plc的智能交通灯的设计
在当今高速发展的社会里，交通问题成为大家关注的社会问题，目前国内十字路口的交通灯控制一般是定时切换控制的，在未来的工业发展中，交通灯的需求将慢慢地走向人性化、自由化和便利化。由于交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的控制系统，汽车数量的直线上升及现有的定时切换控制交通方式的局限性都使得我们有必要寻求一种智能的交通控制系统。本设计分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种个简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。系统采用PLC实现正常交通的时序控制，通过传感器自动获取车辆数据，完成对交通异常状况的检测，PLC根据取得的数据运用一定的智能控制原则自动调节红绿灯的时间长度。关键词 PLC, 交通灯 ,智能化 ,渐进式
目 录
1.绪论 1
1.1引言1
1.2智能交通灯的发展历史1
1.3本课题研究内容2
2.PLC的基本介绍 2
2.1基本概念 2
2.2基本结构 3
2.3 PLC的特点及应用 4
2.4 PLC的工作原理 5
3.基于PLC的智能交通灯设计6
3.1 车辆测量及传感器的设置6
3.2 模糊控制分析6
3.3 数码管的介绍8
4.系统硬件设计9
4.1 PLC的选型9
4.2输入输出地址的分配11
4.2.1输入部分11
4.2.2输出部分11
4.3 输入输出点的接线图12
5.系统软件设计13
5.1程序设计思路13
5.2 程序流程图14
5.3 梯形图的设计15
5.3.1绘制梯形图的规律15
5.3.2 设计梯形图的一般步骤15
5.4梯形图的分析16
5.5仿真软件介绍17
结论 21
参考文献 22
致谢23
附录A 梯形图 24
附录B 指令表 34
1.绪论
1.1 引 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
言
交通灯为人们的出行带来极大方便，有着悠久的历史。随着科技不断发展，人们代步工具日趋完善，从开始的徒步到现在的汽车飞机。但随之而来的交通压力也让人烦恼，以往的交通灯已不能解决现有的问题，各个繁忙路口已不得不进行人为控制。1868年，世界第一个两色照明灯在伦敦运行，控制着人流通过，好景不长，一场意外事故，这个“红绿灯”便销声匿迹了。再者便是1914年由美国人制造的一款交通灯，这种已颇有现在的模型了。不久之后，一款自动控制交通红绿灯的系统开始投入使用，这为以后交通灯的发展打下了基础。后来，《道路交通和道路标志信号协定》的发布对红绿灯的使用进行了规定，绿灯行，绿灯情况下可直走或拐弯，拐弯者要让直行的人先走。红灯情况下，必须在规定路线内等侯。黄灯情况下，车辆必须等等，视看下次红绿灯状况，选择走或停。交通灯的使用在一定程度上缓解了交通拥堵，改善了人们的出行。但随着生活的日益改善，代步工具日趋先进，汽车开始变得普遍。面对拥挤的交通，现今的交通控制系统已不堪重负。因此，本次论文将设计一种根据道路、车流量、时间变化情况自动控制调节红绿灯转换，能够实现更快的疏散车辆，缩短车辆等候时间。
1.2 智能交通灯灯的发展历史
为了更加便捷的控制交通路况，英国几经周折，耗费大量人力财力，经过无数次实验，终于研究出了这项TRANSYT交通控制系统。这项系统研发后得到广泛认可，实地运行效果较佳，是一项较为成功的杰作。该系统通过有线连接。在静态模式下，通过数学模型控制相位差和绿信比。这项系统优点是显而易见的，同时也存在着缺陷。比如周期调节相对困难。如果要进行离线优化，需要大量交通数据流及路网。
继英国之后，澳大利亚通过计算机控制技术制作了SCAT系统。该系统进行区域管理，联机和脱机模式并用，同样为有线连接。该系统有几种不同方案，实施控制时，会事先分析道路状况，然后根据实际情况选择要采用的控制方案。此方案就是利用了计算机易于改变控制方案，易于调整结构的优点。同样这也给该系统带来了不变，该系统对于硬件要求高，不便于传输，且信息反馈不够准确及时。
