十字路口交通信号灯的PLC控制程序设计

毕业论文

论文题目：十字路口交通信号灯

的PLC控制程序设计

题目：十字路口交通信号灯

班级：

专业：机电一体化

学生姓名：

指导教师：

日期

2011年9月15日

十字路口交通信号灯的

PLC控制程序设计

前言

城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输，以提高运营效率。交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。目前大多采用的是定时信号控制，很难得到满意的效果。而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，达到很好的控制效果。本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统进行初步探讨与设计。

根据车流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的研究设计，用PLC实现十字路口交通信号灯模糊控制的方法。把PLC作为一个模糊控制器，采用梯形图编程，通过模拟实验保证系统运行稳定可靠，并根据不同的交通流量进行模糊控制决策，优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。

本文在分析了交通控制国内现状的基础上，说明了本论文的现实意义，简单介绍模糊控制理论的有关知识，详细论述实行模糊控制所要采用的方法、技术及现有线路所要做的基本工作等，详尽描述了交通指示灯的PLC控制系统硬件配置并作出模拟实验。

关键词：城市交通；信号灯；模糊控制；PLC；交通的控制：论文

引言 (4)

1. 交通信号灯的产生 (4)

1.1交通信号灯的产生 (4)

1.2智能交通系统的发展趋势 (5)

2.智能交通灯的硬件设计 (6)

2.1 硬件器件的简介( 三菱FX2N-32MT型PLC) (6)

2.2HEF4511BP芯片和七段数码管 (9)

3.硬件的设计 (10)

3.2PLC的1/0点地址分配 (10)

3.3硬件电路的连接 (12)

4智能交通灯的软件设计 (14)

4.1交通信号模糊控制算法的设计思想 (14)

4.2控制器的软件设计 (15)

4.3数据采集及处理程序： (15)

5.硬件接线原理图 (18)

6.智能交通灯设计流程图 (19)

7.交通灯程序梯形图 (22)

结论 (26)

参考文献 (27)

引言

随着城市的快速发展，机动车拥有量的增长，给交通带来了许多问题，如交通拥堵、交通事故频发等。作为城市交通命脉的道路阻塞会使整个城市交通陷入瘫痪。完善路网来缓解交通拥挤不是短时间所能解决的，目前急需做的是进一步挖掘路网的潜力并改善交通现状，特别是改善交通信号控制。可见，研制一种高效的智能交通控制系统是很有必要的，因此，城市交通的智能控制目前已成为国内外交通工程界研究的热点领域之一，最大程度地提高十字路口的通行能力，为经济的发展和人民生活提供一个安全、畅通、高效的交通环境已成为必然[1]。

1.交通信号灯的产生

1.1交通信号灯的产生

自从有铁路以来，就出现了为沿某段轨道行驶的列车显示是否安全的信号了。1868年，发明家J·P·奈特产生了将这些信号应用在道路的想法。他在伦敦的议会大楼外设置了第一个交通信号。它们像铁路信号一样有一个倾侧臂，并且将红色和绿色的煤气灯组合起来供夜晚使用的。然而，当某个信号灯发生爆炸并炸死了一名警察后，这个计划就告吹了。由于汽车的发明以及交通量的不断增加，交通信号日益成为一种需要，特别是在美国。20世纪初，阿尔弗雷德·贝尼施开发出一种红绿灯系统，并且在俄亥俄州的克利夫兰进行了第一批安装。4年后，在设置于纽约的交通灯上又增加了第3种颜色琥珀色。1925年，交通信号重新出现在英国。1926年英国人首次采用自动化的交通信号控制器来控制交通信号灯。早期使用的交通信号灯对于安全疏导交叉口的车辆交通起到了良好的作用，但因为其固定的周期长和红绿灯时间控制效果不佳，随着城市交通的飞速发展，交叉口处的交通冲突也越来越复杂。早期使用的交通信号灯越来越难以胜任日趋复杂的交通控制任务了。同时，随着人类科学技术水平的不断提高，相应地产生了符合多种时间分离方法的多样化的现代化交通信号灯，学者们也提出了一些信号控制方案，例如定时控制、感应控制等[2]。

1930年，美国盐湖市开始使用联动式信号系统，该系统把相邻的几个交叉路口作为一个整体，以人工方式集中控制，这种控制系统也就是当今协调控制系统的雏形。随着传感器技术的发展，交通感应路口控制机开始在美国使用，这种控制机当时只用在单个交叉路口，其最大优点是能根据交通检测器测量的交通数据来调整交通控制方案，随着计算机的发展，1963年，加拿大多伦多市建立了一套

由JBM650型计算机控制的交通信号系统是基于模糊逻辑的路口交通灯控制算法，这是道路交通控制技术发展的里程碑。该系统第一次把计算机技术用于交通控制，大大提高了控制系统的性能和水平。到80年代初，世界上己有大约250个的城市建立了区域交通控制系统，对城市交通进行整体集中控制。1969年英国学者设计的区域控制系统优化程序TRANSYT(Traffic Network Study Tools)被世界各国广泛采用，对交通控制系统的发展起到了促进作用。1979年英国道路和运输研究所研制成功了SCOOT系统，与此同时澳大利亚推出了SCAI系统。这些实时自适应控制系统的诞生在交通控制发展史上是一个伟大的创举，他们可以根据检测器测量的实时交通数据，联机生成配时方案，同时不断修正控制参数，以适应交通流的动态随机变化，因此有较高的控制精度和较好的响应速度。这些系统己经在发达国家的城市网络交通控制中获得了成功的应用。随着智能控制技术的发展，学者们提出了一些智能控制的方法，如模糊控制、神经网络控制和遗传算法等。这些技术的应用都不同程度的缩减了车辆延误、提高了道路的通行能力、改善了交通环境[3]。

现代交通信号常常由电脑来控制。电脑与道路底下的交通检测器相连接，监视交通流量并测算出改变灯光的最佳时间。

1.2智能交通系统的发展趋势

随着城市交通的发展，交通量的增大，多相位路口的信号控制将逐渐成为主流，所以今后研究的重点将是多相位控制。可以通过模拟有经验的交通警察指挥多相位交叉口的经验，得出多相位控制的基本原理：在某一相位放行的过程中除了尽快消除当前通行的车队队长外，还需要不断观察下一相位车道上的车队长度，综合考虑是否把通行权交给下一个相位。因此把队长作为控制目标，综合考虑各车道上的队长，以此决定绿灯信号分配的方法更接近人的决策过程[8]。

在交通控制中，配时方案的优化是非常关键的一步。传统的数学方法还无找到它的全局最优解。遗传算法是一种基于自然选择和进化的搜索技术，因而在优化领域有着广泛的应用。当然，将模糊、神经网络、遗传算法等多种智能控制方法综合集成，将是今后智能控制发展的一个方向。深人开展这种多学科的交叉综合研究，将有助于智能控制理论的发展，使智能控制的理论及应用研究更为深人，更有实际价值。

