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1、P华东交通大学PLC课程设计课题 十字路口交通信号灯自动控制 姓名 专业班级 08电信班学号 指导老师 罗世民 完成时间 2010 年 12月 25日 十字路口交通信号灯自动控制目 录摘要11 应用背景与需求22 控制任务分析32.1 方案研究32.2 控制要求42.3 控制任务分析52.4 流程图52.5 十字路口交通灯模拟控制时序表及时序图63 PLC选型及输入输出地址定义73.1 可编程控制器选型73.2 输入输出定义83.3 输入输出接线图94 程序设计104.1简略梯形图104.2 程序梯形图114.3 语句表125 系统安装与调试135.1 程序输入135.2 系统安装155.2.
2、1元件表155.2.2安装接线165.2.3 将程序写入PLC16总结17致谢18参考文献19十字路口交通信号灯自动控制摘 要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。 随着城市机动车量的不断增加，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费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。城市交通灯控制采用PLC比传统的采用电子线路和继电器具有可靠性高、维护方便、使用简单、通用性强等特点。将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是
3、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”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能，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。为保证交通控制的可靠、稳定，选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的。关键字 PLC/交通灯/程序控制一 应用背景与需求 中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。 从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从
4、采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。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。 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
5、，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，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费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。为此，进行了深入的研究，本文就城乡交通灯模拟控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。 实现路口交通灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。其中用标准逻辑器件来实现电路在很大程度上要受到逻辑器件如门电路等的影响，调试
6、工作极为不易，而通过对单片机运用来进行系统的设计开发也不是很熟悉，因此，最终选择了用可编程的控制器PLC来实现系统功能的设计，完成本次课设的题目。 PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC将P
7、LC用于对交通信号灯的控制，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”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能，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。二 控制任务分析2.1 方案研究2.1.1 十字路口交通灯控制要求：（1）接通交通灯工作开关（x000）后，南北红灯亮60S时间（同时东西绿灯亮55S后闪烁3S停止，而后东西黄灯亮2S停止）停止；（2）南北红灯
8、结束点亮后，东西红灯亮60S时间（同时南北绿灯亮55S后闪烁3S停止，而后南北黄灯亮2S停止）停止；（3）再循环到南北红灯点亮60S时间停止，如此循环；（4）甲指示灯模拟东西向行驶车，乙指示灯模拟南北向行驶车；2.1.2 交通灯循环控制方式变化顺序（单循环周期30S）：南北向（列）和东西向（行）主干道均设有直行绿灯55S，直行绿灯闪亮3S，黄灯2S和红灯60S。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，黄灯亮；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，黄灯亮.2.1.3 控制示意图 图2-1交通指挥信号灯示意图2.2 控制要求结合十字路口交通
9、灯的路况模拟控制实验，在PLC交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面都有3个控制灯，分别为：（1） 禁止通行灯 （亮时为红色）（2） 准备禁止通行灯 （亮时为黄色）（3） 直通灯 （亮时为绿色）2.3 控制任务分析2.3.1 控制要求表表2-1 十字路口交通信号灯控制要求表：2.3.2 文字说明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、南北红灯与东西绿灯同时电亮，南北红灯点亮60S后停止。东西绿灯点亮55S时，闪烁三次停止，点亮东西黄灯。2、东西黄灯点亮2S停止，点亮东西红灯与南北绿灯。3、东西红灯点亮60S后停止。南北绿灯点亮55S时，闪烁三次停止，
10、点亮南北黄灯。4、南北黄灯点亮2S停止，点亮南北红灯与东西绿灯。 返回第一点循环工作，直至停止按钮被按下。 2.4 流程图图22控制流程图2.5 时序表：南北道东西道红灯黄灯绿灯红灯黄灯绿灯运行1（55s）亮灭灭灭灭亮2（3s）亮灭灭灭灭闪3（2s）亮灭灭灭亮灭南北道东西道红灯黄灯绿灯红灯黄灯绿灯运行4（55s）灭灭亮亮灭灭5（3s）灭灭闪亮灭灭6（2s）灭亮灭亮灭灭循环12345612.表22时序表2.5.1 时序图 图23时序图三 PLC选型及输入输出地址定义3.1 可编程控制器选型 分析交通信号灯控制系统控制的要求，该系统采用自动工作方式，其输入信号有系统开启，停止按钮信号，输出信号有东西方向、南北方向各两组指示灯驱动信号。由于每一个方向的两组指示灯中同种颜色的指示灯同时工作，为节省输出点数，可采用并联输出方法。由此可知系统所需的输入点数为1，输出点数为7，全部是开关量。 根据以上分析，此系统属小型单片机控制系统。其中控制器的选型范围较广，本次交通灯设计我们选用欧姆龙公司的CPM1A-30CDR-A系列可编程控制器。C
