基于PLC的交通灯控制系统设计-开题报告
基于PLC的交通信号灯控制系统开题报告
[5］ 黄崇福,阮达.模糊集理论与近似推理. 武汉：武汉大学出版社,2004。150～167。
[6］ 刘林,曹艳平,王婷等.应用模糊数学。第二版.西安：陕西科学技术出版社，
2008。182～204.
[7] 曹炳元。应用模糊数学与系统.北京：科学出版社，2005.174～244.
3．“主要参考资料”应在8项及以上。
4．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
温州科技职业学院教务处制
（3）东西直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮,维持2秒；
(4）东西直行黄灯亮2秒后变成红灯亮；同时东西左转弯绿灯亮，维持10秒；
（5）东西左转弯绿灯亮10秒后变成红灯亮；（至此东西方向全是红灯亮，维持40秒)；同时南北方向直行控制红灯灭，绿灯亮.维持20秒;南北左转弯继续红灯亮.；
（6）南北直行绿亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒；
1课题研究的背景
近年来,随着我国经济的发展，城市的交通拥挤问题日趋严重，因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是:事先经过车辆流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过.这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯.城市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，如果通过建立一个数学模型来反映实际 单路口交通状况是非常困难的。而采用模糊控制方法设计交通控制系统，可以建立精确的数学模型，减少路口延误时间和停车次数，更加精确地控制非线性的、随机的十字路口车流量，极大提高路口的通行能力.本毕业设计将工业上应用比较成熟的可编程控制器（PLC）用于对交通信号灯实现车辆等待长度的模糊控制方法.因此，十字路口交通灯 控制的设计还存在非常广阔的前景.
基于plc智能交通灯控制系统设计开题报告
一、课题意义（包括课题的理论意义和现实意义）交通系统是社会经济的“血液循环系统”是衡量一个城市文明进步的标志，随着社会经济的不断发展和城市规模不断膨胀城市的经济贸易和社会活动日益繁忙交通量持续增长，使得交通拥挤和阻塞现象越来越突出城市交通问题越来越严重城市交通问题成为我国严重的城市病之一，目前我国城市交通灯控制系统大都采用定时控制，这种方式控制交通效率低，容易造成交通拥挤，因此，需要一种能够依据车流量、道路、时间与季节变化情况改变控制方式或自动调节红绿灯的时间长度的智能交通控制系统，以减少十字路口车辆滞留现象，缓解交通拥挤，实现十字路口交通最优控制，从而提高交通控制系统的效率。
利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。
二、文献综述（包括：1.理论的渊源及演进过程 2.国内外对本课题的研究现状和有待解决的问题 3.本人对所查文献的评述等）1.交通灯的历史渊源及演进过程19世纪初在英国中部的约克城红、绿装分别代表女性的不同身份。
其中着红装的女人表示我已结婚而着绿装的女人则是未婚者。
后来英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故于是人们受到红绿装启发1868年12月10日信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯这是城市街道的第一盏信号灯。
在灯的脚下一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。
后来在信号灯的中心装上煤气灯罩它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。
不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。
从此城市的交通信号灯被取缔了。
PLC交通灯开题报告
本系统采用电感式传感器,它是专门用于车辆检测的磁感应探测器，可直接得到标准输出的脉冲信号.该电感式传感器的高频电流频率为60kHz,尺寸为2×3m，电感约为100uH,这种传感器脉冲可检测的电感变化率在0.3%输出以上. 可用于单车道的车辆检测，其脉冲输出信号可直接输入PLC.2）整体系统结构利用PLC，可使传感器以及各道口的信号灯与之直接相连，非常方便可靠，如图所示。
3）交通灯的硬件选择及外围元器件的选择和连接初步拟包括三菱FX系列PLC，启动停止按钮，红、黄、绿信号灯各四个，倒计时用计时器，数字显示灯四个等。
4）模拟仿真PLC控制的交通灯装置MCGS组态画面设计。
学习使用MCGS软件，在PLC设计中，借助MCGS软件，进行图形绘制、动画设计等功能，开发PLC应用仿真实验界面，实施模拟现场动画，在进行PLC设计及调试时有一个形象的显示界面。
三、主要内容、研究方法、研究思路1、以交通灯为被控对象，设计其PLC控制系统。
[1]设计电气控制原理图[2]明确I/O点数及类型[3]进行PLC选型与配置（画出模块连接图）[4]硬件设计：包括I/O口设备的选择与I/O点分配（画出I/O分配表）、电器元件的选型。
