PLC交通灯控制

目目 录录 引言 1 一 PLCPLC 的特点及应用的特点及应用 1 1 概 述 1 2PLC 的特 点 1 3PLC 的应 用 二 PLC 的结构和原 理 2 1 PLC 的分类 2 2plc 的结构 2 3plc 得工作原理 2 4plc 的基本指令 三 交通信号控制系统 2 3 1 十字路口交通灯控制实际情况 2 3 2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验 2 3 3 交通灯监控系统图 4 3 4 交通灯模拟控制流程图 4 四 可编程控制器程序设计 7 4 1 可编程控制器选择 7 4 2 十字路口交通灯模拟控制时序图 7 4 3 可编程控制器 I O 端口分配 11 4 4 程序梯形图 12 4 5 程序语句表 19 五 结束语 22 六 参考文献 23 基于基于 PLCPLC 的交通灯控制系统的交通灯控制系统 摘要摘要 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 路三者关系的和谐 已成为交通治理部分须要解决的主要问题之一 城市交 通节制系统是用于城市交通数据监测 交通讯号灯把持与交通劝导的盘算 机综合治理体系 它是现代城市交通监控指挥体系中最主要的组成部分 随着城市灵活车量的不断增添 很多大城市如北京 上海 南京等呈现了交 通超负荷运行的情形 因此 自 80 年代后期 这些城市纷纭修建城市高速道 路 在高速途径建设完成的初期 它们也曾有效地改良了交通状态 然而 随 着交通量的快速增加和缺少对高速道路的系统研讨和掌握 高速道路没有充 足施展出预期的作用 而城市高速道路在结构上的特色 也决议了城市高速 途径的交通状态必定受高速道路与普通途径耦合处交通状态的制约 所以 如何采取适合的控制方式 最大限度应用好消耗巨资修建的城市高速道路 缓解主干道与匝道 城区同周边地域的交通拥堵状况 越来越成为交通运输 治理和城市计划部分亟待解决的重要问题 为此 笔者进行了深刻的研讨 本 文就城乡交通灯模仿控制系统的电路原理 设计盘算和试验调试等问题来 进行具体剖析讨论 实现路 PLC 交通灯体系的节制方式很多 可以用尺度逻辑器件 可编程 序把持器 PLC 单片机等计划来实现 其中用尺度逻辑器件来实现电路在很 大水平上要受到逻辑器件如门电路等的影响 调试工作极为不易 而笔者对 单片机应用来进行系统的设计开发也不是很熟习 因此选择了用可编程的掌 握器 PLC 来实现系统功效的设计 完本次课设的标题 PLC based traffic light control translation ABSTRACT Along with the development of the society economy the city transportation problem causes people s concern more and more The coordination of the person car the road threes relation have become one of the important problems that the transportation management sectiondemand resolve The city transportation control system is the calculatorthat useds for the city transportation data monitor the transportationsignal beacon control and transportation to appease comprehensivemanagement system it is in the modern city transportation supervisionconductor system to constitute part most importantly Carry out the control method of the street corner transportation light system a lot of can carry out with the standard logic spare part programmable preface controller PLC single slice machine etc project Carries out the influence that the electric circuit wants to be subjected to the logic spare part such as door electric circuit to a large extent with the standard logic spare part among them adjust to try a work extremely not easy and writer to single slice the luck use is not very either to acquaint with to the design development of carry on the system therefore the end writer chooses to use programmable controller PLC to carry out the design of the system function completion originally time the lesson establish of topic 引引 言言 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 