十字路口红绿灯控制系统.
十字路口交通信号灯控制系统设计
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。
此设计将PLC应用于交通灯系统中。
可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。
在该设计中，十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，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】：交通灯PLC 自动控制1.1 研究目的和意义在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。
但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。
如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。
目前，大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。
由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空等现象，影响了道路的畅通。
为此，采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器，能较好地解决这个问题。
另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰日益严重，为保证交通控制的可靠、稳定，选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的。
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的交通灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要。
可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
可编程控制器交通灯控制系统的特点：①脱机手动工作；②联机自动就地工作；③上机控制的单周期运行方式；④由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动控制；⑤自动启动、自动停机控制方式。
十字路口红绿灯PLC的控制系统
十字路口交通指示灯PLC的控制系统摘要：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，在现代工业中的应用更加突出。
城市交通灯控制采用的可编程制器具有可靠性高、维护方便，用法简单、通用性强等特点，本文用欧姆龙的可编程控制器控制十字路口信号灯来说明可编程控制器硬件、软件的设计。
解决好公路交通灯控制问题将是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。
关键词：PLC 智能交通灯指令系统前言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系统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道路，在高速道路建设完成的初期，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与普通道路耦合处交通状况的制约。
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、城区同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。
根据交通灯工艺控制要求与特点，我们采用了欧姆龙PLC。
欧姆龙PLC有小型化、高速度、高性能等特点，可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，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序控制器(PLC)对十字路口交通控制灯实现控制。
本系统采用PLC是基于以下四个原因：①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；②编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；③抗干扰能力强，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④够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。
一个十字路口的交通灯控制系统设计报告