面向中国城市交通情况和功能需求，开发研究新一代的实时自适应控制与管理系统，成

为中国城市交通控制系统发展的必由之路。自适应控制系统被认为实用性最强、是发展先进的交通管理系统(ATMS)的最佳基础。因此，自适应交通控制系统将是未来一个阶段交通控制系统的发展方向。对于单点控制，当交叉口处于过饱和或者近饱和状况时，无论多么智能的控制系统也将无能为力，仍然需要交通警察的指挥来疏导交通。问题在于超长排队会导致交叉口的瘫痪，仅靠单个路口来尽快消散排队是不可能的。城市交通控制研究的新发展还体现在城市交通网络的各个方面：区域交通信号灯和城市高速公路匝道口的新的控制方法上；实现区域和高速公路的集成控制；采用动态路由导航与交通网络控制结合；实现先进车辆控制系统A VCS为主的智能运输系统(ITS)；实现ATMS和ATIS为主的城市多智能体交通控制系统；以及一些辅助的交通策略如道路自动计费、公共交通优先权等。从城市交通控制的发展历史和未来社会对城市交通的要求来看，实现城市整体交通网络智能化控制将是发展的必然。智能交通系统的未来研究方向应更重视人的能动性，提供各种各样的信息，从不同的方案中选择最符合实际情况的一种。因此，智能交通系统的主要目标可以概括为：保障交通安全、提高交通效率、改善城市环境、降低能源消耗。智能交通系统的主要功能体现在智能化地收集交通信息及其他各类相关信息加以分析处理，并将注释的信息反馈给系统的操作者或驾驶员。借助于这样的交通信息，系统操作者和车辆驾驶员能迅速做出反应，采取适当的行动，使交通状况得到改善。

2.智能交通灯的硬件设计

2.1 硬件器件的简介( 三菱FX2N-32MT型PLC)

可编程控制器又称为可编程逻辑控制器(Prgrammable Logic Controller)。根据国际电工委员会(IEC)在1987年的可编程控制器国际标准第三稿中，对其定义如下：“可编程控制器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。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计[14]。

1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，己经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等工业。虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可

分四代：第一代在1969-1972年。这个时期的产品，CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。第二代在1973-1975年。这个时期的产品已开始使用微处理器作为CPU，PLC(可编程逻辑控制器)成为真正意义上的PC(可编程控制器)(尚未正式命名)，而存储器采用半导体存储器。其功能上有所增加，能够实现数字运算、传送、比较等功能，并初步具备自诊断功能，可靠性有了一定提高。第三代在1976-1983年。这个时期，PLC进入了大发展阶段，美国、日本、原西德各有几十个厂家生产PLC。这个时期的产品己采用8位和16位微处理器作为CPU，部分产品还采用了多微处理器结构。其功能显著增强，速度大大提高，并能进行多种复杂的数学运算，具备完善的通讯功能和较强的远程控制能力，具有较强的自诊断功能并采用了容错技术。第四代为1983年到现在。这个时期的产品除采用16

位以上的微处理器作为CPU外，内存容量更大，有的已达数兆字节；可以将多台PLC链接起来，实现资源共享；可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统；编程语言除了可使用传统的梯形图、流程图等，还可使用高级语言；外设多样化，可以配置打印机等 [15]。

第一代PLC功能太弱，已基本淘汰；第四代PLC面向复杂大型系统，应用还不广泛。目前，在各行业应用最多的是第二、三代产品。另外，在PLC的发展过程中，产生了三类按1/0点分类的PLC：小型、中型、大型。一般小于256点为小型(小于64为超小型或微型PLC)。控制点不大于2048点为中型PLC。2048点以上为大型PLC(超过8192点为超大型PLC)[16]。

1)PLC的编程的基本原则：

①输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可以重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。

②梯形图每一行都是从左母线开始的，线圈终止于右母线。触点不能放在线圈的右边。

③除步进程序外，任何线圈、定时器、计数器、高级指令等不能直接与左母线相连。如果需要任何时候都要被执行的程序段，可以通过特殊的内部常闭继电器或一个没有使用的内部继电器的常闭触点来连接。

④在程序中，不允许编号相同的线圈两次出现。

⑤不允许出现桥式电路。

⑥程序的编写顺序应按自上而下、从左至右的方式编写，为了减少程序的步数，程序应为“左大右小，上大下小”[17]。

2)PLC的主要特点：

①可靠性高，抗干扰能力强。PLC是专为工业控制而设计，在硬件方面采用了电磁屏蔽、光电隔离、模拟量和数字量滤波、优化电源等措施，并对元件进行了严格的筛选，在软件方面采用了警戒时钟、故障诊断、自动恢复等措施，利用后备电池对程序和数据进行保护，因此，PLC具有其他工业控制设备更高的可靠性。

②编程简单，使用方便。PLC采用面向过程，面向问题的“自然语言”编程，比如梯形图语言编程方式，非常直观，易懂易编，容易推广使用，现代的 PLC已经使用 IEC1131-3作为编程语言标准，具有功能清晰、易于理解的特点正在被技术人员所接纳和采用。

③功能强大，应用灵活。PLC的基本功能包括数字和模拟量输入/输出、算术和逻辑运算、定时、计数、步进、移位、比较、代码转换等，还能完成A/D、D/A 转换、以及通讯网络、生产过程监控等功能。PLC的配置、安装、使用和维护都很简单，方便，PLC标准的积木式结构与模块化的程序设计可以适应大小不同、功能复杂的控制要求，并能适应产品规格或者工艺要求的变化，从而可以节省大量的人力和物力。

④维护操作方便，扩展容易

PLC的输入/输出能够直观地反映现场信号的变化状态，PLC不能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，如内部工作状态、通信状态、I/O点状态、异常状态、电源状态等，均有醒目的指示，非常有利于运行和维护人员监视系统的工作状态。PLC采用梯形图逻辑编程，有利于电气操作人员对PLC的编程，可以方便地调整系统的程序和组态。PLC的模块化结构，可以允许维护人员方便地更换故障模块或在生产工艺流程改变时更改系统的结构和配置。

FX2N系列PLC是日本三菱公司继F1，F2系列PLC之后新推出的小型机。它同时具有单元式PLC的简单易用和模块式PLC的功能强大，配置灵活，性能高，具有在线和离线编程功能，处理速度快的优点。

本次设计使用FX2N系列中的FX2N-32MT产品。FX2N-32MT表示该PLC的型号为FX2N，I/O总点数为32，基本单元，晶体管输出方式，交流电源，直流24V输入，横式端子排。处理速度为0.08us/步。内附8K步RAM（可装RAM，EEP-ROM，EPROM存储卡盒）。基本指令27条，步进指令2条，应用指令298条。100ms定时器200点，T0—T199；10ms定时器46点，T200—T245。高速计数器1相1输入11点，C235—C245，1相2输入5点，C246—C250。普通型数据寄存器200点，D0—D199；特殊用数据寄存器256点，D8000—D8225。

2.2 HEF4511BP芯片和七段数码管

一．HEF4511BP功能介绍

HEF4511BP是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器。特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。

HEF4511BP是一片CMOS BCD锁存7段译码驱动器，引脚排列如图3.1所示。其中A，B，C，D为BCD码输入，A为最低位。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。LT为灯测试端，加低电平时，显示器正常显示，加高电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，高电平时使所有笔段均消隐，正常显示时，B1端应加低电平。另外，HEF4511BP有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。VDD接高电平，VSS接低电平。

