利用PLC控制十字路口交通灯.doc

利用PLC实现十字路口交通灯 摘要:随着社会经济的飞速发展，城市交通拥堵问题越来越引起人们的关注，我国的一些大城市，比如北京、上海、广州、深圳等均出现了超负荷运行现象。控制好交通灯就能在一定程度上消除城市内部由于车辆骤增和城市道路建设布局不合理带来的交通拥堵问题，现在的十字路口交通灯大多是使用单片机，继电器或者其他的一些硬件逻辑电路控制系统进行控制和监控，实际上使用这类系统确实是能较好的实现交通灯的一般功能，但是没有PLC控制系统的高可靠性、高灵活性和高经济适用性，而且在一些交通灯的控制方面还无法达到一个较高的水平。PLC是专门针对自动化控制等工业环境设计的，在面向对象的控制方面，他的功能是单片机等其他器件所无法触及的，通过各种各样的外部接口模块，PLC能使外部的接线变得更加简单，内部的工作性能变得更加的稳定，另一方面，PLC简单好学容易明白，虽然价格比单个cpu对，但是性价比高，对周围环境的适应能力强，抗干扰性能也非常强，所以在机械控制，作业加工，流水线监控等方面都得到了广泛应用。本设计的主要目的就是为了较好的实现人和车能合理地分流，缓解时下城市所面临的交通压力。 关键词：交通拥堵 PLC 信号灯  目 录 1 简单介绍可编程控制器及控制思路设计步骤的阐述 1 1.1 可编程序控制器 1 1.2控制思路设计步骤 1 2 硬件设计 2 2.1 交通灯的组成 2 2.2 交通灯的各项参数 2 2.3交通灯的安装 2 2.4 交通灯的输入输出接线图 2 3 软件设计 3 3.1 控制要求 3 3.2 程序设计 4 3.3 系统工作时序图 4 3.4 交通信号灯PLC控制I/O点 5 3.5 系统顺序功能图 6 3.6 系统PLC控制梯形图 7 3.6 调试 8 4 结束语 8 参考文献 9 致谢 9 1 简单介绍可编程控制器及控制思路设计步骤的阐述 1.1 可编程序控制器 可编程控制器，即我们耳熟能详地的PLC，它是以中央处理器为系统核心，再结合其它输入和输出部分及其它扩展设备，就构成了可编控制器。因为PLC相对于很多其它控制器有很多优点，比如体积小、可被自由编程、运行稳定，并且抵抗周围环境中不良因素的干扰的能力较强，所以应用很广泛，几乎在所有工业自动化控制领域都有它的身影。当然在交通信号灯的控制方面，我们也不例外，仍然首选可编程控制器进行控制。目前，许多大城市的交通拥堵问题经常被新闻媒体提起，说明交通问题已经亟待解决，不然会影响城市经济发展，那么如果能够快速有效地控制好十字路口的信号灯工作情况，那么这将会大大改善当前城市的交通拥堵状况。将PLC应用于交通信号灯的控制系统中，可以有效的缩短车辆通行等候时间，实现科学、高效率地管理。本次毕业设计采用西门子PLC的S7--200系列的可编程控制器监控十字路口信号灯来说明可编程控制器软件和硬件的设计。 接收现场信号 图1.2 PLC硬件组成图 1.2控制思路设计步骤 实地对十字路口的交通灯进行观察，得到信号灯的工作时序。如表3.1； 设计输入/输出口接线图； 画出交通灯控制时序图； 画出交通信号灯时序控制图； 画出交通信号灯PLC控制梯形图； 画出东西、南北绿灯闪烁电路图； 最后进行调试，使该系统达到预期目标。 2 硬件设计 2.1 交通灯的组成 十字路口交通灯共分为东、西、南、北四组灯组和报警灯，其中每个灯组均包含绿、黄、红灯。 2.2 交通灯的各项参数 设计中所用交通灯的各项参数指标如表2.2 交通灯(颜色) 波长(nm) 亮度(MCD) 发光角度(度) 电压(V) 红灯 620-630 4000-5000 30 1.8-2.2 黄灯波长 585-595 4000-5000 30 1.8-2.2 蓝绿灯波长 500-510 6000-8000 30 3.0-3.4 表2.2 2.3交通灯的安装 如图2.3所示，在十字路口的东西、南北方向各安装绿、黄、红灯六盏，并且绿、黄、红灯按照一定时序轮流地发亮。 图2.3 十字路口交通灯信号示意图 2.4 交通灯的输入输出接线图 在硬件接线图中，输入端I0.1接收启动按钮SB1的输入，输入端I0.1接收停止按钮SB2的输入；输出端Q0.0接收东西红灯HL1（HL7），输出端Q0.1接收东西黄灯HL2(HL8)，输出端Q0.2接收东西绿灯HL3(HL9)，输出端Q0.3接收南北红灯HL4(HL10)，输出端Q0.4接收南北黄灯HL5(HL11)，输出端Q0.5接收南北绿灯HL6(HL12)。 图2.5 交通灯的输入/输出接线图 3 软件设计 3.1 控制要求 按下启动按钮SB1后，Q0.1、Q0.3通电，南被方向的绿灯亮，东西方向的红灯亮，同时计时器开始计时，25秒后，绿灯闪烁三下，计时器开始计时，黄灯亮2秒；计时器