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jp033 智能 交通 系统 plc 设计 专科 论文

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【JP033】智能交通系统PLC设计(专科)[论文][C],jp033,智能,交通,系统,plc,设计,专科,论文

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四川信息职业技术学院 毕业设计（论文）中期进展情况检查表 2008 年 11 月 11 日 课题名称 智能交通系统 计 学生姓名 兰廷涌 学 号 0616083 专 业 数 控 技 术 指导教师 杨 金 鹏 职 称 助 教 毕业设计进展 1、利用两周进行相关资料的查找以及对课题的初步调查了解； 2、 了解了 方案编程及论证， 绘制出了 系统框图及工作原理 ； 3、了解并制作了控制系统分立模块编程及工作原理； 4、 绘制出了 控制系统程序流程图 。 尚须完成的任务 1、设计说明书的排版； 2、制作 档； 3、对设计说明书的最后复查； 4、请导师进行检查、签字； 5、准备毕业答辩。 存在的主要问题及解决措施 1、对时间的分配不尽合理，浪费不少时间。经过经验的积累和导师细心的指导，已能合理安排进度，顺利的进行毕业设计。 2、经验的缺乏，主要靠时间的积累。 学生对毕业设计的意见与建议 做毕业设计能使自己对所学知识得到进一步的巩固，为以后的工作奠定一定的基础，让我在对零件的加工有了更深的理解。 对课题的安排应尽量合理，符合自己的专业；给予足够的时间进行课题的安排和准备工作。 指导教师审查意见 四川信息职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 学 生 姓 名 兰廷涌 学号 0616083 班级 数技 06业 数 控 技 术 设计（或论文）题目 智能交通系统 计 指导教师姓名 职 称 工作单位及所从事专业 联系方式 备 注 杨 金 鹏 助 教 教师 13547199676 设计（论文）内容： 针对目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制（不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况），这样比如产生如下弊端：某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另外一条是空道 或车流量相对得少得多的道却长时间亮的是绿等，这种多等少的尴尬现象是未来时间情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。寻求编程一种智能型的交通控制系统。 1十字路口交通信号灯控制系统的控制要求 。 2. 十字路口交通信号灯控制系统的 型和资源配置 。 3. 十字路口交通信号灯控制系统程序编程和调试 。 4. 十字路口交通信号灯控制系统 序 。 5. 撰写论文 ， 十字路口交通灯布置图 , 控制系统构成图 , 程序的时序图 , 源程序 及有关编程文件 。 进度安排： 查阅相关资料，论文开题报告。 （ 1 周） 方案编程及论证，系统框图及工作原理。 （ 2 周） 控制系统分立模块编程及工作原理 。（ 2 周） 控制系统程序流程图 。（ 2 周） 撰写论文， 论文答辩 。（ 1 周） 主要参考文献、资料 : 1 袁赣南、李金 . 分布式多处理机控制系统 . 哈尔滨工业大学出版社， 1998 2 求是科技 . 用开发技术与工程实践 . 人民邮电出版社， 2005 3 白英彩 . 分布式处理系统 . 科学出版社， 1987 4 袁赣南 . 分布式书记总线技术研究 . 中国船舶 科技报告， 1996 5 王常力 . 集散控制系统原理及应用 . 清华大学出版社， 1993 6 林德杰 . 电气测试技术 . 机械工业出版社， 2002 7 刘迎春等 . 新型传感器及其应用 . 国防科技大学出版社， 1991 8 张乃国 . 电子测试技术 . 人民邮电出版社， 1985 审 批 意 见 教研室负责人： 年 月 日 四川信息职业技术学院 毕业设计 (论文 )说明书 设计 (论文 )题目 : 智能交通系统 计 专 业 : 数 控 技 术 班 级 : 数 技 06 姓 名 : 兰 廷 涌 指 导 教 师 : 杨 金 鹏 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 摘 要 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，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，基于此本论文的思路是 :通过探测器 (即电磁感应线圈 )探测出汽车的流量后自动调节红绿灯的时长。车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器 (实现。 关键词 智能 交通 ； 探测 ； 车流量 ； 可编程控制器 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 I 页 目 录 引 言 . 1 第 1 章 概述 . 2 发展历程 . 2 构成 . 2 构成 . 3 I/O 模块 . 3 电源模块 . 4 底板或机架 . 4 统的其它设备 . 4 通信联网 . 4 第 2 章 题目分析及编程方案 . 6 题目可行性分析 . 6 车辆的存在与通过的检测 . 6 感应线圈 (电感式传感器 ) . 6 电路 . 7 硬件配置 . 7 车辆计数 . 13 用 现智能交通灯控制 . 14 控制系统的组成 . 14 车流量的计量 . 