[5]画出控制流程图[6]电路设计：被控设备的主电路及PLC外部的其他控制电路设计、PLC输入、输出接线设计、PLC主机、扩展单元及I/O设备供电系统设计、电气控制柜结构设计。
[7]软件设计：PLC程序设计及仿真[8]绘制PLC程序清单及注释[9]PLC的抗干扰设计[10]按要求撰写设计说明书[11]绘制设计图样2、控制要求1)起动后，南北红灯亮并维持25s。
在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s后，东西车灯即甲亮。
到20s时，东西绿灯闪亮，3s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲灭。
黄灯亮2s后灭东西红灯亮。
与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。
1s后，南北车灯即乙亮。
南北绿灯亮了25s后闪亮，3s后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。
基于PLC的交通灯设计开题报告
基于PLC的交通灯设计开题报告
研究思路
为了保证交通灯控制系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点：
（1）对交通灯控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。
（2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。
（3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。
（4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，系统不同功能间都能够根据程序来完成流程设计，继而进行程序编写与调试工作，达到控制的要求。
基于PLC交通信号灯控制系统开题报告
华南理工大学广州学院本科生毕业设计（论文）开题报告基于PLC智能交通灯控制系统设计学院汽车工程学院专业班级10汽车服务工程2班姓名项鹏钢学生学号201038582026指导教师林若波副教授填表日期 2014年2月28日说明1．开题报告是保证毕业设计（论文）质量的一个重要环节，为规范毕业设计的开题报告，特印发此表。
2．学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告。
3．此表一式三份，一份交学院装入毕业设计（论文）档案袋，一份交指导教师，一份学生自存。
4．选题需经基层教学单位（专业教研室）讨论审核、二级学院主管院长批准、报教务处备案, 方可正式进入下一步毕业设计（论文）阶段。
智能交通灯不仅保持了传统交通灯结构简单，操作方便，运行可靠等特性，而且采用PL控制，可根据车流量大小自行改变交通灯时间长短，以达到不同时期对道路交通灯的不同要求，还具有紧急控制开关，应对各种突发事件，制造成本降低，维护性和可靠性提高[10]。
因此，智能交通灯可以首先在全国一二级城市运用，凭借其优良的性能，将来可以全国推广，为中国道路安全及道路建设提供保障[11]。
本设计的目的在于设计出一个具有实用价值、性价比较高的基于PLC的智能交通灯控制系统。
下面就对基本的PLC交通灯设计进行阐述: 第一部分是PLC交通等控制系统的硬件设备的要求，如下: 1.要选择PLC系统设备 2.PLC外部接线图。
3.要设计I/O配线表。
4.PLC电源和地的选择第二部分是设计PLC流程图。
1.设计系统控制总体结构。
2.设计信号传送系统。
3.紧急控制系统。
第三部分是对PLC交通灯的编程器的选择和系统调试。
1.顺序功能流程图SFR。
2.用编程器输入指令并检查。
3.系统调试仿真智能控制原则是本控制系统的核心，是系统如何依据车辆检测器脉冲的计数结果自动输出以调节红绿灯的时间长度的控制逻辑。
智能延时有很多方案。
PLC交通灯控制系统开题报告
西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）开题报告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。
经济的发展带来了城市的交通拥挤。
因此，现今提高道路通行能力，实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
此前有很多道路路口都是引用很陈旧的控制系统来控制交通灯，往往不能满足道路通行的需要。
目前，有多种对十字路口交通灯的改良设计，有一种用PLC对道路十字路口交通灯作自定义模糊控制的方法，较好的解决了车辆流量不均衡，不稳定的问题，因此，用PLC可编程控制器来控制十字路口交通灯控制的设计还存在非常广泛的前景。
从我多天对四川德阳市中心各个交通路口的交通灯控制的调查情况看，德阳地区的交通情况很是繁忙，很多路口的交通灯还是不能满足顺利通行的要求。
出现很多车辆滞留的情况。
所以我认为交通灯控制系统很有改进的必要，它需要顺应社会生活的需要。
也需要找到功能更强大，应用更方便，性价比更高的控制系统。
我们要从实际应用角度去分析各个地方的交通情况，切合实际去设计控制系统来解决这些潜在的问题。
这就是我们需要做的。