二．七段数码管简介

七段数码管见图3.2所示，它的主要特点有：

①发光响应时间极短(<0．1μs)，高频特性好，单色性好，亮度高。

②寿命长，使用寿命在10万小时以上，甚至可达100万小时。

③能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、ITL电路兼容。

④体积小，重量轻，价格低。

因此它被广泛用作电子，电气仪表，数控装置及计算机的数显器件。

七段数码管有共阴极和共阳极两种结构。按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极接到+5V。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极接地。本次设计选用共阴极结构，与芯片HEF4511BP相连。

图3.1 HEF4511BP引脚图图3.2 七段数码管图

3.硬件的设计

3.1 确定I/O点数及PLC的选择

控制器功能要求：东、西、南、北方向各有红、黄、绿信号灯一盏，共12盏信号灯；有2个HEF4511BP（为4位BCD码输入，输出驱动七段数码显示管)；则共有14个输出点。该控制器设一个启动按钮；一个停止按钮；8个按键（模拟传感器式检测器）；共有10个输入点。因此，可选用日本三菱FX2N-32MT的PLC作为控制器核心，它有16个输入点，16个输出点，继电器输出。

3.2 PLC的1/0点地址分配

系统I/O地址定义如表3.1所示

表3.1 交通灯控制系统I/0地址定义表

信号名称信号地址说明

开启按钮X000 开启按钮动作检测信号，高电平有效停止按钮X001 停止按钮动作检测信号，低电平有效

东路近端传感器E1 X002 传感器计数，上升沿动作

东路远端传感器E2 X003 传感器计数，上升沿动作

西路近端传感器W1 X004 传感器计数，上升沿动作

西路远端传感器W2 X005 传感器计数，上升沿动作

南路近端传感器S1 X006 传感器计数，上升沿动作

南路远端传感器S2 X007 传感器计数，上升沿动作

北路近端传感器N1 X010 传感器计数，上升沿动作

北路远端传感器N2 X011 传感器计数，上升沿动作

两个七段数码管Y000—Y007 显示十字路口交通灯倒计时东西绿灯Y010 东西绿灯控制信号，高电平接通

东西黄灯Y011 东西黄灯控制信号，高电平接通

东西红灯Y012 东西红灯控制信号，高电平接通

南北绿灯Y013 南北绿灯控制信号，高电平接通

南北黄灯Y014 南北黄灯控制信号，高电平接通

南北红灯Y015 南北红灯控制信号，高电平接通

其中X为输入继电器，Y为输出继电器，电源的连接对照PLC的使用手册[19]。

PLC的I/O具体接线原理图见附录A：硬件接线原理图（用Protel99SE软件绘制）。

3.3 硬件电路的连接

（1）对照附录A：硬件接线原理图连接电路板。步骤如下：

①将HEF4511BP，七段数码管，按键，发光二极管，USB接口，电阻引脚放入电路板上。摆放要求美观，对称，合理布局。

②按照图3.1，3.2将HEF4511BP和七段数码管相对应的引脚用导线焊接。

③将HEF4511BP输入引脚A，B，C，D接到相应的电阻上再接到PLC上。

④将HEF4511BP上剩下的控制和电源引脚接到对应的电源正负极上。

⑤将对称的同一颜色的发光二极管相并联，然后与对应的电阻相串联，最后接到PLC上。

⑥将8个按键一端接到PLC的输入端。

⑦将USB端口焊在电路板上。将相关涉及到电源和接地的部件与USB正负极相连。

⑧最后，硬件摆放如图3.3电路板布局图。

图3.3 电路板布局图

4智能交通灯的软件设计

4.1 交通信号模糊控制算法的设计思想

在十字路口的车道上，分别设置2个环型传感器式检测器，一个设在十字路口处，用于检测离开的车辆数；另一个设在距第一个环型检测器约100m处，用于检测到达的车辆数。

这样可检测出每个车道上的车辆数，再经过比较可得出当前绿灯方向和当前红灯方向处于检测区的最大车辆数即队长(按平均5m一辆车计算，100m车道上最多约20辆)，如图4.1所示：

图4.1 传感器设置图

为了实现交通灯的模糊控制，将绿灯时间分为两部分。其一是固定的最小时间t1为12s，其二是根据车辆流量变化进行模糊决策的绿延时t2。本系统的输出是东西和南北两个方向的红、黄、绿灯，由于两个方向的输出关系是固定的，最终都可归结到对当前绿灯的延时上。

4.2 控制器的软件设计

控制器的工作原理：控制器接通电源，按下启动按钮，开始工作。首先东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮(亮灯延时时间由队长决定)，当东西方向绿灯灭转黄灯亮3s；东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮(亮灯延时时间由队长决定)，当南北方向绿灯灭转黄灯亮3s；接着又转东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，如此循环，直到按下停止按钮结束。显示时间最短为15s，最长为60s。交通灯控制时序图如下图4.2。

启动M100

东西绿灯Y10

东西黄灯Y11

东西红灯Y12

南北绿灯Y13

南北黄灯Y14

南北红灯Y15

T0 T1 T2 T3 T4 T5

图4.2 控制时序图

通过X2-X11可测出每个车道上的车辆数即队长，经过比较得出当前绿灯方向和当前红灯方向处于检测区的最大车辆数，再通过查表4.3得出绿延时t2。因此，交通灯控制程序主要由队长数据采集程序、绿延时查表程序、灯亮程序和时间显示程序组成。

4.3 数据采集及处理程序：

4.3.1东西方向数据采集及处理

1）东西方向数据采集及处理

①PLC接受来自东西方向进入路口车辆信号X3、X5和东西方向通过路口车辆信号X2、X4。

②分别计算东，西方向停候等车的数量D4=D2-D0和D5=D3-D1。

③求D6=MAX{D4,D5}。如图4.3东西方向设计图所示：

图4.3 东西方向设计图

④根据停留车辆D6计算东西绿灯延时的时间T1。

2）南北方向数据采集及处理

①PLC接受来自南北方向进入车辆信号X7、X11和南北方向通过路口车辆信号X6、X10。

②分别计算东，西方向停候等车的数量D12=D10-D8和D13=D11-D9。

③求D14=MAX{D12,D13}。

④根据停留车辆D14计算南北绿灯延时的时间T4。

4.3.2 绿灯延时查表程序

根据模糊控制查询表4.3得到的绿灯延时T1(东西方向)，T4(南北方向)。

4.3.3 灯亮时序控制程序：

1-3 步：设置启动停止按钮X0、X1。

298步：控制东西绿灯亮灭。

310步：控制东西黄灯亮灭。

342步：控制南北红灯亮灭。

654步：控制南北绿灯亮灭。

666步：控制南北黄灯亮灭。

698步：控制东西红灯亮灭。

4.3.4 时间显示程序

数码显示程序：秒脉冲M8013使D16中的数每秒钟减1，通过BCD码变换指令将D16中的数据转换为BCD码送到输出端Y0-Y7，经过两个HEF4511BP作用于两个七段数码管显示。其中M为辅助继电器。