一个十字路口的交通灯控制系统设计报告设计目标：1.安全性：确保交通流畅且安全，减少交通事故的发生。
2.效率性：提高交通流量，减少交通拥堵。
3.能源效率性：最大限度地利用交通信号灯的能源，降低能源的浪费。
设计原则：1.灵活性：能够根据交通流量和实时情况调整信号灯的时序。
2.自动化：通过传感器和算法实现自动控制，减少人为干预的依赖。
3.可扩展性：能够方便地增加或减少交叉口的信号灯控制单元。
4.可靠性：确保系统能够长时间稳定运行，减少故障发生的可能性。
5.经济性：设计成本较低，并考虑到未来维护和更新的成本。
系统设计：1.传感器：安装在交叉口附近的传感器，如压力传感器和红外线传感器，用于检测交通流量和车辆的位置。
2.控制单元：使用微控制器或PLC作为交通灯控制单元，接收传感器的数据，并根据预设的算法调整信号灯的时序。
3.信号灯：交叉口设置适当数量的红绿灯，通过控制单元来切换信号灯的状态。
4.网络连接：将交叉口的控制单元连接到互联网，以实现远程监控和管理。
工作原理：1.传感器检测到交通流量和车辆位置的变化。
2.传感器将数据传输给控制单元。
3.控制单元根据预设的算法分析传感器数据，确定相应的时序。
4.控制单元根据时序控制信号灯的状态，并将控制信号发送给信号灯。
5.信号灯根据控制单元的信号进行状态转换。
6.控制单元可通过网络连接进行远程监控和管理，以便及时调整交通流量控制。
总结：一个十字路口的交通灯控制系统需要从安全性、效率性和能源效率性等角度来设计。
通过传感器和控制单元实现自动控制，确保交通流畅且安全，并降低能源浪费。
系统设计需要考虑灵活性、自动化、可扩展性、可靠性和经济性等原则，并通过网络连接实现远程监控和管理。
红绿灯控制系统PPTPPT课件
不同类型道路的红绿灯控制需求
针对不同类型道路（如高速公路、城市主干道、学校周边道路等），红
绿灯控制的需求和设置方式存在差异，需要综合考虑道路特点、交通流
量和安全因素。
对未来研究的建议
深入研究红绿灯控制与交通安全的关系
01
进一步探讨红绿灯控制对交通安全的影响，以及如何通过优化
红绿灯控制来降低交通事故风险。
案例一：城市交通红绿灯控制
案例描述
城市交通红绿灯控制系统通过控制不同路口的红绿灯时间，实现车辆和行人的有 序流动，提高交通效率。
案例分析
城市交通红绿灯控制系统的设计需要考虑路口的车流量、人流量以及道路状况等 因素，合理设置红绿灯的时间和切换方式，以达到最佳的交通效果。
案例二：高速公路红绿灯控制
案例描述
应用场景
城市交通
红绿灯控制系统广泛应用于城市 交通路口，用于控制车辆和行人 的交通流量，保障交通安全和减
少交通拥堵。
高速公路
高速公路上的红绿灯控制系统主要 用于控制车辆的进出和行驶速度， 保障车辆的安全和顺畅通行。
铁路交通
在铁路交通中，红绿灯控制系统用 于指示列车通过路口或交叉道口， 保障列车的安全和准时。
面临的挑战与解决方案
挑战
解决方案
如何有效应对城市日益严重的交通拥堵问 题，提高交通效率。
推广智能化、自动化控制技术，加强交通 管理部门的协调和调度能力，提高交通参 与者的文明出行意识。
挑战
解决方案
如何保证红绿灯控制系统的稳定性和可靠 性，避免系统故障对交通造成影响。
加强系统的日常维护和检测，采用高可靠 性、冗余设计的硬件和软件，提高系统的 自适应和容错能力。
03 红绿灯控制系统的软件设 计
红绿灯控制系统原理
红绿灯控制系统原理
红绿灯控制系统是一种交通信号灯系统，用于管理道路上的车辆和行人流量。
其原理是通过灯光信号的变化，指示交通参与者在道路交叉口或路口如何行驶。
红绿灯控制系统一般由三个颜色的灯，即红灯、绿灯和黄灯组成。
在红绿灯控制系统中，红灯通常表示停止，绿灯表示行驶，黄灯表示准备停止。
交通信号灯通过周期性地改变颜色来控制车辆和行人的流动。
这个周期一般设定为几十秒到几分钟不等，以便交通参与者可以根据灯光的变化做出相应的动作。
红绿灯控制系统的原理是基于以下几个方面：
1. 安全性：红绿灯系统的首要目标是确保交通参与者的安全。
通过给予红灯信号，可以使车辆和行人停止行驶，防止交叉口或路口发生交通事故。
2. 交通流量控制：红绿灯系统能够对车辆和行人的流量进行有效的调控。
通过设置一定的信号周期和不同灯光的持续时间，可以合理地安排交通参与者的行驶顺序，优化交通流量。
3. 车辆和行人优先权的平衡：红绿灯控制系统还考虑到不同交通参与者之间的优先权平衡。
根据需求和道路情况，系统会设置不同灯光的持续时间，以确保车辆和行人能够公平地共享道路资源。
红绿灯控制系统通常由中央控制器和交通信号灯组成。
中央控
制器根据设定的程序和算法，控制信号灯的显示。
交通信号灯则通过灯泡或LED灯等发光装置将不同颜色的信号显示给交通参与者。
红绿灯控制系统在道路交通管理中发挥着重要作用。
它通过合理地控制车辆和行人的行动，提高道路交通安全性和效率，减少交通拥堵，促进交通流动。
十字路口交通灯PLC控制系统课件
逻辑算法
根据交通规则和控制要求，设计红 、绿、黄灯的逻辑切换算法，确保 交通流畅且安全。