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 根据交通等工艺控制要求和特点 本系统采用 PLC 是基于以下四个原因 1 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 2 系统设计周期短 维护方便 改造容易 功能完善 实用性强 3 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 4 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 一 交通信号控制系统一 交通信号控制系统 1 1 十字路口交通灯控制实际情况十字路口交通灯控制实际情况 南北主干道 直行绿 27S 直行绿闪 3S 左转绿 10S 左转绿闪 3S 黄 2S 红 45S 东西人行道 红 45S 绿 27S 绿闪 3S 红 60S 东西主干道 红 45S 直行绿 27S 直行绿闪 3S 左转绿 10S 左转绿闪 3S 黄 2S 南北人行道 绿 27S 绿闪 3S 红 60S 循环控制方式 交通灯变化顺序表 单循环周期 90 秒 南北向 列 和东西向 行 主干道均设有直行绿灯 27S 直行绿灯闪 亮 3S 左行绿灯 10S 左转绿闪 3S 黄灯 2S 和红灯 45S 当南北主干道红灯 点亮时 东西主干道应依次点亮直行绿灯 直行绿灯闪 左转绿灯 左转绿灯 闪亮和黄灯 反之 当东西主干道红灯点亮时 南北主干道依次点亮直行绿灯 直行绿灯闪 左转绿灯 左转绿灯闪亮和黄灯 南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯 南北人行道通行绿 灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮 当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行 人道绿灯也要对应闪亮 其它时间为红灯 东西人行道通行绿灯于东西主干道 直行绿灯点亮时点亮 当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人道绿灯也要对应 闪亮 其它时间为红灯 1 2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验 在 PLC 交通灯模拟模块中 主干道东西南北每面都有 3 个控制灯 分别为 禁止通行灯 亮时为红色 准备禁止通行灯 亮时为黄色 直通灯 亮时为绿色 另外行人道东西南北每面都有 2 个控制灯 分别为 禁止通行灯 亮时为红色 直通灯 亮时为绿色 结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下 当交通灯系统启动开关接通时 南北向 列 和东西向 行 主干道均设有绿灯 10S 绿灯闪亮 2S 亮 0 1 灭 0 1 黄灯 2S 和红灯 14S 当南北主干道红灯点亮时 东西 住干道应依次点亮绿灯 绿灯闪亮 黄灯 反之 当东西主干道红灯点亮 时 南北主干道依次点亮绿灯 绿灯闪 黄灯 南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯 南北人行道通 行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮 当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点 亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮 其它时间为红灯 东西行人道通行绿 灯于东西主干道绿灯点亮是点亮 当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东 西行人道绿灯也要对应闪亮 其它时间为红灯 除此之外另设两个功能 使用 10 个脉冲开关 实现让盲人可以方便通过 十字路口和手动控制车流量 其中 8 个安装在人行道的两边当东西方向行走的 盲人要过马路的时候 按下脉冲开关东西向行人道绿灯亮起 南北向主干道红 灯闪亮 延迟 10 秒恢复原来的控制系统 南北向脉冲开关对应东西向功能相同 另外两个脉冲开可以控制车流量 当东西向主干道等待车量较多的时候 按下 东西向控制脉冲开关 东西向主干道延长绿灯点亮时间到 15 秒 东西向行人道 绿灯也要对应延长 南北向脉冲开关对应东西向功能相同 1 3 交通灯监控系统图交通灯监控系统图 1 4 交通灯模拟控制流程图交通灯模拟控制流程图 启动开关 东西绿灯亮 东西绿灯闪 东西黄灯亮 东西红灯亮 东西主干道 10S 2S 2S 南北红灯亮 南北绿灯亮 南北绿灯闪 南北黄灯亮 南北主干道 14S 10S 2S 启动开关 南北红灯亮 南北绿灯 南北绿灯闪 14S 10S 4S 东西绿灯亮 东西绿灯闪 东西红灯亮 10S 4S 14S 东西行人道 南北行人道 结束 结束 交通灯模拟控制系统流程图 14S 2S 启动开关 按下脉冲开 关 原来控制循环系统 行人道绿灯点亮 主干 道红灯闪亮 结束 Y N 启动开关 按下脉冲 开关 对应方向绿灯点亮时间 延长到 15 秒 另一方 向红灯点亮延长到 15 秒 再次按下启 动开关 按此次控制方式进行循环 原来方式控制系统 结束 Y N Y N 手动控制车流量流程图 盲人脉冲按键控制流程图 二 二 可编程控制器程序设计可编程控制器程序设计 2 1 可编程控制器选择可编程控制器选择 本次交通灯设计用的是来自 OMRON 的 CPM1A 30CDR A 可编程控制器 产品规格 CPM1A CPU 单元 CPM1A 在编程环境等方面 它不仅具备了 以往的小型 PLC 所具有的功能 