771-780步：实现了数码显示程序[23]。如图4.4倒计时显示梯形图所示。

图4.4 倒计时显示梯形图

5.硬件接线原理图

6.智能交通灯设计流程图

Y11不亮

Y12不亮

是

否

Y10亮

是 是 是

或 否

否

是

开始

D1加1

南北红灯Y15亮

东西绿灯定时T0=12s

东西绿灯Y10亮

计算东方向停车数 D4=D2-D0

计算西方向停车数 D5=D3-D1

将D6对应表得东西方向绿灯延时T1

计算东，西两方向停车最大值D6=max{D4,D5}

D0加1

西方向是否开出一辆车 T0是否处于定时中？ Y15是否亮？

东方向是否开出一辆车

是否东西绿黄灯都不亮 T1是否处于定时中？ 南方向是否进一辆车？

北方向是否

进一辆车？T2定时3s

Y10不亮 是

Y12不亮

否

否

是

是

是

否 是

是

否

是 & Y14,Y15都不亮

是 &

Y13,Y15同时不亮

否

D10加1

D11加1 T2是否处于定时中？ T3定时12s

南是否出一辆车？ 计算南方向停车数

D12=D10-D8

计算北向停车数D13=D11-D9 计算南，北俩方向

停车最大数D14=max{D12,D13} 将D14

对应表得南北绿灯延时时间T4

T4是否处于定时中？ T5定时3s

T5是否处

于定时中？

南北绿灯Y13亮

东西红灯Y12亮

Y13,Y14是否全不亮？ T3是否处于定时中？ 北是否出一辆车？ D8加1

D9加1

Y11是否处于上升沿？

东西黄灯Y11亮

Y11是否处于上升沿？

将M0,M1,M2复位

将D0-D3清0

南北黄灯Y14亮

Y14是否处

交通信号灯的PLC控制解析

毕业论文 题目：带有显示器的十字路口交通信号灯的PLC控制系（部）：机电工程系 专业：机电一体化 班级： 学生：巴哈尔姑力·阿卜杜可热木 指导教师：董燕

带有显示器的十字路口交通信号灯的PLC控制 随着汽车进入家庭步伐的加快和城市汽车数量的增多，城市道路交通问题显得越来越重要。马路上经常会看到这种现象:一旦整个路口的交通信号灯出现故障，若没有交警的及时疏导，该路口就会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点,越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。另外，根据人车流量的多少，可能随时增加路口的交通信号，比如增加转弯或人行道交通信号，原有系统的制约性就更加明显了。为了弥补原交通信号灯系统存在的以上缺点，采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。 PLC 的智能控制原则是控制系统的核心，采用PLC把东西方向或南北方向的车辆按数量规模进行分档，相应给定的东西方向与南北方向的绿灯时长也按一定的规律分档. 这样就可以实现按车流量规模给定绿灯时长，达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞流，缓解交通拥挤、实现最优控制，从而提高了交通控制系统的效率。 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，在现代工业中的作用更加突出。 题目：带有显示器的十字路口交通信号灯的PLC控制 中文摘要：城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。目前大多采用的是自适应信号控制，它需要数学建模，且不考虑交通延误、停车次数等。所以经典控制法很难得到满意的效果。而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，达到很好的控制效果。近些年来我国的许多学者也都以不同的思路对单个交叉口、交通干线的模糊控制进行了研究，但因研究的局限性，实际中得到应用的寥寥无几，本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统。 根据前后相流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的理论研究成果，用PLC实现单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法，以单个十字路口4相位交通灯为例，把PLC作为一个模糊控制器，采用梯形图编程。通过实验保证了系统运行稳定可靠，能根据不同的交通流量进行模糊控制决策，优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。 关键词：交通; 智能控制； PLC 目录

PLC实验报告(交通灯控制系统)

交通灯控制系统 一、实验目的 (1)用PLC构成十字路口交通灯控制系统。 (2)掌握程序调试的步骤和方法。 (3)掌握构建实际PLC控制系统的能力。 二、实验要求 (1)复习PLC常用指令的功能及用法。 (2)复习PLC程序设计的一般方法。 (3)根据实验要求提前编写程序，待上机验证调试修改。 三、实验环境 软件：STEP 7-Micro_WIN V40+ SP9：S7-200的编程软件 STEP 7-Micro_WIN V32指令库 硬件：THSMS-2A型PLC实验箱（西门子）、电脑、连接导线、USB-PPI 通信电缆 四、实验内容及步骤 交通灯控制系统面板图如上图所示，控制要求如下： 交通信号灯受一个总控制开关控制，当总控制开关接通时，信号灯系统开始工作。 开始工作后，南北红灯和东西绿灯同时点亮，4秒后东西绿灯开始闪烁，闪烁2秒后熄灭，熄灭同时切换成东西黄灯亮，2秒后东西黄灯和南北红灯同时熄灭，东西红灯和南北绿灯同时点亮。4秒后南北绿灯开始闪烁，闪烁2秒后熄灭，熄灭同时切换成南北黄灯亮，2秒后南北黄灯和东西红灯同时熄灭，再次切换成南北红灯和东西绿灯同时点亮。如此循环，周而复始。 当总控制开关断开时，所有信号灯都熄灭。

(1)确定I/O点数。列出详细的I/O地址分配表。如（该表仅为举例， (3)输入编好的PLC控制程序。 (4)运行程序，按控制要求设置各输入量，观察PLC运行情况，记录南北、东西各灯顺序亮、灭的运行情况。调试程序直至正确为止。 解：由题目要求得，

②梯形图如下图①，语句表如下图②，时序图如下图③： 图①图① 图②图② 图③ 五、注意事项

西门子PLC交通信号灯控制系统设计(详细步骤)

毕业设计说明书 （2010 届） 课程名称：可编程控制器应用 题目：交通信号灯PLC控制系统设计专 业班级： 学生姓名： 学号：指导教师： 2010 年 1月 8 日

一、设计题目 交通信号灯PLC控制系统设计 二、设计目的 课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 三.设计要求 1技术要求： 某十字路口东西方向和南北方向各装有直行(包括右转弯)控制红、黄、绿交通信号灯和左转弯控制红、绿交通信号灯，另外还有到计时显示器。显示器用于显示相应方向直行控制当前点亮信号灯还要持续的时间(剩余时间)，由另外的单片机系统构成。 PLC通过串口以自由口方式输出八位二进制数据，最高位为0表示东西方向数据。1表示南北方向数据，单位为秒。系统中有两个控制开关，东西控制开关SEW和南北控制开关SSN。SEW接通SSN关断则东西方向绿灯全亮南北红灯全亮，其他全灭。接通南北方向绿灯全亮，东西方向红灯全亮，其他全灭。SEW 和SSN都关断停止工作SEW和SSN都接通则进入正常工作状态，按照以下规律控制：(参考中华路与人民路交叉路口的信号灯) 2设计规律：: (1)系统启动后，南北红灯全亮35秒；与此同时东西直行绿灯亮20秒,东西左转弯红灯亮；(2) 东西灯亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒。(3)东西直行绿灯闪亮3 秒后变成黄灯亮，维持2秒；(4)东西直行黄灯亮2秒后变成红灯亮；同时东西左转弯绿灯亮，维持10秒；(5)东西左转弯绿灯亮10秒后变成红灯亮;(至此东西方向全是红灯亮，维持40秒)；同时南北方向直行控制红灯灭，绿灯亮。维持20秒；南北左转弯继续红灯亮.；(6)南北直行绿亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒；(7)南北直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮，