SCOOT系统是一款自适应的路面控制系统，又叫动态交通控制系统，是前面TRANSYT系统的一次升级和改进，相比于澳大利亚发明的静态控制，功能方面又有明显的进步，此款系统同样为有线连接，一时间广泛被用于各大街道十字路口，与以往的相比，控制效率提高了不少。其缺点是时序固定，相位确定了亦无法进行更改，安装方面也有困难。
接着便是由日本研发的一款路面系统，这款控制系统的设计已经相对现代化，该系统由VICS中心和交通控制中心组成，可以高效的收集路面信息，传输信息，最后做出相应且及时的处理，该系统在控制交通灯的同时还能将获得的信息进行反馈交流。将检测器获得的信息，通过计算机进行快速运算，并加以分析，提前给出预用的方案，在指挥红绿灯转换的同时，如果收集到相关信息显示该路段出现交通堵塞，该信息将被在社会广泛发布，给出行人有提前准备改变出行路线，对缓解交通堵塞起到一定作用。
1.3.本课题研究内容
本次毕业设计的主要内容是区别于传统的交通灯控制系统，利用PLC设计一款智能化交通控制系统。传统的交通灯红绿灯之间的转换是固定的，一定程度上浪费了时间，在繁忙的街道口，这就容易造成交通堵塞，带来些许不变。如果是智能化控制，这种现象将得到缓解。要想避免这种现象，实现最优控制，我的最初设想是在十字路口的各个方向安装传感器对车流量进行统计，将得到的数据传至计算机控制系统进行分析，根据设定值，系统判定路口状况，接而调整红绿灯的读秒时间进行转换，实现交通的最优控制。
2. PLC的基本介绍
2.1基本概念
早些年的可编程控制器的功能相对简单，只有简单的开启关闭逻辑控制，多被用于替代继电器控制系统，被称为PLC。与微观电子技术,计算机技术的快速发展和访问技术,1970年代末作为中央处理器的微处理器可编程控制器,可大大扩展的功能可编程控制器,可编程控制器切换逻辑,模拟控制,高速计数、PID贿赂规定,网络通信的功能。1980年,被正式命名为可编程序控制器,称为电脑。1987年2月,国际电工委员会的具体含义PLC明确定义:工业环境的背景下,电子系统用于数字操作。它可以进行逻辑操作以控制，也可以进行，定时，计数，算术和其他操作。虽然它处于数字输入和输出的操作模式中，但它仍然使用模拟信号。可以用来调整控制各种行业的各种生产操作过程。
目 录
1.绪论 1
1.1引言1
1.2智能交通灯的发展历史1
1.3本课题研究内容2
2.PLC的基本介绍 2
2.1基本概念 2
2.2基本结构 3
2.3 PLC的特点及应用 4
2.4 PLC的工作原理 5
3.基于PLC的智能交通灯设计6
3.1 车辆测量及传感器的设置6
3.2 模糊控制分析6
3.3 数码管的介绍8
4.系统硬件设计9
4.1 PLC的选型9
4.2输入输出地址的分配11
4.2.1输入部分11
4.2.2输出部分11
4.3 输入输出点的接线图12
5.系统软件设计13
5.1程序设计思路13
5.2 程序流程图14
5.3 梯形图的设计15
5.3.1绘制梯形图的规律15
5.3.2 设计梯形图的一般步骤15
5.4梯形图的分析16
5.5仿真软件介绍17
结论 21
参考文献 22
致谢23
附录A 梯形图 24
附录B 指令表 34
1.绪论
1.1 引 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
言