尽可能使安装空间最小化 并实现了具有 10 点 100 点输入输出点数的弹性构成 而且还可 连接可编程控制终端 创造了尚 无前例的灵活运用 它不仅可以替代继电器控制柜 就是作为小型控制器或在 传感器应用中 亦能适应生产现场不同的需求 2 2 十字路口交通灯模拟控制时序图十字路口交通灯模拟控制时序图 启 动 行人 道绿 灯 2S 10S 盲人脉冲按键控制时序图 和此行人道相 交叉的主干道 红灯 启动 南北红 东西绿 东西红 南北绿 10S 4S 14S 十字路口行人道交通灯模拟控制时序图 启 动 南北红 东 西 绿 东西黄东西红南北绿 南 北 黄 10S 2 S 2 S 10S2 S 2 S 14S 10S2 S 2 S ON OFF 十字路口主干道交通灯模拟控制时序图 南北红 东 西 绿 东西黄东西红南北绿 南 北 黄 15 2 S 2 S 10S2 S 2 S 14S 152 S 2 S 东西向绿灯延时时序图 启动 OFF ON 2 32 3 可编程控制器可编程控制器 I OI O 端口分配端口分配 启动开关0000停止开关0001 东西主干道绿灯1000东西主干道黄灯1001 东西主干道红灯1002南北主干道绿灯1003 南北主干道黄灯1004南北主干道红灯1005 东西行人道绿灯1100东西行人道红灯1101 南北行人道绿灯1102南北行人道红灯1103 东西向绿灯延迟控制按钮0004南北向绿灯延迟控制按钮0005 东西盲人脉冲按钮0003南北盲人脉冲按钮0002 PLC 0000 0001 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1100 1101 1102 1103 0002 0003 0004 0005 交通灯控制 PLC I O 端口 2 4 程序梯形图程序梯形图 000 0 000120000 20300 20300 203002000120203 20301 2030 1 TIM005 TIM027 TIM002201030001 20000 20000 TIM000 100 TIM001 120 TIM002 140 TIM002 20001 TIM018 TIM005202030001 TIM003 100 TIM004 120 TIM005 140 0004 20100 00000001 20001 TIM005 TIM027 20100 20105 20105 20102 20100 20102 20103 0001 20103 20001 TIM016 150 TIM017 170 TIM018 190 0005 TIM018 0005 20200 0000 0001 20001 20200 0004 TIM002 TIM018 20205 20205 20202 20200 20202 20203 0001 20002 20001 TIM025 150 TIM026 170 TIM027 190 TIM027 TIM00020000 TIM01620103 0001 20003 20001 TIM001TIM000 TIM017TIM016 000120004 20203 20001 TIM006 2 TIM006 TIM008 TIM010 TIM009 20004 TIM007 0001 20004 20001 TIM007 2 20003 20002 000120009 1000 1001 20001 TIM002TIM001 TIM018TIM017 0001 20009 1103 20001 TIM00220000 TIM01820103 0001 20009 TIM00220000 TIM01820103 000120103 20015 20001 20014 20015 0001 1005 TIM00320001 TIM02520203 00010001 20005 TIM004TIM003 20013 TIM025 00010001 20006 20004 TIM008 2 TIM005TIM004 TIM027TIM026 000100011004 20006 20005 000120013 1003 20013TIM00520001 TIM02720203 000100011101 20009TIM00520001 TIM02720203 0001000121000 20011 21000 0001 1002 TIM026 TIM002TIM001 TIM017 0001000120004 TIM009 2 TIM018 20007 TIM005TIM004 TIM026 0001000120004 TIM011 100 TIM027 20008 20007 20003 20002 20013 0001 1100 20008 20005 20006 20009 0001 1102 20009 0002 TIM011 20009 TIM010 2 TIM012 010 20010 20011 TIM013 010 20010 TIM012 TIM013 20010 TIM014 100 20013 0003 TIM014 20013 TIM015 TIM015 010 20014 20010 20013 20009 2 52 5 程序语句表 0LD 00001OR 203002AND NOT 0001 3AND NOT 200004OUT 203005LD 20300 6AND NOT 200017AND NOT 202038OUT 20301 9LD 2030110OR TIM 00511OR TIM 027 12OR 2000013AND NOT TIM 00214AND NOT 20103 15AND NOT 000116OUT 2000017TIM 000 100 18TIM 001 12019TIM 002 