交通信号灯PLC控制系统设计说明

电气及自动化课程设计报告题目：交通信号灯PLC控制系统设计 学生： 学生学号： 年级： 2014级 专业：自动化 班级： 14自动化1班 指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年5月

交通信号灯PLC控制系统设计 机械与电气工程学院自动化专业 1 前言 随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤，交通秩序混乱，出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼，例如：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府规划的一个重要问题。 通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论，基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论，基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是，通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际操作锻炼了勇于探索，刻苦钻研的工作作风。 1.1 PLC的基本知识 早期的可编程控制器主要是用来代替继电器控制系统的，因此功能较为简单，只能进行开关逻辑控制，称为可编程控制器（programmable logic controller），简称PLC。随着电子技术，计算机技术和通行技术的快速发展，20世纪70年代后期微处理器被用作可编程控制器的中央处理器，从而较大的扩展了可编程控制器的功能。可编程控制器有开关逻辑，模拟量控制，高速计数，PID贿赂调节，远程I/O和网络通信等功能。1980年，美国电气制造协会正式将其命名为可编程控制器，简称PC。1987年2月，国际电工委会对PLC的具体含义做出了明确的定义：在工业环境的背景之下，一种常用来做数字运算操作的电子系统，它既可以进行逻辑运算、顺序控制，也可以进行定时、计数、数字运算等操作。虽然它中间的运算是采用的数字模式，但

PLC 十字路口交通灯控制模拟

PLC实验报告 实验三十字路口交通灯控制模拟 一、实验目的 1、掌握可编程控制器的工作原理。 2、通过动手接线，提高学生的实际动手能力以及加强对PLC基本结构的了解。 3、通过实验，，加强学生对PLC逻辑顺序编程的理解，使学生能够熟练应用PLC 定时器，以及PLC的基本辅助继电器 二、实验内容 十字路口南北方向和东西方向均设有红、黄、绿三只信号灯，交通灯启动时，6 只信号灯依一定的时序循环往复工作。交通信号灯的时序图如下图所示。

图1 整个交通灯系统至少要设置有启动键，停止键以及复位键。启动键启动系统按照上面时序开始运行；停止键停止系统，6个信号灯全部熄灭；复位键复位系统，此时无论系统处于什么状态，复位后系统重新开始运行。 本实验是一个简单时序的顺序控制实验，关键是要将交通灯状态变化的时间点标记出来。分析时序图，找出交通灯状态发生变化的每个时间点，并使PLC 做出相应的动作改变交通灯的状态。 三.实验I/O端口分配 1.输入端口 2.输出端口

四．硬件接线图 24V PLC 南北红灯南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯 五．实验梯型图及程序简介

六．系统使用说明书 1.按下启动键SB1，常开接点X000闭合，继电器M0闭合并进行自锁，定时器T0 T1 开始计时，首先东西方向红灯Y27亮，南北方向绿灯Y6亮，南北方向通行。 2.定时器T1计满13秒时，南北方向黄灯Y6开始闪亮，黄灯闪亮时间为2秒 3.定时器T3和T4形成一个分频电路，周期为1秒，占空比为50%，用这样一个矩形波去控制黄灯的闪亮 4.T0 计满15秒时，南北方向红灯Y17亮，东西方向绿灯Y4亮，其他灯灭，东西方向通行。 5.定时器T1计满13秒时，东西方向黄灯Y5开始闪亮，黄灯闪亮时间为2秒，闪亮原理同上。然后循环重复上述过程。 6.当停止按钮SB2，继电器M0失电，此时所有的输出灯都将熄灭，程序停止运行。 7.无论何时当复位按钮SB3按下时，定时器T0 T1将复位，程序重头开始运行。 七．实验小结 大二做过智能交通灯的程序设计，也是用的梯形图语言，然而到现在却大抵忘却了。 通过老师及书本上一些知识的介绍，我们组又重新了解了PLC 的相关知识及梯形图语言，经过一番理解与全局的设计，但是在实验

基于plc的十字路口交通信号灯控制系统设计

1目录 基于s7-200 plc的十字路口交通信号灯控制系统设计错误！未定义书签。 摘要......................................................................................................................................... I II 目录........................................................................................................................................... I 1 设计任务描述 (5) 1.2 设计要求 (5) 1.2.2 基本要求 (5) 1.2.3 发挥部分 (6) 2 设计思路 (6) 3 设计与分析 (7) 3.1设计框图 (7) 3.2设计分析 (8) 4 硬件部分 (9) 4.1 PLC I/O分配 (9) 4.2系统的硬件结构图 (10) 4.3 PLC的接线形式 (11) 5软件设计部分 (12) 5.1 梯形图 (13) 5.2语句表 (16) 6 PLC概述 (19) 6.1PLC硬件结构 (19) 6.2中央处理单元(CPU) (19) 6.3存储器 (20) 6.4输入/输出模块 (21) 图6.4.1 (23) 图6.4.2 (23) 7元件清单 (24) 小结 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) 设计主要内容及要求 1.1 设计目的： 编程序控制器（PLC）于20世纪60年代在美国诞生，在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高工业装备电气自动化水平的重要设备和强大支柱。因此，PLC技术已成为电气自动化专业技能型人才必不可少的重要技能，通过实践，可以帮助学生加深对理论知识消化吸收，提高PLC编程技

基于西门子S7-200 PLC的交通灯控制设计讲解

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Ab st r ac t (1) Key words (1) 1绪论 (2) 1.1课题的研究背景与意义 (2) 1.2主要内容 (2) 2 PLC的概述 (2) 2.1 PLC的定义，分类及特点 (3) 2.2 PLC的功能和应用 (3) 2.3 PLC的工作原理 (3) 2.4 PLC的工作过程 (3) 2.5的编程语言 (4) 2.6 PLC定时器指令介绍 (5) 3 PLC控制系统的实现 (6) 3.1方案的比较与选择 (7) 3.2 I/0分配表 (7) 3.3接线图 (8) 3.4工作流程图 (8) 3.5工作时序图 (9) 3.6梯形图 (9) 3.7仿真过程 (10) 4.总结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)

基于西门子S7-200 PLC的交通灯控制设计 机械设计制造及其自动化李金辉 指导教师吕永田 摘要：交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。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。虽然自交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统不断地被改进，设计方法也多种多样，但随着经济条件的升高，数字交通电路灯越来越不能满足日益增加的交通压力。现今PLC技术飞速发展，可编程控制系统的功能日益完善，加上小型化，可靠性高，价格低等优点，在现代工业中的作用更加突出。 因此，本文的设计就是运用PLC技术实现对十字路口的交通灯控制，通过对交通灯控制系统进行实地考察，我选择了一种最优方案，运用西门子系列的S7-200 PLC来控制交通灯的变化。 关键词：交通灯控制系统PLC The design of traffic light’s control based on Siemens S7-200 PLC Student majoring in Mechanical design and manufacturing automation Li Jinhui Tutor Lv Yongtian Abstract：The traffic control system is a unique public management system now, producing with logistics, travel and so on. The coordination of the relationship between people, vehicles and roads has become one of the important issues which need to be addressed with traffic management. Since the traffic lights produced, the internal circuit control system has been improved and the design methods varied also, but with the increasing of economic conditions, digital traffic lights can not meet the increasing traffic pressure. Nowadays the PLC technology development quickly, the function of programmable control system become refinement also the characters of miniaturization, high reliability, and low prices make it more prominent in modern industry. Therefore used PLC technology to control the traffic lights at the intersection, through fielding trips to traffic light control system, selected an optimal programmer, then using Siemens S7-200 PLC to control the traffic lights' change. Key words: traffic lights;control system;PLC

