plc交通灯课程设计.doc

发布时间：2022-06-02 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.82M 资料格式：doc 举报版权申诉

changzhilei-2127018-16359647879361766969.doc.pdf-第1页.png

第1页 / 共35页

changzhilei-2127018-16359647879361766969.doc.pdf-第2页.png

第2页 / 共35页

changzhilei-2127018-16359647879361766969.doc.pdf-第3页.png

第3页 / 共35页

changzhilei-2127018-16359647879361766969.doc.pdf-第4页.png

第4页 / 共35页

changzhilei-2127018-16359647879361766969.doc.pdf-第5页.png

第5页 / 共35页

changzhilei-2127018-16359647879361766969.doc.pdf-第6页.png

第6页 / 共35页

changzhilei-2127018-16359647879361766969.doc.pdf-第7页.png

第7页 / 共35页

changzhilei-2127018-16359647879361766969.doc.pdf-第8页.png

第8页 / 共35页

摘要

Abstract

第 1 章绪论

1.1 引言

1.2 课题研究背景

1.3 现在城市路口交通灯控制技术现状

1.4 本课题主要研究内容

第 2 章 PLC功能简介

2.1 概述

2.2 可编程控制器的发展

2.3 主要用途

2.4 可编程控制器特点

2.5 可编程控制器的组成

1. 输入寄存器

图2-1. PLC的组成

2. 输出寄存器

3. 存储器

4. CPU单元

5. 其它接口单元

2.6 PLC的工作原理

2.7 主要功能

2.8 可编程控制技术的发展趋势

第 3 章交通灯控制电路的设计

3.1 PLC正常时序

3.2 I/O地址分配

3.3 主程序流程图

3.4 正常时序情况

3.5 急车强通情况

3.6 车流滞留情况红绿灯时间长度控制

3.7 车流量的计算

3.8 运行程序语句表

3.9 运行效果

第 4 章总结

参考文献

题目：十字路口交通灯控制程序的研究与设计

摘要摘要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。随着科技的发展，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，在现代工业中的应用更加突出。城市交通灯控制采用的可编程制器具有可靠性高、维护方便，用法简单、通用性强等特点，本文用三菱 FX2N 的可编程控制器控制十字路口信号灯来说明可编程控制器硬件、软件的设计。解决好公路交通灯控制问题将是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。但现在有的交通信号灯控制系统都是单一的固定时序控制，不能够根据实际交通状况进行调节控制。三菱系列的可编程序控制器和传感技术来实现对交通灯的智能信号控制。可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用 PLC 计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。关键词： PLC（可编程序控制器）; 三菱 FX2N;传感器探测;交通灯。 - I -

Abstract Abstract the function of the programmable controller The variable procedure controller is in industry automate the position is extremely important, extensive application in each profession. Along with the development of science and technology, is increasingly perfect, plus smallscaled turn, the price is low, the credibility is high, the application that is in modern industry is more out standing. The city transportation light control adopts programmable to make the tool contain high credibility, the maintenance convenience, the method of using is simple, the in general use strong etc. characteristics, this text uses the design that the programmable controller of the Mitsubishi FX2N control intersections conveyance light explains the programmable controller hardware software. Resolve the good highway transportation light control problem will is guarantee the transportation contain preface, safety, fast movement of important link. But the transportation signal beacon control systems have now are all the single and fixed cycle times controls, can't carry on regulating the control according to the actual transportation condition enough. The programmable preface controller of the Mitsubishi series and spread the feeling technique to carry out the intelligence signal control toward the transportation light. Can use as follows the project controls the transportation situation on road: the creation spreads the feeling machine to probe into the vehicle quantity the hour of control the transportation light is long. In a specific way and as follows: The at go the into the underground of the each the direction neighborhood the of the street corner the to lay the to respond the coil the according to the trequest, the be the automobile to the pass by the will produce the to flow the to exhaust, the wreath the form insulates the electricity the feeling of the electric the wire to start reduce, can immediately examine pass of an automobile, and convert this signal control importation that is the programmable controller for the standard pulse signal, counteract the PLC to count, long by the hour that the certain control regulation regulates the traffic lights automatically. Keywords ： PLC( Programmable Logical Controller); Trapezoid; diagram; Instruction In proper order function diagram Transportation light - II -

