【原创】【毕业设计论文】基于PLC交通灯控制系统设计与实现

基于PLC的交通灯控制系统设计与实现

【摘要】：交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出

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。

【关键词】:PLC可编程控制器、交通型号灯、可靠性高。

【目录】：

关键词 (01)

第1章交通信号控制系统 (02)

1.1十字路口交通灯控制实际情况 (04)

1.1.1南北向（列）和东西向（行）主干道 (04)

1.1.2南北向和东西向人行道 (04)

1.2结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验 (04)

1.2.1南北向（列）和东西向（行）主干道 (04)

1.2.2南北向和东西向行人道 (04)

1.2.3盲人安全通道控制和手动控制车流量 (04)

1.3流程图 (05)

第2章可编程控制器程序设计 (07)

2.1可编程控制器选择 (07)

2.2十字路口交通灯模拟控制时序图 (07)

2.3可编程控制器I\O端口分配 (10)

2.4程序设计 (10)

第3章总结 (13)

3.1难点分析 (13)

3.1.1行人道红绿灯和主干道红绿灯的对应关系 (13)

3.1.2盲人脉冲按键 (13)

3.1.3手动车流控制按键的控制方式 (13)

3.1.4交通灯闪亮问题 (13)

3.2调试错误与修改方法 (13)

3.3PLC智能化控制交通灯的方法 (13)

3.4收获与感悟 (14)

致谢 (14)

参考文献 (14)

第1章交通灯信号控制系统

1．1 十字路口交通灯控制实际情况

a．南北主干道：直行绿 27S、直行绿闪3S、左转绿 10S 、左转绿闪 3S、黄2S 、红 45S；

b．东西人行道：红 45S、绿 27S、绿闪3S 、红 60S；

c．东西主干道：红 45S、直行绿 27S、直行绿闪3S、左转绿 10S 、左转绿闪 3S、黄2S；

d．南北人行道：绿27S 、绿闪3S、红 60S；

e．循环控制方式；

f．交通灯变化顺序表（单循环周期90秒）。

1.1.1 南北向（列）和东西向（行）主干道

南北向（列）和东西向（行）主干道均设有直行绿灯27S，直行绿灯闪亮3S，左行绿灯10S，左转绿闪3S，黄灯2S和红灯45S。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪亮和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪亮和黄灯。

1.1.2南北向和东西向人行道

南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮，当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西人行道通行绿灯于东西主干道直行绿灯点亮时点亮，当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。

1．2结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验

在PLC交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面都有3个控制灯，分别为：

●禁止通行灯（亮时为红色）

●准备禁止通行灯（亮时为黄色）

●直通灯（亮时为绿色）

另外行人道东西南北每面都有2个控制灯,分别为：

●禁止通行灯（亮时为红色）