1.《交通信号灯的PLC控制》教学设计

《交通信号灯的PLC控制》教学设计 一、教学目标 知识目标： 1、进一步学习PLC的编程。 2、掌握交通信号灯的控制原理。 能力目标： 培养学生的动手操作能力和自主探究能力。 情感目标：通过“工学一体化”的课堂教学，让学生边学边做，体验学习的充实与快乐。在小组合作学习中，互相交流促进，增强学生合作意识。 二、教学重点与难点 重点：交通灯PLC控制电路的组装与工作过程。 难点：交通灯PLC程序设计、调试运行。 三、教法与学法 教法：项目教学法（确定项目、制定计划、实施计划、检查评估、记录归档、知识延伸） 学法：小组学习法（将学生分为六个小组，每个小组设工段长、 操作工等不同岗位，让学生分别明确自己的任务和职责。） 四、课时 2 课时 五、教学准备 PLC与变频器实训室（集PLC编程电路安装、教室功能于一体，

并具有多媒体演示功能）；主要设备：S7-200 PLG 计算机、万用表。 六、设计理念 本次项目实施设置了六个环节，如图所示： 七、教学过程 （一）确定项目（约10分钟） 采用创设工作情境的方式引入项目: 假设道路上没有交通灯，世界将变成什么样子？实际生活中交通 灯是如何控制的？如果用我们所学的 PLC 知识，应该如何完成？ 一组同学展示： 1、 彩色图片展示：搜集十字路口交通灯图片。 2、 交通灯工作演示：通过多媒体展示交通灯工作示意图 ，各组 同学在操作中认识交通灯工作原理。 确 定项目 知 识 延 仲

项目任务描述： 1、启动：当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。 2、停止：当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。 3、信号灯正常时序： (1)信号灯系统开始工作时，南北红灯亮，同时东西绿灯亮。 (2)南北红灯亮维持25s，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮并维持20s, 20s后，东西绿灯闪亮3s (亮0.5s。熄0.5s)，绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮并维持2s，2s后，东西红灯亮，南北绿灯亮。 (3)东西红灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s，到25s时南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，并维持2s，到2s时，南北黄灯熄，南北红灯亮，同时东西红灯熄，东西绿灯亮，开始第二个周期的动作。 (4)以后周而复始地循环，直到停止按钮被按下为止。 (二)制定计划(约10分钟) 学生分小组讨论列出元器件清单，制定实施项目的步骤和操作程序，最后由老师审核确定项目计划。 项目实施步骤：电路安装、程序设计、运行调试

plc交通灯控制系统知识讲解

p l c交通灯控制系统

目录 1 题目背景意义 (1) 1.1交通灯的研究背景及意义 (1) 1.2交通灯控制系统设计意义 (2) 2 设计题目介绍 (2) 2.1设计内容及要求 (2) 2.2交通灯控制系统设计意义 (2) 3 系统设计方案 (3) 3.1设计方案 (3) 3.2设计思路流程图 (3) 4硬件系统设计 (4) 4.1控制系统的模块配置 (5) 4.2 PLC I/O口设置 (5) 4.3硬件接线图 (6) 5 软件系统设计 (6) 6 系统仿真调试 (8) 6.1 软件调试 (9) 6.2 运行调试 (10) 7 结论 (10) 参考文献 (11) 附录 (11)

1 题目背景意义 1.1交通灯的研究背景及意义 随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼，例如：绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫，如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府政策规划的一个重点问题。 通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练，从而能够使我们进行PLC系统设计和实施，并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是：通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作，锻炼了自身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风，这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。 1.2交通灯控制系统设计意义 随着城市汽车数量的增多和汽车进入家庭步伐的加快，城市道路交通问题显得越来越重要。马路上经常会看到这种现象：一旦整个路口的交通信号灯出现故障，若没有交警的及时疏导，该路口会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号控制大都采用继电器或单片机实现，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点，越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。 本文对十字路口交通信号灯控制系统，运用可编程逻辑器件PLC做了软件和硬件的设计，能基本达到控制要求。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。 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。因此，交通灯的设计是十分重要且迫在眉睫的。随着社会的发展，一个城市的交通是否便捷是衡量其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交通拥堵的现象，特别是大城市，随着城市机动车量的不断增加，如北京、上海、南京等出现了交通

交通信号灯的PLC控制教(学)案

交通信号灯的PLC控制 使用教材：《可编程序控制器及其应用》（中国劳动社会保障） 授课班级：10秋电气班（中职二年级学生） 学生人数：30人 教学容：基于课本《基本指令综合运用》一节的容作拓展学习 授课类型：理实一体 一、教学目标 知识技能目标：1.进一步学习PLC的编程。 2.掌握交通信号灯的控制原理。 专业能力目标：培养学生的动手操作能力和自主探究能力。 职业情感目标：通过“工学一体化”的课堂教学，让学生边学边做，体验学习的充实与快乐。在小组合作学习中，互相交流促进，增强学生合作意识。 二、教学重点与难点 重点：交通灯PLC控制电路的组装与工作过程。 难点：交通灯PLC程序设计、调试运行。 三、教法与学法 教法：项目教学法（确定项目、制定计划、实施计划、检查评估、记录归档、知识延伸） 学法：小组学习法（将学生分为六个小组，每个小组设工段长、操作工等不同岗位，让学生分别明确自己的任务和职责。） 四、课时、教具 课时：2课时 教具：PLC与变频器实训室（集PLC编程电路安装、教室功能于一体，并具有多媒体演示功能）；主要设备：S7-200 PLC、计算机、万用表。 五、教学程序 本次项目实施设置了六个环节，如图所示：

六、教学过程 教学过程一、确定项目（约10分钟） 采用创设工作情境的方式引入项目： 假设道路上没有交通灯，世界将变成什么样子？实际生活通灯是如何控制的？如果用我们所学的PLC知识，应该如何完成？ 一组同学展示： 1．彩色图片展示：搜集十字路口交通灯图片。 2．交通灯工作演示：通过多媒体展示交通灯工作示意图，各组同学在操作中认识交通灯工作原理。 项目任务描述： 1、启动：当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。 2、停止：当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。 采用创设情境的方式引入项目，此方式使学生更直观了解本节课的实训项目，引起学生的学习兴趣。 充分发挥学生的自主能动性，使学生充分参与到教学活动中来。