目录目录摘要 .............................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................II 第 1 章绪论......................................................................................................................2 1.1 引言...............................................................................................................................2 1.2 课题研究背景...............................................................................................................2 1.3 现在城市路口交通灯控制技术现状...........................................................................3 1.4 本课题主要研究内容...................................................................................................3 第 2 章 PLC 功能简介.....................................................................................................4 2.1 概述...............................................................................................................................4 2.2 可编程控制器的发展...................................................................................................5 2.3 主要用途.......................................................................................................................7 2.4 可编程控制器特点.......................................................................................................7 2.5可编程控制器的组成...................................................................................................9 2.6PLC 的工作原理............................................................................................................9 2.7主要功能..................................................................................................................... 11 2.8 可编程控制技术的发展趋势.....................................................................................13 第 3 章交通灯控制电路的设计....................................................................................15 3.1 PLC 正常时序..............................................................................................................15 3.2 I/O 地址分配...............................................................................................................15 3.3 主程序流程图.............................................................................................................16 3.4 正常时序情况.............................................................................................................16 3.5 急车强通情况.............................................................................................................21 3.6 车流滞留情况红绿灯时间长度控制.........................................................................24 3.7 车流量的计算.............................................................................................................28 3.8 运行程序语句表.........................................................................................................29 3.9 运行效果.....................................................................................................................30 第 4 章总结....................................................................................................................31 参考文献 ............................................................................................................................32 致谢 ............................................................................................错误！未定义书签。 - 1 -

毕业论文（设计）用纸第 1 章绪论 1.1 引言十字路口的红绿灯指挥着行人和车辆的安全运行,实现红绿灯的自动指挥能使交通管理工作得到改善,也是城市交通管理工作自动化的重要标志之一。可编程序控制器 (PLC) 是一种新型的通用的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,是专能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。因此,本文介绍了三菱公司的 PLC 产品来实现交通灯的自动控制。 1.2 课题研究背景可变成序控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，在日常生活中得到了广泛的应用。 PLC 是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 具有可靠性高，抗干扰能力强等优点，PLC 的平均无故障运行时间（又称平均故障间隔时间 MTBF）已经高达几十万小时。其次，PLC 具有通用性强，使用方便的特点。由于 PLC 产品的系列化和模块化，PLC 配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件方面的设计工作只是确定 PLC 的硬件配置和 I/O 的外部接线。一个控制对象的硬件配置确定以后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。 PLC 还具有功能强，适应面广的特点，现代 PLC 不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，数值运算和数据处理等功能。因此，它既可对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制，既可控制一台生产机械、一条生产线，也可控制一个生产过程。PLC 还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。用户只需根据控制的规模和要求，适当选择 PLC 的型号和硬件配置，就可以组成所需的控制系统。随着交通的不断发展和汽车化进程的加快，交通拥挤加剧，交通事故频发，交通环境恶化，已经成为引人注目的城市问题之一。交通问题不仅的发展中国家，就在发达国家也是一个令人困扰的严重问题。众所周知，缓解交通拥挤的最直接和最有效办法是提高路网的通信能力。但无论哪个国家的大城市，不可能无限制地修建道路，不论是资金因素还是土地因素，都限制了道路的无节制增长。因此，不可能通过无限制地修建道路难满足日益增长的交通需求。与此同时，通过限制车辆增加削减交通需求也因受到客观因素的制约而无法取得满意的结果。事实上，由于交通系统是一个相当复杂的大系统，无论单独从车辆方面考虑还是从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。早在 19 世纪，人们就开始研究交通信号，用信号指挥车通行，控制车辆进出交叉口的次序。据文献记述，早在 1868 年，英国伦敦的威斯特明斯特(Westminster)街就安装了红、绿色两色的交通信号灯。到 1917 年，美国的盐湖城开始使用由人工控制的红、黄、绿 3 色的信号灯。1925 年，这种由人工控制的 3 色信号灯也首次出现在英国伦敦的皮克的时路口。次年，英国人研制出了自己的自动控制信号机。道路通交通系统是一个地区、一个城市的主要组成部份，这个系统的运行状况如何，直接反映了一个地区、一个城市的现代化管理水平。在这一系统中，道路不仅仅是易变化的部分，而其它组成部分则存在着较大的可变性和随机性。只有对这一系统的组成及其运行机理进行科学客观的分析研究，对能制定出科学有效的管理和控制对策，从而保障系统的有效运行。 - 2 -