程序实现
使用PLC编程语言（如Ladder Logic、Structured Text等）编写 控制程序，并进行仿真测试和调试 。
人机交互界面的设计与实现
01
02
03
界面设计
设计易于操作的人机交互 界面，包括主界面、参数 设置界面和故障诊断界面 。
PLC的CPU根据预设的程序对 输入信号进行处理，输出控制 信号。Fra bibliotek反馈调节
根据实际交通情况，通过编程 调整控制逻辑，实现交通灯的 自动调节。
交通灯PLC控制系统的编程语言与实现方式
编程语言
常用的PLC编程语言有Ladder Logic（梯形图）、Structured Text（结构化文 本）、Function Block Diagram（功能块图）等。
交通灯PLC控制系统的重要性在于能 够实现智能化、自动化的交通管理， 提高城市交通运行效率，保障交通安 全。
交通灯PLC控制系统的历史与发展
早期的交通灯控制系统采用机械式控制方式，随着技术的发展，逐渐被电子式控制 系统取代。
PLC技术的出现使得交通灯控制系统的可靠性和稳定性得到了极大的提高，目前已 经成为城市交通信号控制的主流技术。
输入模块
接收来自现场的各种输入信号， 如按钮、传感器等。
存储器
存储程序和数据。
外设
如键盘、显示器等。
交通灯PLC控制系统的信号处理流程
信号输入
将采集的信号输入到PLC的输 入模块。
信号输出
控制信号通过PLC的输出模块 输出，控制交通灯的亮灭。
信号采集
通过传感器检测路口的车流量 、人流量等信息。
单片机应用设计：十字路口红绿交通灯控制系统
单片微型计算机原理与应用课程大作业题目：十字路口红绿交通灯控制系统目录一、问题的提出P3二、功能需求P3三、总体方案P4四、硬件设计P5五、程序框图P10六、软件清单P16七、仿真实验P21八、总结P28九、参考文献P29一、问题的提出：在武汉各十字路口的交通红绿灯各个时间段转换的时间都是相同的，当南北、东西方向车流量在一定的时间段有显著不同的时候，将很难合理地协调交通车流量，造成很大的资源浪费。
同时，目前还没有安置倒计时设备，使车辆和行人难以获知需要等待的时间，不仅造成不便，而且也加剧了行人闯红灯的危险行为。
另外，一旦发生事故，交警不便于控制来往车辆及行人的通行。
为此，需要设计一套可以根据时间段调整红绿灯交替时间、有倒计时显示功能且有应急处理设置的交通灯控制系统。
二、功能需求：为了易于实现，我们设定的情景是：在一定的时间段内，东西和南北方向的车流量不同，例如8：00、12：00、14：00及17：00前后一段时间，因为上下班的缘故，公路上车流量较大，而且往两个方向的车流量也可能不同，所以各个路口的红绿灯显示时间需作相应调整，车流量较大的方向上绿灯时间延长；而在其他时间，车流量较小，则将机动车辆通行路口红绿灯时间相应缩短，方便行人通过。
本设计主要体现概念功能，根据日常经验对某路口车流状态及相应红绿灯时间进行了设定。
在实际运用过程中，只需根据各路口实际情况修改相应参数即可。
设计时间表设定如下：以单片机为核心的控制系统根据上述设定实现以下功能：1.根据车流量大小，也即根据设定的时间控制不同方向车辆通行以及人行道的红绿灯显示时间，以此实现在现有基础上更加有效地管理道路资源；2.在显示红绿灯的同时，增加显示等待时间的模块；3.在紧急情况下（发生交通事故等），通过由交警控制的触发装置触发红绿灯控制系统的外部中断，使所有灯为红色。
说明：1.不采用外部设备检测车流量，由此实时控制红绿灯显示的原因是出于控制系统安全、稳定性的考虑。
一个十字路口的交通灯控制系统设计报告
一个十字路口的交通灯控制系统设计报告设计报告
一、设计目的
设计每个方向的交通灯控制系统，以解决车辆拥堵的问题，并尽可能
减少事故的发生。
二、原理和要求
1．交通灯控制系统的目标是调整车辆的流量，从而避免拥堵和事故
的发生。
2．根据路口的布局，设计一个控制系统，使各方向的车辆可以有序
通过路口。
3．控制系统需要包括时间策略、车辆流量控制以及实时变更等组件。
4．控制系统的运行稳定性，准确性，可靠性等特性也是需要考虑的。
三、相关技术
1．时间策略：采用数字信号处理技术，结合十字路口的布局特性，
对灯光变化的时间策略进行设计。
2．车辆流量控制：采用软件技术，结合摄像机获取到的车辆实时位
置数据，进行实时的车辆流量控制。
3．实时变更：采用实时数据采集技术，监视路口的变化，对路口的
灯光策略进行实时变更，以保证路口的安全性和流量的正常状态。
四、系统设计
1．时间策略：采用数字信号处理技术，结合十字路口的布局特性，
设计灯光变化的时间策略，实现路口灯的有序变化，调控车辆的通行流量。
2．车辆流量控制：采用软件技术，结合摄像机获取到的车辆实时位