14 第 3 章 智能交通系统 程 . 16 十字路口交通信号灯控制系统的控制要求 . 16 控制系统的控制要求 . 17 正常循环运行 . 17 急车强通控制 . 19 十字路口交通信号灯控制系统的 型 . 21 控制系统的构成图 . 22 十字路口交通信号灯控制系统的资源分配 . 22 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 序时序图 . 24 第 4 章 程序编程和调试 . 26 编程软件简介 . 26 画面构成及各部名称 . 26 序调试 . 27 程序调试 . 29 模拟定时循环控制 . 29 模拟定时调整控制 . 30 源程序 . 31 智能 交通系统 计程序 . 31 智能交通系统模拟定时程序 . 31 智能交通系统模拟调整程序 . 31 结 论 . 38 致 谢 . 39 参 考 文 献 . 40 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 1 页 引 言 据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制 (不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通 灯的情况 )，这样必然产生如下弊端 :当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。 智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用 于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况 :制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下 :在入路口的 各个方向附近的地下按要求埋设交通灯的时长。具体如下 :在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用 一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。 本毕业论文分为以下几部分组成： 础知识简介，题目分 析编程方案，智能交通系统 序编程和调试。 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 2 页 第 1 章 概述 在自动化控制领域， 一种重要的控制设备。目前，世界上有 200 多厂家生产 300 多品种 品，应用在汽车（ 23%）、粮食加工（ 、化学 /制药（ 、金属 /矿山（ 、纸浆 /造纸（ 等行业。 发展历程 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或 电气控制系统来实现的。 1968年美国 用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 个人计算机（简称 展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为 现在，仍常常将 C。 定义有许多种。国际电工委 员会（ 定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而编程。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则编程。 上世纪 80 年代至 90 年代中期，是 展最快的时期，年增长率一直保持为 3040%。在这时期， 处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络 能力得到大幅度提高， 某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 统。 用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 构成 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 3 页 从结构上分， 块式）两种。固定式 I/示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式 括 块、 I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这 些模块可以按照一定规则组合配置。 构成 核心，起神经中枢的作用，每套 按 扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和 入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。 要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构 成， 元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是 在使用者看来，不必要详细分析 内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。 控制器控制 作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 们决定着 此限制着控制 规模。 I/O 模块 通过输入输出部分（ I/O）完成的。 I/，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入 统，输出模块相反。 I/O 分为开关量输入（ 开关量输出（ 模拟量输入（ 模拟量输出（ 模块。 