交通灯为人们的出行带来极大方便，有着悠久的历史。随着科技不断发展，人们代步工具日趋完善，从开始的徒步到现在的汽车飞机。但随之而来的交通压力也让人烦恼，以往的交通灯已不能解决现有的问题，各个繁忙路口已不得不进行人为控制。1868年，世界第一个两色照明灯在伦敦运行，控制着人流通过，好景不长，一场意外事故，这个“红绿灯”便销声匿迹了。再者便是1914年由美国人制造的一款交通灯，这种已颇有现在的模型了。不久之后，一款自动控制交通红绿灯的系统开始投入使用，这为以后交通灯的发展打下了基础。后来，《道路交通和道路标志信号协定》的发布对红绿灯的使用进行了规定，绿灯行，绿灯情况下可直走或拐弯，拐弯者要让直行的人先走。红灯情况下，必须在规定路线内等侯。黄灯情况下，车辆必须等等，视看下次红绿灯状况，选择走或停。交通灯的使用在一定程度上缓解了交通拥堵，改善了人们的出行。但随着生活的日益改善，代步工具日趋先进，汽车开始变得普遍。面对拥挤的交通，现今的交通控制系统已不堪重负。因此，本次论文将设计一种根据道路、车流量、时间变化情况自动控制调节红绿灯转换，能够实现更快的疏散车辆，缩短车辆等候时间。
1.2 智能交通灯灯的发展历史
为了更加便捷的控制交通路况，英国几经周折，耗费大量人力财力，经过无数次实验，终于研究出了这项TRANSYT交通控制系统。这项系统研发后得到广泛认可，实地运行效果较佳，是一项较为成功的杰作。该系统通过有线连接。在静态模式下，通过数学模型控制相位差和绿信比。这项系统优点是显而易见的，同时也存在着缺陷。比如周期调节相对困难。如果要进行离线优化，需要大量交通数据流及路网。
继英国之后，澳大利亚通过计算机控制技术制作了SCAT系统。该系统进行区域管理，联机和脱机模式并用，同样为有线连接。该系统有几种不同方案，实施控制时，会事先分析道路状况，然后根据实际情况选择要采用的控制方案。此方案就是利用了计算机易于改变控制方案，易于调整结构的优点。同样这也给该系统带来了不变，该系统对于硬件要求高，不便于传输，且信息反馈不够准确及时。
SCOOT系统是一款自适应的路面控制系统，又叫动态交通控制系统，是前面TRANSYT系统的一次升级和改进，相比于澳大利亚发明的静态控制，功能方面又有明显的进步，此款系统同样为有线连接，一时间广泛被用于各大街道十字路口，与以往的相比，控制效率提高了不少。其缺点是时序固定，相位确定了亦无法进行更改，安装方面也有困难。
接着便是由日本研发的一款路面系统，这款控制系统的设计已经相对现代化，该系统由VICS中心和交通控制中心组成，可以高效的收集路面信息，传输信息，最后做出相应且及时的处理，该系统在控制交通灯的同时还能将获得的信息进行反馈交流。将检测器获得的信息，通过计算机进行快速运算，并加以分析，提前给出预用的方案，在指挥红绿灯转换的同时，如果收集到相关信息显示该路段出现交通堵塞，该信息将被在社会广泛发布，给出行人有提前准备改变出行路线，对缓解交通堵塞起到一定作用。
1.3.本课题研究内容
本次毕业设计的主要内容是区别于传统的交通灯控制系统，利用PLC设计一款智能化交通控制系统。传统的交通灯红绿灯之间的转换是固定的，一定程度上浪费了时间，在繁忙的街道口，这就容易造成交通堵塞，带来些许不变。如果是智能化控制，这种现象将得到缓解。要想避免这种现象，实现最优控制，我的最初设想是在十字路口的各个方向安装传感器对车流量进行统计，将得到的数据传至计算机控制系统进行分析，根据设定值，系统判定路口状况，接而调整红绿灯的读秒时间进行转换，实现交通的最优控制。
2. PLC的基本介绍
2.1基本概念
早些年的可编程控制器的功能相对简单，只有简单的开启关闭逻辑控制，多被用于替代继电器控制系统，被称为PLC。与微观电子技术,计算机技术的快速发展和访问技术,1970年代末作为中央处理器的微处理器可编程控制器,可大大扩展的功能可编程控制器,可编程控制器切换逻辑,模拟控制,高速计数、PID贿赂规定,网络通信的功能。1980年,被正式命名为可编程序控制器,称为电脑。1987年2月,国际电工委员会的具体含义PLC明确定义:工业环境的背景下,电子系统用于数字操作。它可以进行逻辑操作以控制，也可以进行，定时，计数，算术和其他操作。虽然它处于数字输入和输出的操作模式中，但它仍然使用模拟信号。可以用来调整控制各种行业的各种生产操作过程。
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