14020LD TIM 002 21OR 2000122OR TIM 01823AND NOT TIM 005 24AND NOT 000125AND NOT 2020326OUT 2001 27TIM 003 10028TIM 004 12029TIM 005 140 30LD 000431OR 2010032AND NOT 0000 33AND NOT 000534AND NOT 000135OUT 20100 36LD 2010037AND 2010538OUT 20102 39LD TIM 00540OR TIM 02741OUT 20105 42LD 2010243OR 2010344AND NOT 0001 45AND NOT TIM 01846OUT 2010347TIM 016 150 48TIM 017 17049TIM 018 19050LD 0005 51OR 2020052AND NOT 000153AND NOT 0000 54AND NOT 000455OUT 2020056LD TIM 002 57LD TIM 01858OUT 2020559LD TIM 20200 60AND 2020561OUT 2020262LD 20202 63OR 2020364AND NOT 000165AND NOT 027 66OUT 2020367TIM 025 15068TIM 026 170 69TIM 027 19070LD 2000071AND NOT TIM 000 72LD 2010373AND NOT TIM 01674OR LD 75AND NOT 000176OUT 2000277LD TIM 000 78AND NOT TIM 00179LD TIM 01680AND NOT TIM 017 81OR LD82AND NOT 2000483AND NOT 0001 84OUT 2000385TIM 006 00286LD TIM 006 87OR TIM 00888OR TIM 01089OR TIM 009 90OR 2000491AND NOT TIM 00792AND NOT 0001 93OUT 2000494TIM 007 00295LD 20002 96OR 2000397AND NOT 000198AND NOT 20009 99OUT 1000100LD TIM 001101AND NOT TIM 002 102LD TIM 017103AND NOT TIM 018104OR LD 105AND NOT 20009106AND NOT 0001107OUT 1001 108LD 20000109AND NOT TIM 002110LD 20103 111AND NOT TIM 018112OR LD113AND NOT 20009 114AND NOT 0001115OUT 1103116LD20000 117AND NOT TIM 002118LD 20103119AND NOT TIM 018 120OR LD121AND NOT 20103122AND NOT 0001 123OUT 20015124LD 20015125OR 20014 126AND NOT 0001127OUT 1005128LD 20001 129AND NOT TIM 003130LD 20203131AND NOT TIM 025 132OR LD133AND NOT 0001134OUT 20005 135LD TIM 003136AND NOT TIM 004137LD TIM025 138AND NOT TIM 026139OR LD140AND NOT 20004 141AND NOT 0001142OUT 20006143TIM 008 002 144LD 20005145OR 20006146AND NOT 20013 147AND NOT 0001148OUT 1003149LD TIM 004 150AND NOT TIM 005151LD TIM 026152AND NOT TIM 027 153OR LD154AND NOT 0001155AND NOT 20013 156OUT 1101157LD 20001158AND NOT TIM 005 159LD 20203160AND NOT TIM 027161OR LD 162AND NOT 20013163AND NOT 0001164OUT 1101 165LD 20001166AND NOT TIM 005167LD 20203 168AND NOT TIM 027169OR LD170AND NOT 0001 171AND NOT 20009172OUT21000173LD 21000 174OR 20011175AND NOT 0001176OUT 1002 177LD TIM 001178AND NOT TIM 002179LD TIM 017 180AND NOT TIM 018181OR LD182AND NOT 20004 183AND NOT 0001184OUT 20007185TIM 009 002 186LD TIM 004187AND NOT TIM 005188LD TIM 026 189AND NOT TIM 027190OR LD191AND NOT 20004 192AND NOT 0001193OUT 20008194TIM 010 2 195LD 20007196OR 20003197OR 20002 198OR 20013199AND NOT 0001200OUT 1100 201LD 20008202OR 20005203OR 20006 204OR 20009205AND NOT 0001206OUT 1102 207LD 0002208OR 20009209AND NOT