基于PLC的交通灯控制系统的设计
毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计
毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计随着科技的快速发展，智能化已经成为了交通系统的重要发展方向。
在城市交通管理中，智能交通灯控制系统发挥着至关重要的作用。
本文将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能交通灯设计，旨在提高交通效率，确保交通安全，并改善交通环境。
一、设计背景与目的城市交通问题一直是困扰人们的难题，高峰期的拥堵和交通事故频发等问题给人们的生活带来了诸多不便。
传统的交通灯控制系统已无法满足现代交通的需求，因此需要一种更加智能化、高效的交通灯控制系统来解决这些问题。
本设计的目的是通过PLC技术，实现交通灯的智能化控制，提高道路通行效率，减少拥堵和交通事故的发生。
二、设计方案1、系统架构本设计采用PLC作为核心控制器，通过传感器采集道路交通信息，如车流量、车速、车道占有率等，根据采集到的信息对交通灯进行智能控制。
同时，系统还包括人机界面（HMI），以便工作人员对系统进行监控和调试。
2、硬件选型PLC选用具有强大计算能力和稳定性的西门子S7-1200系列，该系列PLC具有丰富的IO接口和通信端口，适合用于本设计的控制需求。
传感器选用海康威视的车流量检测器，能够实时监测道路车流量，为PLC提供控制依据。
HMI选用昆仑通态的触摸屏，能够直观地展示系统运行状态和交通信息。
3、软件设计软件部分包括PLC程序和HMI界面设计。
PLC程序主要实现道路交通信息的采集、处理和交通灯的控制逻辑。
HMI界面设计则要实现系统状态的监控、交通信息的展示和人工干预等功能。
软件设计采用模块化的思路，便于后续的维护和升级。
三、功能特点本设计的智能交通灯具有以下功能特点：1、实时监测：通过传感器实时监测道路车流量、车速和车道占有率等信息，为PLC提供控制依据。
2、智能控制：根据监测到的交通信息，PLC能够实现交通灯的智能控制，包括绿灯时间的动态调整、红灯时间的优化分配等，以提高道路通行效率。
3、安全保障：通过实时监测车流量和车速等信息，系统能够及时发现交通事故的风险，并采取相应的控制策略，保障交通安全。
基于PLC的智能交通灯控制系统
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10、经济性：基于PLC的智能交通灯控制系统具有较高的经济性。首先，PLC 作为一种通用控制器，具有较低的采购成本；其次，系统的维护成本较低，因 为PLC具有较长的使用寿命和较低的故障率；此外，系统的扩展性和灵活性较 强，可以随着城市的发展逐步升级和扩展。
参考内容
随着城市化进程的加速和人们对交通安全的需求不断提升，智能交通系统的设 计变得越来越重要。其中，交通灯控制系统是智能交通系统的重要组成部分， 它能够有效地指挥车辆和行人的通行，提高交通效率，减少交通拥堵和交通事 故的发生。本次演示将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能交通灯 控制系统设计。
基于PLC的智能交通灯控制系 统
目录
01 一、PLC概述
03 参考内容
02 二、系统构成与功能
随着城市化进程的加速和人们对交通安全的日益，智能交通系统成为了现代城 市不可或缺的一部分。其中，交通灯控制系统是智能交通系统的重要组成部分， 它能够有效地指挥车辆和行人的通行，提高交通效率，减少交通事故。基于 PLC的智能交通灯控制系统是一种高效、可靠、灵活的解决方案，在城市交通 管理中发挥着越来越重要的作用。
6、节能环保：系统能够根据道路交通状况自动调整信号灯的亮灭时间，减少 电能消耗，实现节能环保。同时，采用LED等新型光源也能够降低环境污染。
7、多种控制方式：系统支持手动控制、自动控制以及半自动控制等多种控制 方式，满足不同情况下的使用需求。手动控制适用于设备调试和应急情况处理； 自动控制适用于日常交通管理；半自动控制则适用于部分交通路口或特定区域 的交通管理。
3、数据处理：系统能够实时采集并处理交通数据，包括车辆和行人的流量、 速度等信息，为交通管理部门提供决策依据。
4、远程管理：系统可以通过通信模块实现与上位机的数据传输，便于交通管 理部门进行远程监控和管理。
基于PLC的交通信号灯控制系统设计
绪论城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输,提高运营效率。
交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统,建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述.目前大多采用的是自适应信号控制，它需要数学建模，且不考虑交通延误、停车次数等。
所以经典控制法很难得到满意的效果。
而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法,它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路,达到很好的控制效果。
