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（国家职业资格二级）

论文题目：浅谈PLC控制交通信号灯的应用

目录

摘要 (1)

一、概述 (1)

二、总机设计 (2)

三、硬件设计过程 (4)

四、软件设计过程 (8)

五、调试与检测 (10)

六、总结与展望 (12)

浅谈PLC控制交通信号灯的应用

杨赫

江苏省宿迁市淮海技师学院

【摘要】：PLC可编程序控制器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。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可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应用于交通灯控制系统中。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。在该设计中，模拟十字路口红绿灯闪亮，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。

【关键词】：PLC；交通控制

一、概述

1交通灯现状与发展

据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制，这样必然会产生弊端，当某一条路段的东西方向车流量很大，却要等待红灯，而南北方向是空道或车流量相对很少，却长时间亮的是绿灯，这种现象在我们生活中屡屡出现，也一直困惑着我们在等红灯的司机们，而且对人力和物力资源也是一种浪费。但是随着社会经济的快速发展，原来的交通灯控制系统已经不能胜任现在的交通状况，我给予多方面考虑给予了红绿灯系统的设计--智能控制交通系统。

智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在几个发达国家已采用智能方式来控制交通信号，主要运用GPS全球定位系统等。

先根据便捷和效果的综合考虑，我们采用PLC方案来控制交通路况。

2运用PLC于交通灯的优势

传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制相比，能清晰的看出后者的最大优点在可以减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了红绿灯控制交通通行率，较采用GPS全球定位系统而言成本更低。

二、总机设计

1 PLC系统配置结构

PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，是一种以微处理器为核心的用作数字控制的特殊计算机。它的硬件配置与一般微机装置类似，主要由中央处理单元（CPU）、输入单元、输出单元、编程器、电源和特殊输入输出单元等组成。（如图2—1）

图2-1 PLC系统配置结构图

可编程控制器的工作原理：

PLC控制是能完成是建立在其硬件的支持下，通过执行逻辑时序控制的用户程序来实现的，是和计算机的工作原理一致的。PLC并不是单纯像普通计算机那样工作，而是发展了一种叫做巡回扫描的工作机制。

PLC的循环扫描，即是对整个程序循环行列扫描的工作方式，也就是说用户程序的执行不是从头到尾只执行一次，而是执行一次以后，又返回去执行第二次、第三次……直到停机。

2 设计指标与思路

交通灯的PLC控制装置的主要技术指标：

1）、用红、黄、绿灯构成交通指示控制系统，可实现东西、南北方向直通行指示、右转弯指示、左转弯指示及人行道指示。

2）、控制交通灯的启动与停止，东西、南北向的紧急通行。

设计思路

1.PLC控制系统设计的基本原则

（1）必须满足被控对象的控制要求。

（2）应该考虑到系统的升级和改进，设计PLC系统时要有适当余量。

（3）应力求使该系统具有较高的性能价格比。

（4）确保控制系统的安全、可靠。

设计任务书在技术方面应包括以下几点：

（1）PLC控制系统的名称。

（2）控制任务和范围。指明控制对象范围及必须完成的动作。

（3）检测和控制的参数表（I/O）表。根据工艺指标、操作

3系统设计

图（2—2）是可编程控制器系统设计流程框图

图2—2

三、硬件设计过程

1十字路口交通灯布置图

十字路口交通灯示意图如图3-1所示。在是字路口的东、西、南、北方向装有主干道“红黄绿”灯、人行道“红绿”灯，其中主干道的“红黄绿”灯又分为左转、右转“红黄绿”灯和直行“红黄绿”。具体交通灯布置如下：

1）.南北主干道

南北主干道的交通灯有9个。分别是直行红灯、直行黄灯、直行绿灯，左转红灯、左转黄灯、左转绿灯，右转红灯、右转黄灯、右转绿灯。

2）.东西主干道

东西主干道的交通灯有9个。分别是直行红灯、直行黄灯、直行绿灯，左转红灯、左转黄灯、左转绿灯，右转红灯、右转黄灯、右转绿灯。

3）.南北人行道

南北人行道的交通灯有2个，分别是红灯、绿灯。

4）.东西人行道

东西人行道的交通灯有2个，分别是红灯、绿灯

图3-1十字路口交通灯布置图

2 PLC与交通灯的硬件连接

该装置用FXON可编程控制器进行控制。系统的输入信号有：3个按钮;分别是启动信号、东西强通信号、南北强通信号。系统的输出信号共有12个，包含所有的交通灯信号。输入/输出端子地址分配如表（3-1）所示。

I/O地址分配采用自动分配的方式，输入地址和输出地址分配如表3-1

表3—1 输入端子和输出端子分配表

3 控制系统构成图

1）控制系统构成图如3-3所示

图3-3 交通灯控制系统图

2）模块功能概述

(1)电源模块采用24V直流电源，它通过基架，供电给其他模块。

(2)PLC模块采用FX 2n模块，它控制整个系统有条不紊地工作。它有输入24个输入点，本系统中它将接收自启动按钮、强通开关的输入信号。

(3)数字量输出模块采用它主要用来控制信号的输出到相应的交通灯，实现控制。Y0--Y27模块有24个输出点。

４直流驱动电源设计

1）直流稳压电源一个

我们CW7824组成的24V稳压电源，分别对ＰＬＣ的输出设备和驱动电