由于交通路口的形状和规模不一，所采用的信号灯的数量、控制要求不一，控制的复杂程度也就不一样，所以我选择了出现情况比较多的主通道和副通道的汇合的十字路口交通灯设计。
在这个方案选定的时候，我分析了几种控制方案：第一种是十字路口每个方向各1组红绿灯，共4组，控制简单，但是达不到车流量较大的通行要求，正逐步接近淘汰的边缘；第二就是车流量较大的路口，用的是一个方向3组红绿灯，四个方向就是12组灯，方便车流通行，但是控制相对复杂，但很实用；第三就是我所选定的主道方向，每个方向3组灯，副道每个方向2组灯。
这些都是根据不同地方要求的控制需要而设计的。
我所选择的设计思路就是根据车流较大的主道和车流较少的副道相结合的路口，来设计的交通灯控制系统。
现今出现的各个控制系统，如：单片机控制系统、PLC可编程控制系统、微机控制系统和继电器控制系统等。
(完整版)基于PLC的交通灯控制系统开题报告
2．国内外研究发展情况：
目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法；有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计；有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目的位置用红黄绿三种颜色的指示灯，加上一个倒计时的显示器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1.两车道的车辆轮流放行时间相同，不能随不同时段车流量的大小的改变而自动修改。2.没有考虑紧道路事故或急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车或警车执行紧急任务通过时，相应方向提供绿灯通行信号。
做好程序，仿真调式完成，并完成毕业论文（设计）二稿和毕业论文（设计）定稿
2012Hale Waihona Puke 03.21---2010.04.20
论文初稿、文字总结。要求结构合理，详略得当，文字通顺，经老师指导完成论文的二稿及定稿，并进行答辩
指导教师对开题报告的意见
指导教师签名：
年月日
[7]廖常初等.PLC的顺序控制编程方法.工业自动化，（香港），1997
[8]廖常初.PLC梯形图的顺序控制设计法.电工技术杂志，2001
[9]电机及拖动.高等教育出版社，
[10]朱献清 编著.物业供用电.北京.机械工业出版社.2003
[11]刘介才主编.实用供配电技术手册.北京：中国水利水电出版社，2002
[12]常斗南主编 可编程序控制器原理*应用*实验.北京:机械工业出版社,2005
写作进度及具体时间安排
起止日期
主要研究内容
PLC在交通灯上的控制应用 -开题报告
毕业设计开题报告
学生姓名：
学号：
专业：机电一体化技术
设计题目：PLC在交通灯上的控制应用指导教师：
2011年 11月 10 日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及教研室审查后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．毕业设计（论文）的具体要求请参见的《毕业设计（论文）工作条例（暂行）》。
也曾有效地改善了交通状况。
然而，随着交通量的快速增。
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控制要求：
（1）系统受一个启动开关控制，开关启动时系统开始工作，开关断开所有信号灯熄灭；南北绿灯和东西灯不能同时亮，否则关闭信号系统并报警。
在北美、澳大利亚等大城市，道路面积率高达35%--40%，而北京只有20%。缓解交通拥堵，加快道路建设是当务之急。据悉，到2010年，北京将投资500亿元用于城市道路建设，到2005年，北京仅高速公路通车里程就达到600公里。但一味发展城市道路，也会刺激私家车超常规发展，两者发展速度的失衡，最终还是逃不出“拥堵—修路—再拥堵”的怪圈。
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。
（2）系统工作时，先南北红灯亮，同时东西绿灯亮。
（3）南北红灯亮维持25s，东西绿灯亮20s。到20s时， 绿灯闪亮周期1s（亮0.5s，熄0.5s）；绿灯闪亮3s以后熄灭，东西黄灯亮，并维持2s。
（4）到2s时，东西黄灯熄，东西红灯亮，同时南北红灯熄，南北绿灯亮。
（5）东西红灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s。
设计项目的主要内容
通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论，基础知识，基本技能分析解决实际问题的基本能力以及协作能力。根据专业培养目标，通过毕业设计使学生掌握电气控制系统的基本设计方法和步骤。使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的。
本次设计的主要任务及目的是：设计一个应用PLC对交通信号灯模型进行控制的模拟系统。
毕业设计（论文）开题报告
题 目基于PLC的交通灯控制系统设计
学生姓名学 号
专业名称年 级
所在系（院）指导教师
年 月 日
毕 业 设 计（论 文）的 意 义 和 选 题 背 景
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。
文 献 综 述 或 参 考 文 献 目 录