开关量是指只有开和关（或 1 和 0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 4 页 的量。常用的 I/ 开关量：按电压水平分，有 22011024隔 离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（ 4电压型（ 010，按精度分，有 1246。 除了上述通用 有特殊 块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按 I/O 点数确定模块规格及数量， I/O 模块可多可少，但其最大数受 能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 电源模块 源用于为 模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供 24源输入类型有：交流电源（ 220 110直流电源（常用的为 24 底板或机架 大多数模块式 作用是：电气上，实现各模块间的联系，使 械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。 统的其它设备 1、编程设备：编程器是 测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控 它不直接参与现场控制运行。小编程器 般有手持型 编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2、人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3、输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如 码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。 通信联网 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 5 页 依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出网络就是控制器的观 点说法。 有通信联网的功能，它使 间、 上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。 未实现互操作性， 定了多种现场总线标准， 对于一个自动化工程 (特别是中大规模控制系统 )来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式， 这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 6 页 第 2 章 题目分析 及 编程方案 题目可行性分析 据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制 (不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况 )，这样必然产生如下弊端 :当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象 是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。 智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用 于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况 :制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下 :在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为 可编程控制器的控制输入，并用 一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。 车辆的存在与通过的检测 感应线圈 (电感式传感器 ) 电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线 (特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋 )。当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成如图 当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅 (本论文所涉及的检测工作方式 )和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分，则只要检测振荡频率的变化即可知道四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 7 页 汽车的存在和通过。 电感式传感器的高频电流频率为 60寸为 2 3m，电感约为 100 上。 电感式传感器安装在公路下面，从交通安全和美观考虑 , 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。 图 辆检测原理图及检测电路电压脉冲输出波形 电路 检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器 , 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成 :信号源部分、检 部分、比较鉴别部分。