毕业论文（设计）用纸 1.3 现在城市路口交通灯控制技术现状随着城市机动车量的不断增加，许多大城市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澎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藕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，缓解主干道车流量繁忙的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门待解决的主要问题。 1.4 本课题主要研究内容按照城市交通控制的需要，本文讨论了用 PLC 实现正常时序、急车强通 2 种控制方式，通过传感器与 PLC 完成对交通异常状况（滞留或堵车）的判别及处理。正常时序控制对路面进行控制.南北方向红灯时,东西方向绿灯.绿灯闪 3 秒紧接着黄灯闪 2 秒,变红灯.南北方向红灯直接变绿灯.东西方向红灯时同理. 急车强通时,发送信号给交通灯让其对来急车方向的交通灯进行绿灯畅通. 急车强通信号受急车强通开关控制；无急车时，信号灯接正常时序控制；有急车来时，一律强制让急车方向的绿灯亮，使急车放行，直至急车通过为止。交通滞留的异常情况，在路口与路尾设置两个传感器进行检测车流量.交通路段车流量繁忙时，传感器起到勘测车流量的存在与通过的作用。当一方车流量过大的时候,PLC 要对控制这一路段的信号灯进行调控,让滞留或堵车的一方绿灯时间加长,直到交通畅通为止这种工作的好处是避免了交通堵塞造成的不必要的麻烦与事故,就、控制进行很方便, 很便捷。 - 3 -

毕业论文（设计）用纸第 2 章 PLC 功能简介 2.1 概述可编程控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列的优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的青睐。因此在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制的三大支柱之一。可编程控制器是一种存储器控制器，支持控制系统工作的程序存放在存储器中利用程序来实现控制逻辑，完成控制任务。在可编程控制器构成的控制系统中，要实现一个控制任务，首先要针对具体的被控对象，分析它对控制系统的要求，然后编制出相应的控制程序，利用编程器将控制程序写入可编程控制器的程序存储器中。系统运行时，可编程控制器依次读取程序存储器中的程序语句，对它们的内容加以解释并执行。根据输入设备的状态和其他条件，可编程控制器将其程序执行结果输出给相应的输出设备，控制被控对象工作。可编程控制器是利用软件来实现控制逻辑的，能够适应不同的控制任务的需要，通用、灵活、可靠性高。它是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它的内部存储器可以执行逻辑运算、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或输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是在继电器控制逻辑基础上，与 3C 技(Computer Control Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。PLC 早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大 . 可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称 PC 或 PLC，是 60 年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司(DEC )为美国通用公司(GM)研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。随着计算机技术的飞速发展， PLC 软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。现代 PLC 已经成为真正的工业控制设备。最初， PLC 主要是用在生产线控制和大型机械的控制上。但不久，西德的西门子(SIEMENS)公司、 BBC 公司就开始研制 PLC，当时主要是用于轧钢机、升降设备等大型设备上。70 年代初，日本的 OMRON 也推出了他们的 PLC。三菱、日立、富土、东芝、横河、日电等公司也先后加入了 PLC 制造者的行列。70 年代中期，美国和西德首先出现了微电脑化的小型 PLC。由于 PLC 是为工业控制所生产的通用性很强，适合于大批量生产的装置，所以成本迅速下降;加上其是专为工业控制所设计，所以具有极好的抗干扰性能;并且他的使用和维护都极为方便，实现了低水平的操作、高性能的控制，所以在机械制造业深受欢迎。小型 PLC 开始步入诸如塑料注塑机、包装机械、橡胶机械、纺织机械等轻工机械的控制领域，其成本的低廉和性能的优良对直接使用微机作为控制单元的做法构成了强有力的挑战，更有全面取代传统继电器控制屏的趋势。据国外资料介绍:1982 年美国 PLC 用户中，有 48%来自自动程序操作部门(如汽车、拖拉机工业、机械工业等)、13%来自石油化工业、 9%来自食品饮料业、7%来自冶金工业、其余部分来自造纸、采矿、污水处理等部门‘“。近年来，随着我国对外开放，日、美、西德等国生产的 PLC 己通过多种途径进入了我国，引起了各方面的重视并得到应用。如宝钢工程应用了数百台 PLC，首钢、武钢、开滦煤矿也分别应用了美国和西德的 PLC。可编程序控制器的分类： PLC 的种类很多，其实现的功能、内存容量、控制规模、外型等方面均存在较大的差异。因此，PLC 的分类没有一个严格的统一标准，而是按照结构形式、控制规模、实 - 4 -