近些年来我国的许多学者也都以不同的思路对单个交叉口、交通干线的模糊控制进行了研究，但因研究的局限性,实际中得到应用的寥寥无几，本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统.根据前后相流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的理论研究成果,用PLC实现单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法，以单个十字路口4相位交通灯为例,把PLC作为一个模糊控制器，采用梯形图编程。
通过实验保证了系统运行稳定可靠，能根据不同的交通流量进行模糊控制决策,优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。
目录绪论-—-——--——-—-——---————--——------—-——-—-—--—-———---—--—————-—---———-—--——-—-———Ⅰ1应用背景与需求—-—-—-—-—-————-—----—--—-——-——---——--——--——-——-----——-—11.1交通灯现状与发展——-----—-——--—-—--——--———-—-———-—---—--—-----11.2PLC研究的目的与意义-—-—--—---—--————--——-—-—--—--—--—-—-——-22控制任务分析—--——-—--—------—-——--—————-—---————----—————-—-——————-—32。
1控制要求--——----——-—---—-——-———-—--—----———--—-—---—--———--—-—---—-32。
基于PLC十字路口交通灯的控制系统的设计
基于PLC十字路口交通灯的控制系统的设计智能化交通管理的新篇章随着城市化进程的加快，交通拥堵问题日益严重，给人们的出行带来了极大的不便。
为了解决这一问题，基于PLC（可编程逻辑控制器）的十字路口交通灯控制系统应运而生。
本文将详细介绍基于PLC十字路口交通灯控制系统的设计原理、方法和实际应用，以期为智能化交通管理提供有益的参考。
首先，我们需要了解PLC的基本概念。
PLC是一种可编程逻辑控制器，具有高度可靠性、灵活性和可扩展性。
它可以根据用户的编程逻辑对输入信号进行处理，并输出控制信号，实现对设备的自动控制。
在十字路口交通灯控制系统中，PLC可以实现对交通灯的精确控制，提高交通流的效率。
基于PLC十字路口交通灯控制系统的设计主要包括以下几个方面：1. 系统硬件设计：硬件设计是PLC控制系统的基础。
在硬件设计中，需要选择合适的PLC型号、输入输出模块、电源模块等，以满足系统的功能和性能要求。
此外，还需要考虑系统的抗干扰能力，确保在复杂的电磁环境中稳定工作。
2. 系统软件设计：软件设计是PLC控制系统的核心。
在软件设计中，需要编写PLC的梯形图程序，实现对交通灯的控制逻辑。
梯形图程序应能够根据输入信号的变化，自动调整交通灯的亮灭状态，实现交通流的优化。
3. 系统集成与调试：系统集成是将PLC控制系统与其他交通设施（如交通信号灯、摄像头等）相结合的过程。
在系统集成中，需要确保PLC控制系统与其他设施的正常通信和数据交换。
调试则是确保PLC控制系统按照预期工作，包括功能测试、性能测试等。
在实际应用中，基于PLC十字路口交通灯控制系统具有以下优势：1. 高度可靠性：PLC具有高度可靠性，能够在恶劣的环境下稳定工作，确保交通灯控制系统的正常运行。
2. 灵活性：PLC控制系统易于编程和修改，可以根据实际交通需求调整交通灯的控制策略。
3. 可扩展性：PLC控制系统具有良好的可扩展性，可以随时增加或减少控制功能，适应不断变化的交通需求。
基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计
基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统的设计城市道路交错分布，交通灯是城市交通的重要指挥系统。
交通信号灯作为管制交通流量、提高道路通行能力的有效手段，对减少交通事故有明显效果。
可编程控制器PLC作为工业用的计算机，在工业自动化中的地位极为重要。
其具有小型化、价格低、可靠性高等特点，在各个行业也得到了广泛应用。
本文基于PLC的十字路口智能交通灯控制系统，构成十字路口带倒计时显示交通信号灯的电气控制以及该系统软、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。
1、设计系统简介系统上电后，交通指挥信号控制系统由两个按钮控制。
启动按钮按下，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图1所示的工作时序周而复始、循环往复工作。
南北绿灯亮25s闪3s，黄灯亮2s后南北红灯亮30s。
东西方向与南北方向相同。
正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。
系统主要实现十字路口交通灯数码显示控制和显示时间智能调节两大功能。
