具有车流量监控的智能交通灯讲解

电气工程学院课程设计说明书

设计题目：具有车流量监控的PLC交通灯控制系统

系别：

年级专业：11级

学号：

学生姓名：

指导教师：郭忠南阚志忠魏艳君王德玉

电气工程学院《课程设计》任务书

课程名称：电气控制与PLC课程设计

基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等学号学生姓名（专业）班级

设计题目具有车流量监控的PLC交通灯控制系统

设

计技术参数采用PLC构成具有车流量监控的交通灯电气控制系统。控制要求查阅相关文献。

设计要求1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。

2) 根据控制要求，编制PLC控制程序

3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。

参考资料1、《PLC电气控制技术》漆汉宏主编机械工业出版社2008

2、图书馆各类期刊文献相关数据库

3、相关电气设计手册

周次第一周第二周

应完成内容完成全部方案设计：

周一、二：查、阅相关参考资料

周二至周五：方案设计

周六、日：设计方案完善

周一、二：完成设计说明书

周三、四：绘制A1设计图纸

周五：答辩考核

指导教师签字基层教学单位主任签字

说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科

目录

绪论 (1)

第一章可编程控制器简介 (1)

1.1 PLC定义及构成 (2)

1.2 PLC系统的其它设备 (2)

1.3 PLC的用途 (3)

1.4 PLC的特点 (4)

1.5 PLC的工作原理 (5)

1.6 PLC的编程语言 (6)

第二章车流量监控设计思路 (7)

第三章智能交通灯的PLC实现 (8)

3.1 传感器的工作原理及选择 (8)

3.2 控制原理图 (10)

3.3 控制方式及实现功能 (11)

3.4 I/O接线表 (11)

3.5 硬件接线图 (12)

3.6 控制程序流程图 (13)

3.7 梯形图 (14)

3.8 程序 (16)

第四章总结与体会 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

绪论

当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。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，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

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，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。

但是若某一方向上车流量大，待红灯跳转到绿灯时，一部分的车辆经过了十字路口，还有一部分由于绿灯时间短而，不得再等下一个绿灯。这样就带来了很大的不便，若该方向上的车流量一直很大，使等候的车辆就越来越多。尤其在大城市的主干道路上，若不解决这类问题，对城市的交通通行是一个严峻的考验。

传统的十字路口交通灯控制通常的做法是：事先做好道路车流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的时间设置为固定值。然而，十字路口不同时刻的车流量是不固定的，采用固定时间的控制系统，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空等现象或多车等待现象，影响了道路的畅通，这种控制方法已经不能适应现在的交通现状。具有车流量监控的PLC交通灯智能控制能够根据车流量的变化自动调节红绿灯的时长，最大限度减少十字路口的车辆滞留现象，有效的缓解了交通拥挤，实现的交通控制系统的最优控制，大大提高了交通控制系统的效率。随着我国人民生活水平的不断提高，城市化的推进和私家车数量的增加，道路交通拥挤的现象日益突出，智能交通控制系统有广大的应用前景。

第一章可编程控制器简介

1.1 PLC定义及构成

PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC 包括CPU模块、 I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

1.2 PLC系统的其它设备

1)编程设备

编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对

系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场

控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）

充当编程器。

2)人机界面

最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式一体式操作员

终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。

3)输入输出设备

用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输

入模拟量的电位器，打印机