毕业论文（设计）用纸现的功能进行大致的分类。（1）按结构形式分类 PLC 按照硬件的结构形式可以分为整体式和组合式。整体式 PLC 外观上是一个长方形箱体，又称为箱式 PLC。组合式 PLC 在硬件构成上具有一定的灵活性，其规模可以像拼积木一样的进行组合，构成具有不同控制规模和功能的 PLC，因此这种 PLC 又称为积木式 PLC。整体式 PLC：整体式 PLC 的 CPU、存储器、输入输出安装在同一机体内，这种结构的特点是：结构简单，体积小，价格低；输入输出路数固定，实现的功能和控制规模固定，灵活性较低。组合式 PLC：组合式 PLC 为总线结构。其总线做成总线板，上面有若干个总线槽，每个总线槽可安装一个 PLC 模块，不同的模块实现不同的功能。PLC 的 CPU、存储器和电源等做成一个模块，该模块在总线版上的安装位置一般来说是固定的，而且该模块也是构成组合式 PLC 所必需的。其他的模块根据 PLC 的控制规模、实现的功能选取，安装在总线版的其他任一总线槽上。组合式 PLC 安装完成后，需进行登记，使 PLC 对安装在个总线上的模块进行确认。组合式 PLC 的总线板又称为基版。组合式 PLC 的特点是系统构成灵活性高，可构成具有不同控制规模和功能的 PLC；价格较高。（2）按控制规模分类输入输出的总线数，又称 I/O 点数，是表征 PLC 控制规模的重要参数。因此，按控制规模对 PLC 分类时，可根据 I/O 点数的不同大致分为小型、中型和大型 PLC。小型 PLC：I/O 点数较少，在 256 点以下的 PLC。中型 PLC：I/O 点数较多，在 256 点以上、2048 以下的 PLC。大型 PLC：I/O 点数较多，在 2048 点以下的 PLC。（3）按实现的功能分类按照 PLC 所能实现的功能的不同，可以把 PLC 大致的分为低档、中档、和高档机三类。低档机：具有逻辑运算、计时、计数、移位自诊断监控等功能，还具有一定的算术、数据传送和比较、通讯、远程和模拟量处理功能。中档机：除具有低档机的功能外，还具有较强的算术运算、数据传送和比较、数据转换、远程、通讯、子程序、中断处理和回路控制功能。高档机：除具有中档机的功能外，还具有带符号数的算术运算、矩阵运算。函数、表格、CRT 显示、打印机打印等功能。一般地，低档机多为小型 PLC，采用整体式机构；中档机可为大、中、小型 PLC，其中小型 PLC 多采用整体式结构，中型和大型 PLC 多采用组合式结构；高档机多为大型 PLC，采用组合式结构。目前，在国内工业控制中应用最广泛的是中、低档机。 2.2 可编程控制器的发展 20 世纪 80 年代至 90 年代中期是 PLC 发展最快的时期。PLC 发展至今，已有 30 多年的历史。伴随着半导体技术、计算机技术、通讯技术的发展，工业控制领域已有了翻天覆地的变化，PLC 亦再不断发展变化中，PLC 正朝着新的技术发展。近年来随着科技的飞速发展，PLC 的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的 PLC 应用系统中，PLC 往往是作为一个核心部件来使用，仅 PLC 方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体 - 5 -

分享到：

赞收藏

资料库

plc交通灯课程设计.doc

相关推荐

行业

热门标签

最新资料