图1十字路口交通灯正常工作时序2、硬件系统设计2．1、元器件选用FX系列PLC拥有无以企及的速度、高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点。
FX2N 系列是三菱PLC的FX家族中最先进的系列，具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点;FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案。
这里选用的是FX2N-80MＲ-D基本单元，带40点输入/40点继电器输出，选用额定电压12V、额定电流25mA（每段）高亮的共阴极两位25．4cm七段数码管;供电直接使用DC12V/25mA电源供电。
选用直径200mm的圆形LED点阵，左边红、绿、黄灯额定电压DC12V，额定电流4．2A，额定功率50W，直接采用DC12V/4．2A电源供电。
各控制信号说明如表1所示。
SB2按下时，接点断开，停止工作。
按下SB3时，七段数码管显示“00”。
PLC智能交通灯控制系统设计
PLC智能交通灯控制系统设计一、引言交通是城市发展的命脉，而交通灯则是保障交通有序运行的关键设施。
随着城市交通流量的不断增加，传统的交通灯控制系统已经难以满足日益复杂的交通需求。
因此，设计一种高效、智能的交通灯控制系统具有重要的现实意义。
可编程逻辑控制器（PLC）作为一种可靠、灵活的工业控制设备，为智能交通灯控制系统的实现提供了有力的支持。
二、PLC 简介PLC 是一种专为工业环境应用而设计的数字运算操作电子系统。
它采用可编程序的存储器，用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、维护方便等优点，广泛应用于工业自动化控制领域。
在交通灯控制系统中，PLC 可以根据实时交通流量信息，灵活调整交通灯的时间分配，提高道路通行效率。
三、智能交通灯控制系统的需求分析（一）交通流量监测系统需要能够实时监测道路上的交通流量，包括车辆数量、行驶速度等信息。
（二）时间分配优化根据交通流量监测结果，智能调整交通灯的绿灯时间，以减少车辆等待时间，提高道路通行效率。
（三）特殊情况处理能够应对紧急车辆（如救护车、消防车）通行、交通事故等特殊情况，及时调整交通灯状态，保障道路畅通。
（四）人机交互界面提供直观、方便的人机交互界面，便于交通管理人员对系统进行监控和管理。
四、PLC 智能交通灯控制系统的硬件设计（一）传感器选择为了实现交通流量的监测，可以选择使用电感式传感器、超声波传感器或视频摄像头等设备。
电感式传感器安装在道路下方，通过检测车辆通过时产生的电感变化来统计车辆数量；超声波传感器通过发射和接收超声波来测量车辆与传感器之间的距离和速度；视频摄像头则可以通过图像识别技术获取更详细的交通信息，但成本相对较高。
（二）PLC 选型根据交通灯控制系统的输入输出点数、控制精度和复杂程度等要求，选择合适型号的 PLC。
基于PLC的交通灯控制系统设计专科生毕业论文
毕业论文（设计）题目：基于PLC的交通灯控制系统设计系（部）：光伏发电系学科门类：工科专业：光伏发电技术及应用学号 : XXXXXX姓名：XXXX指导教师：XXXX20XX年XX月XX日摘要本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对十字路口交通灯的控制，阐述了控制方案，同时根据十字路口交通灯的控制要求和特点，确定了PLC的输入输出分配，设计出梯形图并进行现场调试。
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。
【关键词】：交通灯、PLC可编程控制器、可靠性高。
AbstractThis paper describes the useof FX2NseriesPLC Mitsubishi control of traffic lightsatacrossroads, andexpoundsthecontrol scheme, whileaccord ing to the con trol requireme nts and characteristics ofthe crossroads traffic lights,PLC in put and output distributio n was determ in ed, the ladder diagram is desig ned and debugg ing. The appeara nee of the traffic signal lamp, makethe traffic can be effective control, forease traffic flow, improve the road capacity,the effect of significantly reduc ing traffic accide nts. In order to achieve trafficman ageme nt,traffic man ageme nt, and strive to adva ncedscie ntific. With thecontrol system of traffic lights to achieve the