交通灯PLC控制实验报告

交通灯的PLC控制实验报告 学院：自动化学院班级：0811103 姓名：张乃心学号：2011213307 实验目的 1．熟悉PLC编程软件的使用和程序的调试方法。 2．加深对PLC循环顺序扫描的工作过程的理解。 3．掌握PLC的硬件接线方法。 4．通过PLC对红绿灯的变时控制，加深对PLC按时间控制功能的理解。 5．熟悉掌握PLC的基本指令以及定时器指令的正确使用方法。 实验设备 1．含可编程序控制器MicroLogix1500系列PLC的DEMO实验箱一个 2．可编程序控制器的编程器一个（装有编程软件的PC电脑）及编程电缆。3．导线若干 实验原理 交通指挥信号灯图

I/O端子分配如下表 输入输出 启动按钮IN/0 东西红灯OUT/0 东西黄灯OUT/1 东西绿灯OUT/2 南北红灯OUT/3 南北黄灯OUT/4 南北绿灯OUT/5 注：PLC的24V DC端接DEMO模块的24V+ ； PLC的COM端接DEMO模块的COM 。 系统硬件连线与控制要求 采用1764-L32LSP型号的MicroLogix 1500可编程控制器，进行I/O端子的连线。它由220V AC供电，输入回路中要串入24V直流电源。1764系列可编程控制器的产品目录号的各位含义如下示。 1764：产品系列的代号 L：基本单元 24：32个I/O点（12个输入点，12个输出点） B：24V直流输入 W：继电器输出 A ：100/240V交流供电 下图为可编程控制器控制交通信号灯的I/O端子的连线图。本实验中模拟交通信号灯的指示灯由24V直流电源供电。O/2-O/4为南北交通信号灯，O/5-O/7为东西交通信号灯。 DC COM I/0 V AC VDC V AC VDC O/2 O/3 O/4 O/6 O/5 O/7 红绿 黄红绿 黄 24V DC 24V DC 24V DC MicroLogix1500

PLC实现十字路口交通灯控制

河南科技大学 课程设计说明书 课程名称：电气控制技术 题目：PLC实现十字路口交通灯控制 学院：车辆与动力工程学院 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期：2013年7月6号

电气控制技术课程设计任务书 姓名班级学号 设计题目用PLC实现十字路口交通灯控制 设计目的 进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力；掌握一般生产电气控制系统的设计方法；掌握一般生产电气控制系统的施工设计、安装与调试方法；培养查阅图书资料、工具书的能力；培养工程绘图、书写技术报告的能力。 设计任务及要求 某交通信号灯系统采用PLC控制。信号灯分东西、南北两组，每组均由红、黄、绿灯组成，并假设东西方向交通情况与南北方向一样繁忙。 1）实现真实环境的十字路口交通灯模拟控制（即有东西南北方向红灯停、绿灯行、黄灯准备，并且有转向：东西方向分别能向南北方向转向）。 2）用数码管分别显示东西和南北方向的红灯的减法计数识别（建议以一支数码管表示一个方向）。 设计时间安排 查阅资料（1天） 设计并绘制电气控制原理图（2天） 设计PLC控制程序（2天） 模拟调试（2天） 撰写课程设计说明书（2天） 答辩（1天） 主要参考文献 1.黄永红.电气控制与PLC应用技术, 北京: 机械工业出版社, 2011. 2.王建华.电气工程师手册, 北京: 机械工业出版社, 2006. 3.吴晓君.电气控制课程设计指导, 北京: 中国建材工业出版社, 2007. 4.高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例人民邮电出版社，2004. 5.张立科. PLC应用开发技术与工程实践人民邮电出版社，2005. 指导教师签字：年月日

交通信号灯PLC自动控制

交通信号灯PLC自动控 一、实验目的 1.掌握十字路口交通信号灯的控制原理。 2.掌握PLC定时器﹑计数器的使用方法。 二、实验器材 1.PLC可编程序控制器实验台1台 2.PLC-DEMO001交通信号灯PLC自动控制演示板1块 3.PC机或编程器1台 4.编程电缆1根 5.自锁式连接导线若干 三、实验要求 1.本装置与交通信号灯控制一致，采用LE模拟信号灯，信号灯分东西﹑南北二组分别有“红”“黄”“绿”三种颜色。其工作状态由PLC程序控制，“启动”、“停止”按钮分别控制信号灯的启动和停止。“白天/黑夜”开关控制信号灯白天黑夜转换。 2.对“红”“黄”“绿”灯控制要求如下： 3.假设东西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此东西方向的绿灯通行的时间多一倍。 4.控制时序要求如错误！未找到引用源。所示。 5.按下“启动”按钮开始工作，按下“停止”按钮停止工作，“白天/黑夜”开关按下闭合时为黑夜工作状态，这时只有黄灯闪烁，断开时按时序控制图工作。 6.根据具体情况还可增加控制要求，如紧急控制，某一方向绿灯常亮。 PLC简介 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中最重要的组成部分。 1.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公路，在高速公路建设完成的初期，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和普通道路耦合出交通状况的制约。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，城区与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， 2.根据交通等工艺控制要求和特点，我们采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC有小型化，高速度，高性能等特点，三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程控制器（PLC）对十字路口交通控制等实现控制。本系统采用PLC是基于以下四个原因： 3.PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力。通常的平均无障碍时间都在30万小时以上； 4.系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善，实用性强； 5.干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC； 6.近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，是的实际应用成为可能。2 PLC及PLC简介 7.可编程控制器简称——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。 8.可编程控制器（PLC）是用来取代控制系统中的继电器的一种设备，它通过检测输入端口，并根据输入端口的状态，按照程序控制输出口，可编程控制器的程序一般要使用一定的软件编写，使用人员通过输入预先编写的程序，使可编程控制器按预定的控制方案执行控制任务。目前大多数城市采用的交通信号灯指挥控制系统，采用电子线路加继电器构成，也有少数采用单片机构成。对信号灯的要求也越来越高，采用电子线路加继电器的控制方

交通信号灯PLC控制系统设计说明

信息和电气工程学院 课程设计说明书 （2010/2011学年第一学期） 课程名称：可编程控制器使用 题目：交通信号灯PLC控制系统设计 专业班级：电气工程及其自动化0706班 学生： 学号： 指导教师： 设计周数：两周 设计成绩： 2011 年 1月 14日 目录 一、课程设计的要求 (2) 1、1课程设计目的及意义 (2) 1、2课程设计的主要任务 (2) 1、3课程设计的技术要求 (3) 1、4课程设计的控制规律 (3) 二、课程设计的容 (4) 2、1 控制对象 (4) 2、2硬件选择 (5)

2、3编制I/O地址分配表 (6) 2、4控制系统的电路接图 (6) 三、交通信号灯程序流程图 (7) 四、交通信号灯时序图 (8) 五、程序梯形图 (8) 六、参考文献 (12) 七、心得体会 (12) 八、成绩评语 (13) 一.课程设计的要求 1、1 课程设计目的及意义 可编程序控制器，英文全称Programmable Controller,简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场使用而设计，采用可编程序的存储器，用以在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC式微机技术和传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优点，有照顾到了现场电气操作维修人员的技能和习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学，调试和简易的用户程序编制工作，就灵活方便地将PLC使用于生产实践之中。

TIA博途,plc控制交通信号灯

人才培养模式改革和开放教育试点理工类毕业设计（论文） 安徽广播电视大学 毕业设计(论文) 分校名称马鞍山电视（网络）大学 教学点名称马鞍山电大 年级名称02秋开放（本科） 专业名称计算机科学与技术 课题名称plc控制交通信号灯 学生姓名 指导教师 2017年 5 月18 日