TIM 011 210OUT 20009211TIM 011 100212LD 20009 213AND NOT 20010214OUT 20011215TIM 012 010 216LD TIM 012217OR TIM 015218OR 20010 219AND NOT TIM 013220OUT 20010221TIM 013 010 222LD 0003223OR 20013224AND NOT TIM 014 225OUT 20013226TIM 014 100227LD 20013 228AND NOT 20010229OUT 20014230TIM 015 010 231END215216 四 结束语结束语 随着毕业日子的到来 毕业设计也接近了尾声 经过几周的奋战我的毕业 设计终于完成了 在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知 识的单纯总结 但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面 毕业设 计不仅是对前面所学知识的一种检验 而且也是对自己能力的一种提高 通过 这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺 自己要学习的东西还太多 通过这次毕业设计 我明白了学习是一个长期积累的过程 在以后的工作 生 活中都应该不断的学习 努力提高自己知识和综合素质 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了 同学之间互相帮助 有什么不懂的大家在一起商量 听听不同的看法对我们更好的理解知识 所以 在这里非常感谢帮助我的同学 知识必须通过应用才能实现其价值 有些东西 以为学会了 但真正到用的时候才发现是两回事 所以我认为只有到真正会用 的时候才是真的学会了 在此要感谢李银杏老师对我悉心的指导 感谢老师给我的帮助 在设计过 程中 我通过查阅大量有关资料 与同学交流经验和自学 并向老师请教等方 式 使自己学到了不少知识 也经历了不少艰辛 但收获同样巨大 在整个设 计中我懂得了许多东西 也培养了我独立工作的能力 树立了对自己工作能力 的信心 相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响 而且大大提高了动 手的能力 使我充分体会到了在创造过程中探索的艰辛和成功时的喜悦 相信在以后的学习和生活中我会更加努力 收获更多的成功和喜悦 参考文献参考文献 1 廖常初主编 PLC 基础及应用 北京机械工业出版社 2004 2 廖常初主编 PLC 的顺序控制编程 工业自动化 香港 1997 3 廖常初主编 PLC 基础及应用 北京 机械工业出版社 2002 4 闫庆才主编 PLC 梯形图的顺序控制设计 电工技术杂志 2001 5朱献清编著 物业供用电 北京 机械工业出版社 2003 6 刘介才主编 实用供配电技术手册 北京中国水利水电出版社 2002 7 常斗南主编 可编程序控制器原理 北京 机械工业出版社 2005 8 谢胜利编著 PLC 应用开发技术与工程实践 电子工业出版社 2004 9 中华人民共和国国家标准 电气制图 北京 中国标准出版社 1987 10 余雷声主编 电气原理与 PLC 应用 北京 机械工业出版社 1996 11 钟肇新 范建东编著 可编程控制器基础及应用 广州 华东理工大学 2002 本科毕业设计本科毕业设计 题 目 基于 PLC 的交通灯控制 课题性质 实践应用型 学生姓名 刘 萌 萌 专业名称 电气工程及其自动化 指导教师 李银兴 教学单位 电子电气工程系 学生学号 20109501S022 编 号 DQ2012DQ002 2011 年 5 月 20 日 宝鸡文理学院本科毕业设计任务书 课题条件课题条件 1 在这几年的自动化专业学习中 通过了系统的专业学习 实践 知识构造完 整 完全有能力对该领域进行研究 2 学校图书馆和院资料室丰富的藏书和期刊资料为本课题的研究提供了坚实的 基础 学校购买的电子期刊上的大量学术论文文献是本课题完成的保证 3 在得到李雅丽老师的亲切指导和支持后 经过前期对一些有助于课题研究的 资料的大量搜集 并且结合自己的知识和兴趣 在条件相对成熟的前提下决定来 开发此设计 毕业设计主要内容毕业设计主要内容 1 可编程逻辑控制技术 PLC 在交通灯的应用控制中有着非常重要的作用 可 节约开发时间和成本 提高开发效率 而且有很大的灵活性和可扩展性 2 在熟悉软件应用的基础上 以简单交通灯控制系统开发设计为例 参阅相关 资料确定系统功能及设计方案 并对系统进行硬件和软件设计 3 在 PLC 软件中对系统进行调试 仿真 注 课题性质分为注 课题性质分为 理论型理论型 实践应用型 下同实践应用型 下同 注 以上各项内容由学生填写 指导教师审核后签署意见 主要参考文献 主要参考文献 1 廖常初主编 PLC 基础及应用 北京机械工业出版社 2004 2 廖常初主编 PLC 的顺序控制编程 工业自动化 香港 1997 3 廖常初主编 PLC 基础及应用 北京 机械工业出版社 2002 4 闫庆才主编 PLC 梯形图的顺序控制设计 电工技术杂志 2001 5朱献清编著 物业供用电 北京 机械工业出版社 2003 6 刘介才主编 实用供配电技术手册 北京中国水利水电出版社 2002 7 常斗南主编 可编程序控制器原理 北京 机械工业出版社 2005 8 谢胜利编著 PLC 应用开发技术与工程实践 电子工业出版社 2004 9 中华人民共和国国家标准 电气制图 北京 中国标准出版社 1987 10 余雷声主编 电气原理与 PLC 应用 北京 机械工业出版社 1996 11 钟肇新 范建东编著 可编程控制器基础及应用 广州 华东理工大学 2002 指导教师意见 指导教师意见 1 1 通过 通过