control of programmingcontroller,and the system software, hardware design method, theexperime nt proves that the system realizatio n issimple, economic, effective in easing trafficcongestion, improve traffic capacity. To analyse the current situation and problems of moderncity traf fic control and management, combined with the traffic situati onillustrates the worki ng prin ciple of a traffic light control system,gives a simple and practical city traffic light con trolsystem PLC desig n. The programmable con troller in in dustrial automation is very important and widely used in various industries. With the developme nt of scie nee and tech no logy,the fun cti on of the programmable controller is increasingly perfect, together with thesmall, low price, high reliability, in the modernindustry in a more prominent role. [keyword]: traffic lights, PLC programmable con troller, high reliability.目录绪论 (1)1、交通灯控制系统 (2)1.1控制要求 (2)1.1.2南北向和东西向人行道 (2)1.2结合十字路口交通灯的模拟情况 (2)1.2.1南北向（行）和东西向（列）主干道 (2)1.2.2南北向和东西向人行道 (2)1.3 交通灯流程图 (3)2、可编程控制的程序设计 (4)2.1可编程控制器选择 (4)2.2十字路口交通灯控制时序图 (4)2.3可编程序控制器 1/0 端口分配 . (5)2.4交通灯控制PLC接线图 (5)2.5程序梯形图 (7)2.6程序设计表 (8)3、设计总结 (9)3.1难点分析 (9)3.1.1行人道红绿灯和主干道红绿灯的对应关系3.1.2交通灯的闪亮 (9)3.2调试错误与修改方法 (9)3.3PLC 智能化控制交通灯的方法 . (9)3.4收获与感悟 (10)致谢. (11)参考文献 (12)绪论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。
基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文
基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景和意义 (2)1.1.1 交通灯控制系统的重要性 (3)1.1.2 PLC在交通灯控制系统中的应用 (4)1.2 研究目的和任务 (6)1.2.1 论文研究目的 (7)1.2.2 论文研究任务 (8)二、交通灯控制系统概述 (8)2.1 交通灯控制系统的定义 (10)2.2 交通灯控制系统的组成 (10)2.2.1 硬件设备 (11)2.2.2 软件系统 (12)2.3 交通灯控制系统的分类 (13)2.3.1 传统交通灯控制系统 (15)2.3.2 基于PLC的交通灯控制系统 (16)三、PLC技术基础 (17)四、基于PLC的交通灯控制系统设计 (19)4.1 设计原则和设计要求 (20)4.1.1 设计原则 (21)4.1.2 设计要求 (22)4.2 系统架构设计 (23)4.2.1 总体架构设计 (26)4.2.2 控制器设计 (27)4.2.3 传感器设计 (28)4.3 系统功能实现 (29)4.3.1 交通灯控制功能实现 (30)4.3.2 系统监控功能实现 (32)4.3.3 故障诊断与报警功能实现 (33)五、系统测试与性能分析 (35)一、内容概括本文主要针对基于PLC的交通灯控制系统进行了深入研究和设计。
对交通灯控制系统的基本原理和功能进行了详细阐述，包括红绿灯的切换、行人过街按钮的响应以及故障检测与报警等功能。
对PLC 在交通灯控制系统中的应用进行了分析，重点介绍了PLC的硬件组成、编程语言以及编程方法等方面的内容。
在此基础上，设计了一套完整的基于PLC的交通灯控制系统，并通过实际应用验证了其可行性和稳定性。
对整个系统进行了总结和展望，为今后类似项目的开展提供了有益的参考。
1.1 研究背景和意义随着城市化进程的加快，智能交通系统在现代城市建设中扮演着越来越重要的角色。
交通灯作为道路交通管理的重要组成部分，其控制系统的先进性和稳定性直接关系到道路通行效率和交通安全。
