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多道口交通信号灯PLC智能控制系统研究设计开题报告.doc

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多道口交通信号灯PLC智能控制系统研究设计开题报告.doc

毕业设计开题报告多道口交通信号灯PLC智能控制系统研究设计系别机械工程系班级机检0301学生姓名平斌指导教师蒋丽2007年12月11日毕业设计开题报告课题题目多道口交通信号灯PLC智能控制系统设计课题性质工程设计课题来源社会实践成果形式设计说明书同组同学无开题报告内容见附页指导教师意见(课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等)指导教师签名月日专家组及系里意见(选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计(论文)大纲要求、整改意见等)专家组成员签字教学主任(签章)月日附页一多道口交通信号灯PLC智能控制系统设计的目的意义可编程控制器PLC是用来取代控制系统中的继电器的一种设备,它通过检测输人端口,并根据输人端口的状态,按照程序控制输出端口.可编程控制器的程序一般要使用一定的软件编写,使用人员通过输人预先编写的程序,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。但是随着汽车数量的增多,交通也变得越来越复杂,在十字路口设置交通信号灯可以对交通进行有效的疏通,并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。随着社会、经济的快速发展,原先的交通控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通信号灯控制系统,使其适应现在的交通状况,成为竞相研究的课题。因此现在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式,则需要加人大量的中间继电器,时间继电器,计数器等器件。而且交通控制智能化需要按实际情况而改变参数,如使用继电器控制,则很难实现。如使用单片机控制,则需要引入大量的1/O接口电路,硬件设计,而且这两种控制方式的抗干扰能力都十分有限。采用可编程控制器(PLC)对交通信号灯进行智能管理,既能满足控制要求,又具有高的抗干扰性和稳定性。二交通信号灯对强化道路交叉路口的作用道路交通的重要一环是交叉路口的畅通。交叉口设计得合理与否,将直接影响道路的通行能力。所以以交叉口的设计就显得尤为重要。道路交叉口的设计包括车到的设计、交通信号相位的设计、交通信号灯的设计、车辆检测器的设置等。1、车道的设计据统计,交叉口的交通堵塞主要是由于相向行驶的直行车辆与左转车辆冲突造成的。为此交通设计师在道路交叉口设计时根据道路的现有条件,利用调查得到的交通流量数据对交叉口各进口的车道进行设计。最后通过实践证明,适当减小车道宽度,合理增加车道数量,在配合相应的交通信号,这对提高道路交叉口的通行能力是非常有利的。2、交通信号的灯的设计以前的交通信号灯只有简单的红、黄、绿三色圆灯形式。随着道路交叉口数目的增多和受控对象的多种性及相位控制方式的多样性,便出现了行人信号灯和非机动车信号灯以及控制车辆流向的箭头信号灯。多种信号灯形式的出现,使多相位信号控制成为了可能,进而为提高道路交叉口的通行能力创造了条件,消除了直行车辆与左转车辆的冲突,从而提高了道路交叉口的通行能力。3、车辆检测器的设置以前由于道路交叉口没有车辆检测器,所以交叉楼的信号只能靠定时段定周期的控制方式来指挥交通。这种控制方式的缺点是不能适应交通流量的实时变化,因此就不能灵活地根据交叉口流量的实际变化情况指挥交通,以致出现绿灯空放,红灯排队的不合理现象。所以交通工程师在交通控制中采用了车辆检测器,好比给信号控制机按上了眼睛一样,这样便能知晓交叉口的交通情况了。目前国内外实际应用较多的是环型线圈车辆检测器,超声波车辆检测器和视频车辆检测器。车辆检测器作为交通控制系统的重要组成部分,其作用是为交叉口信号控制机和交通控制系统提供实时的交通流量数据,便于它们计算出叫交叉口各个进口的流量,车速、占有率和饱和度等交通参数,优选出最佳的绿信比、周期长度及偏移等交通信号控制方案,并结合交叉口多相位控制信号,使交叉口通行能力的提高有了保证。4、交叉口交通信号灯控制信号的配时当道路口由交通信号灯在指挥交通时,信号灯的配时是否合理,将是至关重要的。一般是采用方案选择式的区域自适应交通控制方式来指挥交通。在交通流量调查的基础上,事先设计好相应的控制参数、周期长度范围、绿信比方案。按实时从车辆检测器上采集来的流量数据,通过计算,选取最合适的控制参数,对交叉口的各向交通流进行交通指挥。交叉口交通控制信号的配时主要是指设置信号周期、绿信比等两个基本控制参数一是信号周期,指一个完整的相位序列所需要的时间。二是绿信比,指分配给个相位绿灯时间,一般以百分比表示。这些基本参数设置得合理与否,将直接影响到道路交叉口的通行能力。所以要对交叉口流量进行不断地观察、调查,及时修改这些控制参数,以达到最佳的控制效果。三交通信号灯PLC系统的设计思路1、PLC的硬件设计根据对交通信号灯控制系统的控制要求分析,其输入信号有系统开启、停止按纽信号输出信号有东西方向、南北方向和另外一个路口各两组指示灯驱动信号。由于每一方向的两组指示灯中,同样颜色的指示灯同时工作,为节省输入点数,采用并联输入法。该系统属于小型单机控制系统,最后选用三菱公司的FX2N型PLC作为控制构成交通指挥信号灯的控制系统。2、PLC的软件设计控制系统的程序可以分为4个模块时间设定、信号控制、时间显示、检测反馈。时间设定有定时器完成,通过不同的定时器的交替触发和定时控制各个车道每个信号灯的亮灭次序以及亮灭时间。时间的设定可根据实际状况分时设置。信号灯控制模块是主模块,系统启动后即按照事先设定的时间轮流点亮或熄灭各信号灯。由于在交通高峰期会出现某一路口车辆滞留现象,我们可以在平时容易出现滞留现象的路口安装反馈装置,来时刻监视交通情况。如果由于某一路口的绿灯显示时间过短,而导致了车辆的滞留,我们可以通过检测反馈装置来控制PLC系统及时的改变其控制参数,来调节红、绿灯的显示时间,这样便可以减轻车辆滞留现在给交通带来的压力。四课题的准备情况及进度计划序号毕业设计阶段性工作及成果时间安排1查阅相关技术资料,完成相关英文文献的翻译,熟悉交通信号灯设计方法,进行初步方案设计。早期进入阶段2确定交通信号灯总体控制方案.。第12周3完成该控制方案下控制装置选型。第34周4完成该控制方案下系统控制设计,绘制必要的设计图纸。第58周5整理设计资料,撰写毕业设计说明书并进行答辩准备工作。第910周五参考文献1高钦和.(三菱)可编程控制器应用技术与设计实例,人民邮电出版社2赵燕.可编程控制器原理与应用,北京大学出版社3周新建.可编程控制器应用开发技术.中国林业出版社4求是科技.PLC应用技术与工程实践.人民邮电出版社5汪志锋.可编程控制器控制原理与应用.西安电子科技大学出版社6廖常初.可编程控制器应用技术.重庆大学出版社

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