置信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图3–10中X0的常开触点接通时，T200的当前值 计数器从0开始，对10ms时钟脉冲进行累加计数。 当前值等于设定值414时，定时器的常开触点接通， 常闭触点断开，即T200的输出触点在其线圈被驱 动10ms×414=4.14s后动作。X0的常开触点断 开后，定时器被复位，它的常开触点断开，常闭 触点接通，当前值恢复为0。
外部系统接线图
• PLC接线图
软件系统程序流程图
• 南北和东西人行道
梯形图
• 梯形图
2．积算定时器工作原理
积算定时器
使用定时器的注意事项
• 如果在子程序或中断程序中使用T192～T199 和T246～T249，在执行END指令时修改定 时器的当前值。当定时器的当前值等于设定值 时，其输出触点在执行定时器线圈指令或 END指令时动作。如果不是使用上述的定时 器，在特殊情况下，定时器的工作可能不正常。 如果1ms定时器用于中断程序和子程序，在它 的当前值达到设定值后，其触点在执行该定时 器的第一条线圈指令时动作。
• 100ms积算定时器T250～T255的定时范围 为0.1～3276.7s。X1的常开触点接通时(见 图3–12)，T250的当前值计数器对100ms时 钟脉冲进行累加计数。X1的常开触点断开或 停电时停止定时，当前值保持不变。X1的常 开触点再次接通或重新上电时继续定时，累计 时间(t1+t2)为1055×100ms=105.5s时， T250的触点动作。因为积算定时器的线圈断 电时不会复位，需要用X2的常开触点使T250 强制复位。
63（TO~62）
FX1s*FX2s/FX2NC
200(TO ~199)
31（T324(T 246~C 249）
100ms积算定时器 _
6（T250~C255）
通用定时器工作原理
• 100ms定时器的定时范围为0.1～3276.7s， 10ms定时器的定时范围为0.01～327.67s。 FX1S的特殊辅助继电器M8028为1状态时， T32～T62(31点)被定义为10ms定时器。
如果需要在定时器的线圈“通电”时就动作的瞬动触点，可 以在定时器线圈两端并联一个辅助继电器的线圈，并使用它 的触点。 通用定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时被复位。 FX系列的定时器只能提 供其线圈“通电”后延迟动作的触点，如果需要在输入信号 变为OFF之后的延迟动作，可以使用图3–1l所示的电路。
电工电气
2012
十字路口红绿灯控制系统
• 一.PLC的基本概念 学习 • 二.定时器的使用学 习
一.PLC的基本概念学习
• 1.PLC的特点及应用 • 2.PLC的分类及工作原理
PLC的特点及应用
• PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、 自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用 的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、 灵活通用与维护方便等一系列优点。特别是它 的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受 到用户的青睐。因此在冶金、化工、交通、电 力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业 控制的三大支柱之一。
二.定时器的使用学习
• • • • 定时器的工作原理及使用说明 外部系统接线图 软件系统程序流程图 梯形图
定时器的工作原理及使用 说明
• 1．通用定时器工作 原理:各系列的定时 器个数和元件编号如 表3–5所示。
表3–5
PLC
100ms定时器 10ms定时器 1ms定时器 1ms积算定时器
FX1s
定时器的定时精度
• 定时器的精度与程序的安排有关，如果定时器的触点 在线圈之前，精度将会降低。平均误差约为1.5倍扫 描周期。最小定时误差为输入滤波器时间减去定时器 的分辨率，1ms，10ms和100ms定时器的分辨率分别 为1ms，10ms和100ms。 • 如果定时器的触点在线圈之后，最大定时误差为2倍 扫描周期加上输入滤波器时间。如果定时器的触点在 线圈之前，最大定时误差为3倍扫描周期加上输入滤 波器时间。
PLC的分类及工作原理
• PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结 构基本上与微型计算机相近。从结构上分，PLC分为 固定式和模块式两种。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。 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为输入采样、 用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶 段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。