基于PLC控制的交通灯设计
基于PLC控制的交通灯设计摘要本文介绍了基于PLC控制的交通灯设计。
交通灯是城市交通管理的重要组成部分，通过控制交通流量，提高道路交通的效率和安全性。
PLC（程序可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于自动化控制系统的电子设备。
本文主要介绍了交通灯的工作原理、PLC控制系统的设计和实现过程，以及交通灯的布置和调试。
引言随着城市交通量的不断增加，交通管理变得日益重要。
交通灯作为交通管理的重要工具，需要根据交通流量的变化来控制交通信号的状态。
传统的交通灯控制方式通常采用定时控制模式，无法适应不同时间段交通流量的差异。
而基于PLC控制的交通灯设计可以根据实际情况进行智能调整，提高交通效率和安全性。
交通灯的工作原理交通灯由红灯、黄灯和绿灯组成。
它们的工作原理如下：•红灯：表示禁止通行，通常用于交叉口的两侧，控制交通流向；•黄灯：表示即将变为红灯，提示司机减速停车；•绿灯：表示允许通行，通常用于交叉口的一个方向，用于指导交通的流向。
交通灯的工作周期可以按照以下顺序进行：红灯→红灯+黄灯→绿灯→黄灯。
不同交通流量下可以调整不同灯的亮起时间来实现交通的控制。
PLC控制系统的设计与实现PLC（Programmable Logic Controller）是一种由可编程记忆器存储程序并执行指令的数字操作电路。
它可以根据预设的逻辑条件和时间控制信号，自动完成一系列的操作。
本文使用PLC作为交通灯的控制器。
PLC的选择在选择PLC时，需要考虑以下因素：•输入/输出点数：根据交通灯系统的需求，选择适当的I/O点数；•控制功能：根据实际交通情况，选择适当的逻辑控制功能；•可编程性：确保PLC具备足够的可编程性，可以满足复杂控制需求；•可靠性：选择品牌和型号可靠的PLC，确保系统长时间稳定运行。
PLC程序设计PLC程序是控制系统的核心部分，用于实现交通灯的智能控制。
程序设计过程如下：1.确定交通流量检测的方式，例如使用车辆感应器或者摄像头识别；2.根据交通流量检测结果，确定不同灯的亮起时间和顺序；3.利用PLC软件进行程序逻辑的设计和编程；4.将程序下载到PLC中，进行调试和测试。
基于plc的交通灯控制系统设计毕业论文
基于PLC的交通灯控制系统设计摘要本文旨在设计一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的交通灯控制系统，以提高交通流量的效率和安全性。
通过对交通流量进行实时监测和分析，本系统能够智能地调整交通灯的信号，以减少交通堵塞并提高道路行驶的流畅性。
本文详细介绍了设计思路、系统组成和实施细节，并通过仿真实验评估了系统的性能。
引言随着城市交通的快速发展和车辆数量的不断增加，交通拥堵问题日益严重。
在城市交通网络中，交通灯控制是一项重要的任务，直接影响道路交通的效率和安全性。
传统的固定时序交通灯控制方法难以适应实际交通流量的变化，无法灵活地调整信号时长，导致交通堵塞和延误。
为了解决这些问题，本文提出一种基于PLC的交通灯控制系统。
PLC是一种具有高可靠性和稳定性的工业控制设备，能够实时监测和控制多种设备，广泛应用于工业自动化领域。
通过将PLC应用于交通灯控制系统，我们可以实现实时监测和智能调整信号时长的目标。
系统设计硬件组成本系统的硬件组成主要包括传感器模块、PLC控制器和执行机构三个部分。
传感器模块传感器模块用于实时监测交通流量和车辆状况。
常用的传感器包括车辆检测器和红外线传感器。
车辆检测器安装在道路上，通过检测车辆经过的时间和数量，来判断交通流量的大小。
红外线传感器则可以检测车辆的距离和速度，辅助系统判断车辆状况。
PLC控制器PLC控制器是系统的核心部分，负责实时监测传感器数据并控制交通灯的信号。
它具有高速的数据处理能力和可编程的逻辑控制功能，可以根据用户设定的算法进行智能决策，并实时调整交通灯的信号时长。
执行机构执行机构用于实际控制交通灯的信号。
常见的执行机构包括信号灯、声音报警器和红绿灯控制器。
根据PLC控制器的指令，执行机构能够准确地显示交通信号，并为行驶车辆提供指示和警示。
系统实施数据采集与处理系统通过传感器模块实时采集交通流量和车辆状况的数据，并将其传输给PLC控制器。
PLC控制器对接收到的数据进行处理和分析，根据预设的算法和逻辑进行决策，输出控制信号。
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收稿日期:2008-11-10
文章编号:1002-4026(2009)02-0071-02基于PLC 的交通灯控制系统的设计
卢伟1,滕万庆1,张久森2
(1.哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;
2.山东省科学院激光研究所,济南蓝动激光技术有限公司,山东济南250001)
摘要:利用罗克韦尔公司的Con troLogix5555系列的可编程控制器来实现交通信号灯的自动控制。
通过分析对
交通信号灯的控制要求,对PLC 控制系统进行了软、硬件设计,并通过实验证明该系统简单、经济、运行可靠,
具有很高的实用价值。
关键词:可编程序控制器;交通信号灯;正常时序控制;梯形图
中图分类号:TP273 文献标识码:B
