2023年基于PLC交通灯控制系统毕业设计4.doc

毕 业 设 计 基于plc交通灯毕业设计 学号： 108912 姓名: 王春 班级：108912班 专业: 机电一体化 系部: 机电工程系 指导老师: 李 景 魁 完成时间 2023年03月20日至2023年06月20日 交通灯的控制管理 : 针对近年来城市交通的拥挤现象,特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题,介绍丁集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统.该系统的安装及使用,大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力.减少了驾驶员违章的次数,抑制了交通事故的发生,同时对减轻车辆尾气排放,从而降低环境污染都起到了不可低估的作用. 分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡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硬件电路设计方案。 关键词 plc控制系统 交通灯 自动 目录 引言 1 第1章 交通灯信号控制系统 2 1.1 十字路口交通灯控制实际情况 2 1.1.1 南北向〔列〕和东西向〔行〕主干道 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路况模拟控制实验 2 1.2.1 南北向〔列〕和东西向〔行〕主干道 3 1.2.2 南北向和东西向行人道 3 1.3 流程图 3 第2章 可编程控制器程序设计 4 2.1 可编程控制器选择 4 2.2 十字路口交通灯模拟控制时序图 4 2.3 可编程控制器I/O端口分配 5 2.4 程序设计 6 第3章 总结 10 3.1 难点分析 10 3.1.1 行人道红绿灯和主干道红绿灯的对应关系 10 3.1.2 交通灯的闪亮 10 3.1.3 手动车流控制按键的控制方式 10 3.1.4 盲人脉冲按键 10 3.2 调试错误与修改方法 10 3.3 PLC智能化控制交通灯的方法 11 3.4 收获与感悟 12 结束语 13 参考文献 14 引言 随着社会经济的开展，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局部。 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，如何采用适宜的控制方法，最大限度利用好消耗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。 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。随着科技的开展，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。 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 1) 首先车行道亮绿灯45s，同时人行道亮红45s； 2) 45s后，车行道黄灯闪烁3次，亮、灭各1s，此时人行道仍维持红灯； 3) 6s后，转为人行道亮绿灯20s，车行道亮红灯20s； 4) 20s后，再转到第1步， 5) 如此循环往复； 图 1.1人行道 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，车行道有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〕 另外行人道有2个控制灯,分别为： ● 禁止通行灯 〔亮时为红色〕 ● 直通灯 〔亮时为绿色〕 结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下： 当交通灯系统启动开关接通时。 1.2.1 南北向〔列〕和东西向〔行〕主干道 南北向〔列〕和东西向〔行〕主干道均设有绿灯 10S，绿灯闪亮2S〔亮0.1 灭0.1〕,黄灯2S和红灯14S。当南北主干道红灯点亮时，东西住干道应依次点亮绿灯，绿灯闪亮，黄灯，反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪，黄灯。 1.2.2 南北向和东西向行人道 南北向和东西向行人道均设为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绿灯点亮时点亮，当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮是点亮，当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。 结束 绿灯亮 红灯亮 黄灯闪 1.3 流程图 启动开关 红灯亮 绿灯亮 图 1.3 机动车主干道流程图 第2章 可编程控制器程序设计 2.1 可编程控制器选择 本次交通灯设计用的是来自OMRON的CPM1A-30CDR-A可编程控制器。 产品规格：CPM1A CPU单元CPM1A在编程环境等方面，它不仅具备了以往的小型PLC所具有的功能，尽可能使安装空间最小化，并实现了具有10点-100点输入输出点数的弹性构成。而且还可 连接可编程控制终端，创造了尚无前例的灵活运用。它不仅可以替代继电器控制柜，就是作为小型控制器或在传感器应用中，亦能适应生产现场不同的需求AC电源输入，继电器输出，能加扩展单元。 2.2 十字路口交通灯模拟控制时序图 启动 车行道红 车行道绿 车行道黄 人行道绿 人行道灯 20S 6S 45S 图 2.2 十字路口交通灯模拟控制时序图 2.3 可编程控制器I/O端口分配 启动开关 0000 停止开关 0001 东西主干道绿灯 1000 东西主干道黄灯 1001 东西主干道红灯 1002 南北主干道绿灯 1003 南北主干道黄灯 1004 南北主干道红灯 1005 东西行人道绿灯 1100 东西行人道红灯 1101 南北行人道绿灯 1102 南北行人道红灯 1103 东西向绿灯延迟控制按钮 0004 南北向绿灯延迟控制按钮 0005 东西盲人脉冲按钮 0003 南北盲人脉冲按钮 0002 PLC 0000 0001 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1100 1101 1102 1103 交通灯控制PLC I/O端口 0002 0003 0004 0005 图 2.3交通灯控制PLC I/O端口 2.4 程序设计 0 LD 0000 1 OR 20300 2 AND-NOT 0001 3 AND-NOT 20230 4 OUT 20300 5 LD 20300 6 AND-NOT 20231 7 AND-NOT 20233 8 OUT 20301 9 LD 20301 10 OR TIM 005 11 OR TIM 027 12 OR 20230 13 AND-NOT TIM 002 14 AND-NOT 20233 15 AND-NOT 0001 16 OUT 20230 17 TIM 000 #100 18 TIM 001 #120 19 TIM 002 #140 20 LD TIM 002 21 OR 20231 22 OR TIM 018 23 AND-NOT TIM 005 24 AND-NOT 0001 25 AND-NOT 20233 26 OUT 2023 27 TIM 003 #100 28 TIM 004 #120 29 TIM 005 #140 30 LD 0004 31 OR 20230 32 AND-NOT 0000 33 AND-NOT 0005 34 AND-NOT 0001 35 OUT 20230 36 LD 20230 37 AND 20235 38 OUT 20232 39 LD TIM 005 40 OR TIM 027 41 OUT 20235 42 LD 20232 43 OR 20233 44 AND-NOT 0001 45 AND-NOT TIM 018 46 OUT 20233 47 TIM 016 #150 48 TIM 017 #170 49 TIM 018 #190 50 LD 0005 51 OR 20230 52 AND-NOT 0001 53 AND-NOT 0000 54 AND-NOT 0004 55 OUT 20230 56 LD TIM 002 57 LD TIM 018 58 OUT 20235 59 LD TIM 20230 60 AND 20235 61 OUT 20232 62 LD 20232 63 OR 20233 64 AND-NOT 0001 65 AND-NOT 027 66 OUT 20