基于fx2n-48mrplc的交通灯控制通信技术专业.docx

摘 要 基于fx2n-48mrplc的交通灯控制 Traffic light control based on fx2n-48mrplc. 摘 要 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。 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。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC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”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,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。 关键词 交通灯；PLC 控制；程序；设计 ABSTRACT With the development of social economy, people pay more and more attention to urban traffic problems. The coordination of people, cars and roads has become one of the important problems that traffic management departments need to solve. Urban traffic control system is used in city traffic data monitoring, traffic light control and traffic persuation computer integrated management system, it is the modern urban traffic control command system is the most important part of. PLC programmable controller is a new kind of industrial control device based on microprocessor and integrated computer technology, automatic control technology and communication technology. It has the advantages of simple structure, convenient programming and high reliability. It is widely used in automatic control of industrial processes and positions. According to statistics, programmable controller is the most widely used equipment in industrial automation equipment. Experts believe that programmable controller will become one of the main means and important basic equipment for industrial control in the future. PLC, robot, CAD/CAM will become the three pillars of industrial production. Because the PLC has the use of the characteristics of strong adaptability to environment, while its internal timer is very rich in resources, but the current widespread use of the "progressive" signal for precise control, special control of the fork in the road more easily realized. Therefore, PLC is increasingly used in traffic light system. Itself also have at the same time, PLC communications networking capabilities, will be on the same path of light form a unified scheduling management for local area network (LAN), the time of waiting vehicles, realize scientific management. Key words: traffic light, PLC control, program, design. I 目 录 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 绪论 1 1.1 研究背景、意义 1 1.2 智能交通的国内外发展状况 1 1.3 交通信号灯控制理论的研究现状 2 1.4 本文的主要研究内容 2 第2章 PLC可编程控制器 4 2.1 可编程控制器的由来与发展 4 2.1.1 可编程控制器的由来 4 2.1.2 可编程控制器的发展 4 2.2 PLC的定义 4 2.3 PLC的工作原理 5 2.3.1 分时处理和循环扫描方式 5 2.3.2 PLC的两种工作状态 5 2.3.3 输入输出滞后时间 5 2.4 可编程控制器（PLC）发特点 6 2.5 PLC汇编语言 6 2.6 PLC的结构 7 2.6.1 中央处理器 8 2.6.2 存储器 8 2.6.3 输入输出接口 9 2.6.4 电源 9 2.6.5 外部设备 9 2.6.6 PLC的通信联网 10 第3章 交通灯系统设计 11 3.1 控制系统的控制要求 11 3.2 系统设计方案分析 11 3.2.1 系统设计时序图 12 3.2.2 系统设计流程图 13 3.3硬件设计 14 3.3.1 交通信号灯PLC的I/O的分配表 14 3.3.2 十字路口交通灯示意图 15 3.3.3 交通信号灯PLC控制硬件接线图 16 3.4软件设计 17 3.4.1 交通信号灯PLC状态转移图设计 17 3.4.2 交通信号灯PLC梯形图设计 19 3.4.3 PLC交通灯毕业论文指令图 20 第4章 系统检测与调试 25 4.1 调试分析 25 4.2 系统调试中遇到的问题及解决方法 26 总 结 27 致 谢 28 参考文献 29 V 第1章 绪 论 第1章 绪 论 1.1 研究背景、意义 随着社会的经济发展，交通问题成为衡量起是否具有发展潜力的重要指标。目前我国大中小城市都出现了不同时段的交通拥堵现象，尤其是在大城市，这种现象更加明显，比如像北京、上海、南京等交通拥堵，甚至堵车的事件每天都有发生。在高速道路建设完成的初期，它们也曾一度有效的改善了交通状况。然而，随着交通量的超负荷增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有发挥出应有的作用，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，采用哪种有效的控制方法，最大限度的利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解城市主干道、城市同周边城区的交通拥堵状况，越来越成为我们交通部门迫切需要解决的主要问题，可见改善城市交通灯控制系统是多么的重要。 1.2 智能交通的国内外发展状况 RHODES 系统依托自适应交通信号控制系统，扩展到公交的结合，实现公交信号优先和公交信息发布。DYNASMART 系统基于多样式采集的信息，实时分析交通状态，利息按设计和在线评估实时信号控制、干线路径诱导等交通管理策略的运行效果，提供网络交通状态信息给公共出行者信息系统，确定与时间和当前状态相关的最优的拥挤消散策略。 日本的集成控制系统以UTMS 为代表，其日标是实现交通信息采集智能化、信号控制智能化、交通信息提供智能化，并能够与交通流诱导系统VICS 互相联动。 同样，这种集成系统在欧洲发展也很快，欧洲的TABASCO 系统，将实时采集的交通数据，自适应交通控制系统，公路匝道调节，动态信息显示整合起来，主要是用于高峰期间平衡路网交通负荷。运行结果表明，当前路网23%的交通负载被转移，可替换路线的行程时间仅仅增加1%，协同系统可避免过饱和的瓶合页路县设形成，路面平均运行时间减少13%。另外，FASTRAC 系统也是信号控制系统基础上诱导集成的一个系统，其核心算法就是在中心运用动态交通分配，将诱导和控制结合起来。 日前，我国各城市的交通控制集成的程度不一，北京市建立了整合管理系统TTMS也就是类似国外的ICIS,以交通信息中心为轴，连接公交系统、出租车系统城市捷运系统、轻轨系统、车速信息系统等，根据规划: 第一阶段实现交通管理整合，第二阶段实现公共交通的整合，第三阶段实现信息平台的建设。上海交通信息化建设的目标: 整合城区的交通监控系统、市郊公路及高速公路监控系统、车辆运行监控系统以及泊车系统等方面的相关信息，形成物流信息畅通能力。 大范围的交通共用信息平台不是以逸待劳的工程，是不断吸纳、不断完善的工程。日前，北京上海已经初步建立了比较完善的信息采集系统，能够实现交通数据采集，并判断出交通状态进行发布，为管理者和决策者提供支持，其他省会城市也基本上实现了信号控制系统、122 接处警、交通违法取证系统等集成统一的指挥中心斗台。 1.3 交通信号灯控制的理论的研究现状 静态多段配时控制。静态多段配时控制是利用历史数据实现的一种开环控制，其基本设计思想源于线性规划。它没有考虑交通需求的随机波动，没有考虑城市道路交通流的实时进化过程，其控制能力和抗干扰能力非常有限。但就城市某一区域而言，每日的交通状况毕竟表现出相当程度的重复性，车流的运动变化仍有一定的规律可循。因此研究静态多段配时控制，将其作为其他控制策略的“参照系”，或为它们提供“初值系统”还是很有意义的。 1.4 本文的主要研究内容 本课题以3 菱FX2N-48MR 型号PLC 进行设i计,FX2N 系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于FX 系列中最高档次的超小形程序装置。除输入输出16--25 点的独立用