原理框图如图 输出脉冲波形见图 图 车辆存在与检测电路原理框图 硬件配置 1 60 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 8 页 式振荡电路如图 示，它由两部分 组成，即放大电路 和选频网络 。由图中可知由于 1、 此这种振荡电路常称为 式振荡电路。 图 式振荡电路 由图可知，在 0 1 /( ) 时，经 V 同相，即有 0f 和 2f n 。这样，放大电路和由 以满足相位平衡条件，因而有可能振荡。 实现稳幅的方法是使电路的 1R 值随输出电压幅度增大而减小。起振时要求放大器的增益 11/ R 3,例如， 输出电压增 0V 加使 功耗增大时，热敏电阻 小，放大器的增益下降，使 0V 的幅值下降。如果参数选择合适，可使输出电压幅值基本恒定，且波形失真较小。 由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比 络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为 1 / 2f 。 在 0 处 ,正反馈系数 1 / 3 ，而 1R 和 构成电路中的负反馈，反馈系数11/ ( ) 1 / R R A 。 F+ 与 致 输出波形的不同。 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 9 页 选用 R 等于 电阻， 选用 C 等于 200电容， 1R 分别选用250 K 和 100K 。 2 感应线圈电流检测电路： 图 信号源电流检测电路 我们采用单相半控桥式整流电路即整流电路中的整流元件有半数是二极管，其余半数 是晶体管。半控整流电路的输出也是完全可以连续平滑控制的。下图表示单相半控桥式电阻电感负载电路及其波形，设负载电流因电感足够大而平直。 当电源 t =流通路为：l r 流由电源提供；当 t 后，电源电压 零变负，但由于电感电势的作用，电流仍将使，电感通过 r t 处，二极管 流 t （ a）区间电流由电感释放电能提供。 当 t （ a）时触发 于 导通才能使 后的工作过程与前半周类似。由此可见， 发导通后，需 此流过晶体管的电流在一周期内各占一半，其换流时刻由门极触发脉冲决定；而二极管 导通与关断仅由电源的 正负半波决定，在 t n处换流，所以单相半控桥式整流电路电感负载时各元件导通角均为 180度，电源在 半控桥式整流电路中的整流二极管 身兼有续流二极管的作用，因此电路中不需要另加续流二极管。但如果在工作中出现异常，比如 到下一个正半波到来时，需触发仍使导通，结果是，一只晶体管与两只二极管之间轮流导电，其输四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 10 页 出电压失去控制，这种情况称为失控。失控时的 输出电压相当于单相半波不可控整流的电压波形。 为了防止这种失控现象，仍须在半控式电路中加上续流二极管。 图 应线圈电流检测电路 电阻电感负载个电流电压图形如下： 图 图 图 图 川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 11 页 图 比较 鉴别电路 我们采用电压比较器，当 U大于 u时输出 U小于 u时输出视为可用脉冲。 图 脉冲产生电路 上面的电路都要有脉冲才能实现控制，所以下面介绍脉冲产生电路。 4 单结晶体管触发电路 改变电位器 是（ R）的阻值不能太小，否则在单结晶体管导通之后，电源经过 供给的电流较大，单结晶体管的电流不能降到谷点电流之下，电容电压始终大于谷点电压，因此，单四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 12 页 结晶体管就不能截止，造成单结晶体管的 直通 现象。选用谷点电流大一些的管子，可以减少这种现象。当然，（ R）的阻值也不能太大，否则充电太慢，使晶闸管的最大导通角受到限制，减小移相范围。一般（ R）是几千欧到几十千欧。 单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度，主要决定于电容器放大电的时间常 数 。 太小，放电快，触发脉冲的宽度小，不能使晶闸管触发。因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一定时间，一般在 10 s 以下，所以触发脉冲的宽度必须在 10 s 以上。如选用 C F， 50100，就可得到数十微秒的脉冲宽度。但是，若 C 值 太大， 由于充电时间常数（ ） C 的最小值决定于最小控制角，则（ ）就必须很小，如上所述，这将引起单结晶体管的直通现象。如果 单结晶体管尚未导通时，其漏电流就可能在 个电压加在晶闸管的控制极上而导致误触发。一般规定，晶闸管的不触发电压为 以上述电压不应大于这个数值。 脉冲电压的幅度决定于直流电源电压和单结晶体管的分压比。如电源电压为20V，晶体管的分压比为 在单结晶体管导通时，电容器上的电压约为 10V，除去管压降外，可以获得幅度为 78V 的输出脉 冲电压。根据上述数据，输出脉冲的宽度和幅度都能满足触发晶闸管的要求。 图 的电阻 为在 压比 几乎不随温度而变，而 样， 是不希望的。当接入 ， 2、压而得，而 温度上升而增大，因此在温度上升后， 大，电流 1I 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 13 页 就减小， 2上的压降也相应减小， 是补偿了 而使峰点电压 电路触发电路图 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路 车辆计数 车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器，方案如图 ，同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的最长停车车龙为好。 