可编程序控制器(PLC)作为一种以微电脑技术为核心的自动控制装置,已被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源等各种行业[1]。
它可靠性高、功能完善、抗干扰性好,具有结构简单、重量轻等优点,是一种专门用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统。
采用PLC 控制交通信号灯,主要是考虑其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0信号灯进行精确控制,特别是方便地实现对多岔路口的控制[2]。
由于PLC 本身具有通信联网功能,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。
本文基于罗克韦尔公司的ControlLogix5555系列的可编程序控制器,应用RSLogix5000软件对可编程序控制器进行编程,从而达到用数字量的输入输出来实现对交通红绿灯的控制[3]。
1 交通信号灯的控制要求
(1)信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号灯系统开始正常工作,且先南北红灯亮,后东西绿灯亮。
当启动开关断开时,所有信号灯熄灭。
(2)南北红灯维持25s,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持20s 。
到20s 时,东西绿灯闪亮,闪亮3s 后熄灭。
在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮,并维持2s 。
到2s 时,东西黄灯熄灭,东西红灯亮;同时南北红灯熄灭,南北绿灯亮。
(3)东西红灯亮维持30s,南北绿灯亮维持25s,然后闪亮3s 钟,熄灭;同时南北黄灯亮,维持2s 后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。
(4)上述信号灯状态周而复始。
1.2 系统时序图
根据对交通信号灯控制要求的分析得出,这是一个时序逻辑控制系统。
做出时序控制程序时首先画出时序图,这样便于书写梯形图程序,图1为交通灯的状态时序图。
2 用PLC 来实现交通信号灯的控制
2.1 PLC 的硬件设计
第22卷 第2期
2009年4月
山东科学S HANDONG SCIENCE Vol.22 No.2Apr.2009
图1 交通灯的状态时序图
根据实验室条件,现选用Rockwell Automation 公司
的ControlLogix 系列PLC 以及相关软件,主要设备有:
PC 机一台作为上位机,17槽机架(1756-A17),电源模
块(1756-PA75),以太网通信网桥(1756-ENB T ),
Logix5555控制器(1756-L55),模拟量输入模块(1756-
I F8),模拟量输出模块(1756-OF4),接线端子,数据采
集板卡(PCL -812PG),以及电缆和导线等。
交通灯控制系统共有两个输入点:启动按钮、停止
按钮。
输出信号有东西方向、南北方向各两组指示灯
驱动信号。
由于每一方向的指示灯中,同种颜色的指
示灯运行情况相同,为节省输出点数,采用并联输出
法。
由此确定,系统所需的输入点数为2,输出点数为
6,全部为开关量。
选用Rockwell 公司的ControlLogix 系列PLC 作为控制器可满足控制要求。
系统的I P O 分配如表1:
表1 系统的I P O 分配表
输入元件输出地址输出元件输出地址开启按钮Local:4:I.Data.0南北绿灯Local:6:0.Data.0
停止按钮Local:4:I.Data.1南北黄灯Local:6:0.Data.1
南北红灯Local:6:0.Data.2
东西绿灯Local:6:0.Data.3
东西黄灯Local:6:0.Data.4
东西红灯Local:6:0.Data.
5
图2 交通信号灯控制系统开始模块部分程序
2.2 PLC 的软件设计
控制系统的程序可分为两个模块:开始模块和十字路口信号灯控制模块。
其中十字路口信号灯控制模块是主模块。
时间设定由定时器(T)完成,通过不同的定时器的交替触发和定时来控制各个车道每个信号
灯的亮灭时间。
时间的设定可根据实际状况分时设置[4]。
根据控制任务要求,运用RSLogix5000软件设计开
始模块部分的梯形图程序,如图2。
整个程序的设计充分体现了计时器在可编程控制器中的重要性,整个程序共使用计时器指令(TON)14个。
由于程序中各个阶段的信号是由不同的计时器来实现的,操作人员可以方便的更改任意时段的计时时间,而不必担心对程序其他部分的影响。
所以从系统的安全性及其程序便于修改的角度来看,这种编程方法是很好的。
3 结束语
在实际应用中,采用PLC 控制城市交通信号灯,能根据不同路况要求,随时修改控制程序,以改变各信号灯的工作时间和工作状况。
与继电器或逻辑电路控制系统相比,PLC 控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。
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