东西红灯持续亮；

10.南北直行黄灯亮，东西红灯持续亮；