十字路口交通信号灯plc控制系统毕业论文(编辑修改稿)

十字路口交通信号灯plc控制系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

了解决上述问题运应而生。 PLC凭借其高精度、高可靠性及长寿命为其在交通信号灯的控制上 提供 了 巨大的发展空间。 我国在 “十五 ”规划中 就 已明确提出了 “用信息化带动工业化 ”的发展计划，大量传统产业的自动化改造将为 PLC控制。 我 国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个 PLC市场高速增长的时期。 9 未来发展趋势 和单片机控制的十字路口信号灯相比，用 PLC进行控制主要是考虑 PLC具有很强的环境适应性，同时其内部定时器资源非常丰富，可对交通灯进行精确控制。 由于 PLC内部均配有实时时钟，因此通过 PLC控制可对交通灯实施全天候无人化管 理。 另外因为 PLC具有通信联网功能，所以可以将同一条道路上的交通灯组成局域网进行 的 统一调度管理，这样 就 可以缩短车辆等候时间， 进而 实现科学化 管理。 正是由于 PLC较之单片机及其它控制的种种优点，以 PLC取代城市现有的交通灯控制方法是势在必行的。 城市的交通系统是一种时刻变化且非线性的系统。 以往的交通控制方面的研究多倾向于实际操作的考虑而非基于理论控制的方法。 近年来，随着众多研究控制理论的学者教授的参与，城市交通的自动控制领域方面的研究出现了新的思路和方法，人工智能是新的研究方法之一。 人工智能是将 PLC控制与智能化计算机结合，利用模糊控制与神经网络控制的技术进行十字路口交通信号灯控制能够取得比定时控制更为有效的结果。 这是今后的交通信号灯的主要研究 方向。 将模糊控制和神经网络控制两者结合起来用于十字路口交通信号灯的控制将很有可能成为今后交通信号灯控制研究的重点，所以对其进行一次系统全面的研究是十分必要的。 课题研究的主要内容 本设计主要研究了基于 PLC 的十字路口交通信号灯 控制。 十字路口信号灯系统的具体构成元素包括：东、西、南、北方向四个 主干道直行“红绿黄”灯。 当按下按钮后，东西方向的绿灯亮 5 秒，闪烁 2 秒后灭，黄灯亮 2 秒后灭，然后红灯亮 9 秒后灭，如此循环。 而对东西方向绿灯、红灯、黄灯亮时，南北方向的红灯亮9 秒后灭，接着绿灯亮 5 秒，闪 2 秒，黄灯亮 2 秒后灭，如此循环。 本设计的研究技术路线如图所示： 10 设计技术路线 研究了解信号灯的工作原理和动作规律 查阅相关资料并选择适合本课题的技术 确定 PLC 的技术路线 实现 PLC 控制系统设计的基本要求并设计出PLC 的控制程序 依照自己的设计做出总体布局设计 完成 PLC控制系统设计流程图 绘制 编写毕业论文 11 第 2 章 控制系统总体方案与技术要求 系统的基本要求 信号灯的基本构成 十字路口交通的具体的交通灯分布如图所示，在十字路口的东、西、南、北方向装有主干道直行“红绿黄”灯。 交通灯分布 12 1. 南北主干道 南北主干道的交通灯有 3个，分别是直行红灯、直行绿灯和直行黄灯。 2. 东西主干道 东西主干道的交通灯也是 3个，分别是直行红灯、 直行绿灯和直行黄灯。 基本控制要求 交通信号灯控制系统的要求是能够实现南北和东西方向 6组灯交替点亮的 正常循环运行。 交通信号灯的正常循环运行逻 辑流程图如图所示，具体控制要求如下： （ 1） 按下启动按钮后，交通信号灯系统开始工作。 先亮南北方向红灯和东西方向的绿灯，再亮东西方向红灯和南北方向绿灯，然后再亮南北方向红 灯和东西方向的 绿灯，如此一直循环运行。 （ 2） 东西 向主干道直行绿灯先亮 5s， 然后闪烁 2s， 再亮直行黄灯 2s，然后是直行红灯亮 9s；同时南北向红灯先亮 9s，其次绿灯亮 5s， 然后闪烁 2s， 再亮直行黄灯 2s， 依次循环。 13 交通灯正常循环运行流程图 的结构及原理 PLC 的 分类 1. 按 I/O点数和存储器容量可分为： （ 1） 小型 PLC； （ 2） 中型 PLC； （ 3） 大型 PLC 2. 按结构型式可分为： （ 1） 整体式 PLC； （ 2） 模块式 PLC； （ 3） 叠装式 PLC 3. 按功能可分为： （ 1） 低档机； （ 2） 中档机； （ 3） 高档机 PLC的基本结构及原理 可编程控制器的硬件结构主要由微处理器、存储器、电源、 I/O接口电路、扩展接口、外设接口和编程器等构成。 PLC接受了来自现场的控制信号后经过中央处理元件处理后送入驱动受控元件进而实现对象的操作控制。 PLC分为整体式和组合式两种结构，整体式 PLC包括 CPU板、 I/O板、显示面板、内存块以及电源等。 所有这些元素组合成为一个不可拆解的整体。 模块式 PLC包括 CPU模块、电源模块、内存、机架等，这些硬件设施可以按不同的排列组合形成一定功能开始 南北直行 绿灯 闪 2s 南北直行 红灯亮 9S 南北直行 绿灯亮 5s 南北直行 黄灯亮 2s 东西直行绿灯亮 5s 东西直行绿灯 闪 2s 东西直行 黄灯亮 2s 东西直行红灯亮 9s 14 的模板。 PLC工作时主要是取指令及执行指令以完成一定的功能，其内部工作过程大致可分为如下阶段： (1)输入采样阶段 在此阶段 中 ， PLC以扫描 的 方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O映象区中的相应得单元内。 输入采样结束后， 立即 转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两 个阶段中，即使输入状态和数据发生变化， I/O映象区中的相应单元的 数据和状态 也不会 因此而 改变。 (2)程序执行阶段 在用户程序执行阶段， PLC总是按 照 由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图 )。 在扫描 一条梯形图 的同 时，又总是先扫描梯形图左边的 控制线路，并按 照 先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算 得出 的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM存储区中 所 对应位的状态；或者 是 刷新该输出线圈在 I/O映象 中 所 对应位的状态； 又 或者 是 确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 （ 3） 输出刷新 阶段 当扫描用户程序结束后， PLC就进入输出刷新阶段。 在此期间， CPU按照 I/O映象区内对应的 数据和状态来 刷新所有的输出锁存电路， 和外接电路， 再经输出放大 电路驱动相应的外设。 PLC设计的基本原则 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。 因此，在设计 PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则： 最大限度地满足被控对象的控制要求 如何 充分发挥 PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求， 这 是设计 PLC控制系统的首要 目标 ，这也是设计中最 为 重要的一条原则。 要求设计。