图 传感器的铺设 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 14 页 用 现智能交通灯控制 控制系统的组成 车辆的流量记数、交通 灯的时长控制可由可编程控制器 (实现。当然，也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用 是专为工业环境应用而编程制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入 /输出接口，并且具有较强的驱动能力 ;它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算 ,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程 ;它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便。 利用 使上述描叙的各传感器以及 各道口的信号灯与之直接相连，非常方便可靠，如图 图 现智能交通灯控制原理框图 本编程例中 ,用松下 列，其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲，输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择 :在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯 (箭头方向型 )。 车流量的计量 车流量的计量有多种方式 : (1) 每股行车道的车流量通过 别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器 1(见图 ，使统计数加 1，经过第二个传感器 2出 路口时，使统计数减1，其差值为该股车道上车辆的滞留量 (动态值 )，可以与其他道的值进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (2) 先统计每股车道上车辆的滞留量，然后按大方向原则累加统计。如，将四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 15 页 东西向的左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加，再与其它的 3个方向的车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则 (不影响行车安全的多道相向行驶 )累加统计。如，东、西相向的 2个左行、直行道上的车辆的滞留量全部相加，再与南北向的总车流量进行比较，据此作 为调整红绿灯时长的依据 (下面的例子就是按此种方式 )。 以上计算判别全部由 以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序，方便调用。 附：自适应滞环控制规律 自适应滞环比较 (本例的核心控制规律 )增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量南、北向一个偏差量 (如 30 辆车或其它值 )时，先让东、西向的左转弯车左行 10s(定时控制，值可改 )，再让直行车直行 30s(直行时间的最小值，值可改 )后再加一段延时保持，直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量，才结束该方向的通行，切换到其它路 上，否则一直延时使通行下去，直至到达最大通行时间而强制切换。滞环特性如图 际应用时的值需整定，过小则导致红绿灯切换过频，过大又不能实现适时控制。 图 适应调整时间的滞环特性 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 16 页 第 3 章 智能交通系统 程 本毕业编程采用松下的 十字路口交通灯进行控制。采用 行控制主要是考虑 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 此通过 外因为 有通信功 能，所以可以将同一条道路上的交通灯组成局域网进行统一调度管理，这样可以缩短车辆等候时间，实现科学化管理。 十字路口交通信号灯控制系统的控制要求 十字路口交通信号布置图 南 东 西 北 图 字路口交通信号布置图 南北主干道的交通灯有 9个，分别是左转红灯、左转绿灯、左转黄灯、右转红灯、右转绿灯、右转黄灯、直行红灯、直行绿灯和直行黄灯。 东西主干道的交通灯也有 9个，分别是左转红灯、左转绿灯、左转黄灯、右转红灯、右转绿灯、右转黄灯、直行红灯、直行绿灯和直行黄灯。 南北人行道的交通灯 有 2个，分别是红灯和绿灯 。 东西人行道的交通灯有 2个，分别是红灯和绿灯。 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 17 页 控制系统的控制要求 交通灯控制系统的要求是实现“正常循环运行”和“急车强通控制”两种控制方式。 正常循环运行 正常循环运行分为定时加调整型的和纯定时循环型两种： (1)定时加调整型具体控制要求如下：如图 启动按钮后，交通灯控制系统开始工作。先程序初始化，记数器清零并开始记数，刚开始采用定时控制。查询各个路口车辆记数，若达到路口满溢值（可设置）采用定时循环控制，若不满溢，东西向车流量减 南北车流量相差一个偏差值 =（可设置） ?若是 ， 东西向左拐绿灯亮 10 S；东西左转黄灯亮 2S，左转红灯亮 78S，左转绿灯灭的时候直行绿灯亮 30S，然后绿灯闪烁 3S，黄灯亮 2S，然后红灯亮 45S；启动 45 询各个路口的车流量；东西向车流减南北车流量相差偏差值 =（可设置）？