（1洪伟等，交叉路网交通灯的协调模糊控制方法，系统仿真学报， Vol.1No.5SePt，2001
2陈洪等，单路口交通实时模糊控制的一种方法，信息与控制， Vol.26No.3，1997
3李艳等，基于模糊控制的城市交叉路口群信号控制及仿真，交通运输工程学报， Vol.3No.2，2003
第7~9周 完成机械图纸设计，调试硬件电路、编写程序。
第10~12周 完成设计、测试及改进。；
第13~14周 完成毕业设计说明书的撰写工作，及全部设计收尾工作；
第15~16周 毕业设计答辩工作。
指
导
教
师
意
见
指导教师签字：
年 月 日
系（院）毕业论文(设计)领导小组意见
负责人签字：
年 月 日
计算机用于控制、运行程序时工作方式简单直观，简化了程序设计，并为PLC可靠运行提供有力的保证。在有的场合也插入中断方式，允许中断正在扫描运行的程序，以处理急需处理的事件。
PLC扫描工作的第一步是采样阶段，它通过出入接口将所有输入端子的信号状态读入并存入输入缓冲区，即刷新所有输入信号的原有状态。第二步扫描用户程序，根据本周期输入信号的状态和上周期输出信号的状态，对用户程序逐条进行扫描运算，将运算结果逐一填入输出缓冲区。第三阶段输出刷新，将刷新过的输出缓冲区各输出点状态通过输出接口电路全部送到PLC的输出端子。
4陈建勤等，模糊控制系统的闭环模型及稳定性分析，自动化学报，Vol.20No.1，1994
5陈洪，模糊数学在城市交通控制中的应用，工程数学，1998
6顾怀中等，基于神经网络的城市道路交叉口车辆到达预测模型的研究，中国公路学报，No.8，1998
7刘智勇等，基于PLC的模糊智能交通控制系统，公路交通科技，No.6，1998
（6）到25s时，南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，并维持2s。
（7）到2s时，南北黄灯熄，南北红灯亮，同时东西红灯熄，东西绿灯亮，开始第二周期的动作。周而复始的循环。
（三） 研究进度
第1~2周 课题调研，资料查阅；
第3~4周 方案讨论，开题，英文资料翻译等；
第5~6周PLC工作过程；PLC软件设计程序。
据一项对美国主要城市交通状况的调查显示：1982年至2000年，美国城市在上下班高峰期间的交通堵塞状况不断加剧，由交通堵塞造成的时间和汽油浪费而带来的经济损失每年高达680亿美元。以广州为例来讲，现在市区平均车速只有每小时12公里。用这个目标速度代入欧美标准计算，广州人为交通堵塞所付出的经济代价总值:每年耗费1.5亿小时，减少生产总值117亿元。相当于该市整个生产总值的7%!
城市交通矛盾的日益突出，已开始影响城市的发展，解决这个问题最行之有效的良方或许就是大力发展智能化交通。智能化交通管理体系在国外已经有了40多年的发展历史，是目前发达国家普遍采用的交通管理方式，这种方式是在发达的交通网络基础上，应用卫星定位系统，对所辖区域的交通流量实施有效控制，使有限的交通网络功能得到充分合理的利用，极大发挥城市的载体功能。智能交通系统将大大提高交通效率而节省大量的燃料和时间;除此之外，智能交通系统能够减少交通事故，减少因事故造成部分经济损失。在与世界发达国家机动车人均拥有量差距还很大的情况下，我国一些特大城市的交通拥堵已排在世界前列。
8陈德望等，基于模糊神经网络的城市高速公路入口匝道控制算法，交通运输工程学报， Vol.3No.2，2003
9陈淑燕等，单路口多相位交通信号模糊控制系统的设计，系统仿真学报， Vol.14No.7，2002
10张伟华等，公交优先的信号交叉口配时优化方法，中国公路学报， Vol.4No.3，2004
研 究 主 要 内 容
在北京召开的“第二届国际智能交通系统技术研讨暨技术与产品展览会”上透露。我国将投资20亿元对北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、济南、青岛、杭州、中山10个城市进行交通智能化改造，到2010年，这10个城市将全部实现交通的智能化。目前国内外对智能交通系统的理解不尽相同，但不论从何种角度出发，有一点是共同的:智能交通系统是用各种高新技术，特别是电子信息技术提高交通效率，增加交通安全性和改善环境的技术经济系统。日本、欧洲等众多国家和地区在智能交通系统方面都取得了相当大的进展，对当地交通运输效率的提高起了关键性的作用。从各国的发展来看，智能交通系统能使交通基础设施发挥出最大的效能，提高服务质量;同时使社会能够高效地使用交通设施和能源，从而获得巨大的社会及经济效益。它不但有可能解决交通的拥堵，而且对交通安全、交通事故的处理与救援、客货运输管理、道路收费系统等方面都会产生巨大的影响。
中国各大城市的交通系统都存在着不同程度的问题，北京、上海、广州三大城市的公共交通出行比例都比国外大城市小，尤其是高峰时段的公共交通分担率更小。从我国目前各大城市的交通结构看，普遍存在常规公共交通系统发展不足，快速轨道交通系统发展滞后、自行车交通分担率过高、小汽车发展势头强劲的不协调现象。因此，要准确认识各种交通工具各自的使用条件和服务范围，充分发挥各种交通方式的优点，使其合理分工，才能发挥整个交通系统的效率。
采用PLC控制方法,它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型交通信号的生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
（2）设计项目的原理