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1、北京邮电大学世纪学院毕业设计(论文)题 目 基于PLC的交通灯控制系统设计 学生姓名 李健 学 号 06040216 所在系（院） 电子与自动化系 专业名称 电子科学与技术 年 级 06级 指导教师 李静 职 称 助教 2010年 6 月 1 日北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）诚信声明本人声明所呈交的毕业设计（论文），题目 是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一
2、切相关责任。本人签名： 日期： 毕业设计（论文）使用权的说明本人完全了解北京邮电大学世纪学院有关保管、使用论文的规定，其中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存论文；学校可允许论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容。本人签名： 日期： 指导教师签名： 日期： 目 录1 前言11.1 课题的目的和意义11.2 交通信号灯的发展概况21.3 课题的主要内容31.4 主要完成的工作42 交通信号灯与PLC介绍52.1 交通信号灯的介绍52.1.1 交通信号灯52.1.2
3、 信号灯的设置52.1.3 交通信号的控制方式62.1.4 智能交通信号控制系统的基本组成72.1.5 交通信号控制系统的主要术语和参数82.2 PLC介绍102.2.1 PLC控制系统的发展背景102.2.2 PLC的工作原理102.2.3 PLC系统的特点122.2.4 PLC控制系统应用领域142.2.5 PLC控制系统及技术的发展趋势152.3 PLC机型的选择162.3.1 方案的分析比较162.3.2 PLC的选型173 交通信号灯系统设计203.1 交通信号灯系统方案设计203.2 通信号灯控制系统的软件设计213.3 交通信号灯梯形图244 系统测试294.1 系统验证平台29
4、4.2 常规检查294.3 系统调试294.4 系统验证中所遇到的问题294.5 问题解决方案305 总结31致谢32参考文献33附录34题目 基于PLC的交通灯控制系统设计 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重要的组成部分。 随着城市机动车量的不断增加，自80年代后期,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。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好城市高速道路，缓解交通拥堵状
5、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。传统的交通信号灯控制一般采用电子线路和继电器实现，结构复杂，可靠性低，故障率高,较难实现功能的变更。而可编程控制器(PLC)以微处理器为核心，具有可靠性高，控制功能强，使用灵活方便等优点。特别是由PLC实现的控制系统，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，可方便地设置定时时问，编程容易，功能扩展方便，修改灵活等，并且有完善的自诊断和显示功能，维修工作极为简单。本文就是基于可编程控制通过调试完成对交通信号灯的控制设计。关键词 可编程控制器 交通灯 设计Title PL
6、C-based automatic control system for traffic lights AbstractAlong with the development of the society economy, the city transportation problem causes peoples concern more and more. The coordination of the person, car, and the road threes relation, have become one of the important problems that the t
7、ransportation management section demand resolve. The city transportation control system is the calculator that used for the city transportation data monitor, the transportation signal beacon control and transportation to appease comprehensive management system, it is in the modern city transportatio
8、n supervision conductor system to constitute part most importantly. Because of the features including visual procedures, good readability, easy to modify parameters etc .But programmable preface controller PLC is proved that this control system has many advantages such as reliable operation and smal
9、l maintenance workload after putting into operation. And it also realized the automatic and scientific operations. It has high reference value. Therefore, I choose to use PLC to carry out the design of the system function, completion originally time the lesson establish of topic.Keywords Programmabl
10、e Logic Controller Transportation light Design1 前言1.1 课题的目的和意义 可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代化科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。它采用可编程序的存储器,其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都是按易于与工业控制系统形成一体、易于扩充其功能的原则设计的
11、。PLC 自产生至今只有30 多年的历史,却得到了迅速发展和广泛应用,成为当代工业自动化的主要支柱之一。 PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软件PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态软件和基
12、于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。 随着PLC 性能价格比的不断提高,一些过去使用专用计算机的场合,也转向使用PLC，PLC 的应用范围在不断扩大。在未来的工业生产中,PLC 技术和机器人以及CAD/ CAM技术将并列成为实现工业生产自动化的三大
13、支柱。鉴于PLC 这种新型工业控制装置在工业应用中的重要性和广泛性,为适应工业生产自动化发展的需求，毕业设计中PLC控制系统设计的选题有着重要的意义。 交通信号灯是随着交通运输行业的发展。交通信号灯成为了不可缺少，不可代替的交通指挥工具。实际应用时, 指示等信号要求的PLC 机I/O (输入/输出) 点较多, 而其可靠性对交通信号灯运行影响不大, 因此可仍保留这部分电路, 即局部替代。但全部PLC化能充分发挥PLC 系统的优势, 其主要表现在： (1) 故障率低。继电器机械触点易氧化, 动作寿命有限; 而PLC 系统本身几乎无故障, 外围电路仅配少量安全必须的继电器和必要的接触器。 (2) 系统简单: 继电器系统, 层站越高采用的继电器越多, 而PLC系统加上扩展单元, 无论层站多少, 仅用一个中型控制柜即可。 (3) 功能性强。复杂电路继电器逻辑不易实现, 用PLC 机可设计更多的功能。PLC 机还具备停电记忆功能, 可保护断电前的状态。 性高，程序设计方便灵活随着科学技术的发展及人们对交通信号灯要求的日益提高，在用交通信号灯的改造正朝着实用化、舒适化、美观化等方向发展。经改造后的交通信号灯，由于采用了PLC、变频器等先进元器件及智能控制技术，使原交通信号灯的控制设备大为简化，消除了不少交通信号灯故障的根源，可靠性大幅度提高控制功能增加，运行效率也逐步提