若是，直接跳到南北向控制程序；若不是，东西向直行绿灯保持，在 45 北向左拐绿灯亮 10 S；南北左转黄灯亮 2S，左转红灯亮 78S，左转绿灯灭的时候直行绿灯亮 30S，然后绿灯闪烁 3S，黄 灯亮 2S，然后红灯亮 45S；若不是，判断南北向车流减东西车流量相差偏差值 =（可设置）？若是，南北向左拐绿灯亮 10 S；南北左转黄灯亮 2S，左转红灯亮 78S，左转绿灯灭的时候直行绿灯亮 30S，然后绿灯闪烁 3S，黄灯亮 2S，然后红灯亮 45S；启动 45 S 定时器；查询各个路口的车流量；南北向车流减东西车流量相差偏差值 =（可设置）？若是，直接跳到东西向控制程序；若不是，南北向直行绿灯保持，在 45 西向左拐绿灯亮 10 S；东西左转黄灯亮 2S，左转红灯亮78S，左转绿 灯灭的时候直行绿灯亮 30S，然后绿灯闪烁 3S，黄灯亮 2S，然后红灯亮。 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 18 页 Y N N N Y Y Y N N N N Y Y 图 F H H 东西 ？（ 为 偏差量 ） 东西向先定时控制一个周期 南北向先定时控制一个周期 启动 45S 定时器 启动 45S 定时器 查询各路口的车流量 查询各路口的车流量 东西 5 S？ T45 S？ 记数器清 零并记数开始 东西南北定时循环控制 各路口车辆记数 各路口满溢否 开始 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 19 页 (2)纯定时循环型具体控制要求如下：如图 下启动按钮后，交通灯控制系统开始工作。先亮南北方向绿灯和东西方向红灯，再亮东西方向绿灯和南北方向红灯，然后再亮南北方向绿灯和东西方向红灯，这样一直循环运行 南北向和东西向主干道均设有左转绿灯，持续亮 10S， 左转黄灯，持续亮2S，左转红灯持续亮 78S，左转绿灯灭的同时直行绿灯亮，持续 30S，绿灯闪烁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左转绿灯，直行绿灯，绿灯闪烁和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮左行绿灯，直行绿灯，绿灯闪烁和黄灯 南北向和东西向人行道均设有绿灯，黄灯，红灯。人行道上的“红黄绿”与同向主干道上的直行“红黄绿”运行方式一样 急车强通控制 急车时，按正常循环时序控制，有急车来时，打开急车强通 开关，不管原来信号状态如何，一律强制让急车来车方向的绿灯亮，直到急车过为止，短开急车强通开关，信号的状态立即转为急车放行的绿灯闪亮 3秒。随后按正常时序控制。 两条交叉的路（东西或南北）先后都来车，则响应先来的一方，随后再响应另一方。 川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 20 页 图 北方向左转绿灯亮 10 秒？ 南北方向左转黄灯亮 2秒？ 南北左转红灯亮 78 秒？ 南北方向直行绿灯亮 30 秒？ 直行绿灯闪烁 3 秒？ 南北向黄灯亮 2 秒？ 南北向直行红灯亮 45 秒？ 东西方向左转绿灯亮 10秒？ 秒？ 东西方向左转黄灯亮 东西方向直行绿灯亮 2秒？ 30 秒？ 直行绿灯闪烁 3 秒？ 东西左转红灯亮 78秒？ 东西向黄灯亮 2秒？ 东西向直行红灯亮 45 秒？ 开始 启动按钮？ Y N N Y N N Y Y N N Y N Y Y N N N N Y Y Y N N Y Y Y N Y Y Y Y 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 21 页 Y N N Y N N Y Y N Y 图 十字路口交通信号灯控制系统的 型 按下南北强通？钮 强通开始 正常循环运行 按下东西强通按钮 东西方向所有绿灯都亮，南北方向所有红灯都亮 按下东西强通停止按钮？ 东西 所 有绿灯闪亮 闪亮 3 ？ N Y 闪亮 3 ？ 南北方向所有绿灯都亮，南北方向所有红灯都亮 按下南北强通停止按钮？ 南北 所 有绿灯闪亮 N N 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 22 页 控制系统的构成图 控制系统结构图如图 图 十字路口交通信号灯控制系统的资源分配 1 数字量输入部分 这个控制系统的输入共有 3个输入点：启动按钮、东西方向强通开关、南北方向强通开关。具体的输入分配如 下： 数字量输入地址分配表 入地址 对应的外部设备 动按钮 西方向强通开关 北方向强通开关 为了能实际模拟加以下辅助开关 记数器脉冲模拟开关 +记数器脉冲模拟开关 +记数器脉冲模拟开关 +记数器脉冲模拟开关 2 数字输出部分： 数字量输出地址分配表 出地址 对应的外部设备 东西方向强通按钮 南北方向强通按钮 东西方向强通停止按钮 正常启动按钮 P L C 南北方向主干道交通灯 南北方向人行道交通灯 东西方向主干道交通灯 东西方向人行道 交通灯 东西方向强通停止按钮 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 第 23 页 北主干 道左转绿灯 北主干道左转黄灯 北主干道左转红灯 北主干道直行绿灯，南北人行道绿灯 北主干道直行黄灯，南北人行道黄灯 北主干道直行红灯，南北人行道红灯 西主干道左转绿灯 西主干道左转黄灯 西主干道左转红灯 西主干道直行绿灯，东西人行道绿灯 西主干道直行黄灯，东西人行道黄灯 西主干道直行红灯，东西人行道红灯 整时期南北直行绿灯 整时期东西直行绿灯 定时控制 3 辅 助继电器分配： 辅助继电器地址分配表 0 东西强通辅助继电器 北强通辅助继电器 西强通开关关的时候产生一个脉冲 西向绿灯闪烁辅助继电器 北强通开关关的时候产生一个脉冲 北绿灯闪烁辅助继电器 路口都满溢标志 整期间（ A+C） （ B+D）标志 整期