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，在现代工业中的作用更加突出，随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多，而道路建设却往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通的问题日益突出，经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情况，在这个时候，道路交通灯的正常运行以及合理的功能就是交通畅通的重要保证。而以往的交通信号灯大都采用继电器或是单片机来实现。存在着功能少。可靠性差。维护量大等缺点，而PLC编程简单。易维护，可以随着不同场合的需要灵活改变程序以实现不同的功能需求。且可靠性高。性价比较好，最重要的是PLC很适合来控制交通信号灯这类的时序控制系统。所以设计了一种用PLC控制的城市十字路口交通灯控制系统。详细的阐述了设计方案的选择以及整个程序设计的过程。经过上机实践，结果表明，该系统设计方案合理，可靠性高，达到预期目标，实现效果好

目录 一、摘要 (2) 二、 PLC与TIA博途介绍 (4) 1、plc的特点与应用 (4) 2、全集成自动化软件TIA portal的简介 (6) 三、梯形图的设计与编程方法 (7) 四、 plc程序 (11) 五、设计总结 (17)

1、plc的特点与应用 SIMATIC S7-1200控制器 随着可编程序控制器在工业自动化中的发展，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。 SIMATIC S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC，可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI 和网络通信等任务。具有支持小型运动控制系统、过程控制系统的高级应用功能。 可实现简单却高度精确的自动化任务。SIMATIC S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计，功能强大、投资安全并且完全适合各种应用。可扩展性强、灵活度高的设计，可实现最高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。SIMATIC S7-1200 系统有五种不同模块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一种模块都可以进行扩展，以完全满足您的系统需要。 (1)安装简单方便 所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣，可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置，当需要安装面板时，可提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置，为您提供其它安装选项。 (2)节省空间的设计 所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过专门设计，以节省控制面板的空间。例如，经过测量，CPU 1214C 的宽度仅为 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm。结合通信模块和信号模块的较小占用空间，在安装过程中，该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间，为您提供了最高效率和最大灵活性。 S7-1200SIMATIC S7-1200硬件创新 集成Profinet / Ethernet 端口 不需要专用编程电缆和以太网扩展模块，减少了安装空间和成本。 信号板可以增加额外的I / O点，而不必要改变CPU的体积；例如仅仅需要一路热电阻传感器信号的输入，通过信号板就可以完成。 CPU本体集成数字量I/O，模拟量I/O和运动控制I/O 不需要额外的硬件扩展，减少了PLC安装空间和成本。

PLC控制交通信号灯的几种编程方法

PLC控制交通信号灯的几种编程方法 通过对PLC控制交通信号灯的几种编程方法探索，以学生在学习过程中的具体作品为例，阐述了PLC控制在教学中不同的设计方法，使学生的编程能力得以提高。 标签： PLC控制技术；交通信号灯；编程方法 TB 交通灯是PLC教学中很常见的控制课题，设计方法有很多种，可以用基本逻辑指令编程，也可以用比较指令编程，还可以用步进指令编程。基本逻辑指令编程适用于简单逻辑控制程序，比较指令编程适用于对指令系统相当熟悉，并且对控制过程足够了解的同学。由于交通灯是随着时间的推移，按一定的规律变化，学生如果掌握了这种规律，看懂了时序图的话，用基本逻辑编写程序就很容易了。不仅程序简洁明了，可读性还会有很大提高。本文就交通灯的控制给大家阐述一下编程方法。 三种编程方法所示的梯形图程序实现交通灯的控制要求如下：当启动开关接通时，东西绿灯和南北红灯亮东西绿灯亮20秒，闪烁3秒后，东西黄灯亮2秒，2秒后东西黄灯南北红灯一起熄灭。然后东西红灯和南北绿灯同时亮，南北绿灯亮25秒，闪烁3秒后，南北黄灯亮，2秒后，南北黄灯和东西红灯一起熄灭。东西绿灯和南北红灯亮，如此循环。我们画出一个时序图来表示交通灯的变化过程。 第一种方法：用基本逻辑指令来进行编程。这种方法的设计思路是根据上面的时序图来设计。在时序图中，我们先按照时间的顺序找到六个定时器，就是上图标的T0到T5。T0表示东西绿灯常亮的时间，T1表示东西绿灯闪烁的时间，T2表示东西黄灯接通的时间，T3表示南北绿灯常亮的时间，T4表示南北绿灯闪烁的时间，T5表示南北黄灯接通的时间。在这里，南北红灯和东西红灯的时间是通过各方向绿灯和黄灯的时间体现出来的，这样，在设计上就少了两个定时器，编程时就简化了很多。然后根据定时器顺序循环执行的方法，把六个时间继电器并联或串联。用启动开关接通后，根据时间的变化来接通不同的回路。最终完成的程序在下图中显示出来。第二种方法是用比较指令来进行编程。这种方法的设计思路是通过交通灯一个周期里不同的灯的变化来设计的。用一个定时器T0来表示。在这个时间里，分成不同的阶段，用比较指令把时序图中的六组交通灯的状态表示出来。这种方法省去五个定时器，通过时间的变化来实现。EV0是定时器的经过值寄存器，时间由55秒倒计数到0的话，经过了八个阶段，把每个阶段经过的时间存储在EV0中，再通过比较指令设计出在时间范围内交通灯的变

plc交通信号灯控制实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除plc交通信号灯控制实验报告 篇一：交通灯pLc控制实验报告 交通灯的pLc控制实验报告 学院：自动化学院班级：0811103姓名：张乃心学号：20XX213307 实验目的 1．熟悉pLc编程软件的使用和程序的调试方法。2．加深对pLc循环顺序扫描的工作过程的理解。3．掌握pLc的硬件接线方法。 4．通过pLc对红绿灯的变时控制，加深对pLc按时间控制功能的理解。5．熟悉掌握pLc的基本指令以及定时器指令的正确使用方法。 实验设备 1．含可编程序控制器microLogix1500系列pLc的Demo 实验箱一个 2．可编程序控制器的编程器一个（装有编程软件的pc 电脑）及编程电缆。3．导线若干

实验原理 交通指挥信号灯图 I/o端子分配如下表 注：pLc的24VDc端接Demo模块的24V+；pLc的com端接Demo模块的com。 系统硬件连线与控制要求 采用1764-L32Lsp型号的microLogix1500可编程控制器，进行 I/o端子的连线。它由220VAc供电，输入回路中要串入24V直流电源。1764系列可编程控制器的产品目录号的各位含义如下示。1764：产品系列的代号L：基本单元 24：32个I/o点（12个输入点，12个输出点）b：24V 直流输入w：继电器输出 A：100/240V交流供电 下图为可编程控制器控制交通信号灯的I/o端子的连线图。本实验中模拟交通信号灯的指示灯由24V直流电源供电。o/2-o/4为南北交通信号灯，o/5-o/7为东西交通信号灯。 实现交通指挥信号灯的控制，交通指挥信号灯的布置，控制要求如下：（1）信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始正常工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯熄灭。 （2）南北红灯维持25秒。在南北红灯亮的同时东西绿