按钮式人行横道交通灯控制

1、南京工程学院毕业论文继续教育学院班级工业电气自动化工业电气自动化专业主题：按钮式人行横道信号控制按钮式人行横道信号控制学生名称：随着教师： 2012年3月摘要社会经济的发展，城市交通问题越来越受到关注。 城市交通控制系统是城市交通数据监视、交通信号控制和引导交通流动的计算机综合管理系统，是现代城市交通监视指挥系统中最重要的组成部分。 实现十字路口路灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程控制器PLC、单片机等来实现。 其中，用标准的逻辑设备实现电路受逻辑设备，例如门电路等的影响很大，调试工作极其困难，但是笔者不习惯使用单片机进行系统的设计开发，最终可以编程的控制器关键词： PLC信号程

2、序报告设计目录概要. 2第一章绪论2.1可编程控制器的特征和应用 21. 2按钮式人行横道交通灯的作用和研究意义.3第二章PLC的工作原理和设计.3.1PLC的工作原理3.2 PLC控制系统设计的基本原则和一般程序第4章人行横道信号控制系统的设计5.1按钮式人行横道信号控制系统的任务要求.5.2按钮式人行横道信号控制系统的时序图.设计了6.3按钮式人行横道信号控制系统的PLC程序. 11感谢。 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

3、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 11第1章绪论1.1可编程控制器的特征和PLC可编程控制器的应用是基于微处理器，集成了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的新的产业控制装置。 具有结构简单、编程容易、可靠性高、抗干扰性强等优点，广泛应用于工业过程和位置的自动控制。 据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的设备。 专家认为可编程控制器将成为今后产业控制的主要手段和重要基础设施之一。 PLC、机器人、CAD/CAM是工业生产的三大支柱。 PLC在使用环境中具有很强的特性，同时内部计时器

4、资源丰富，能够正确地控制现在一般使用的“渐进”信号，特别是多分支点的控制也容易实现。 因此，现在在信号机系统中应用PLC的情况越来越多。 1.2按钮式人行横道交通灯的作用和研究意义近年来随着我国经济的发展，城市交通拥挤问题越来越严重。 因此，提高城市网络通过能力，实现交通科学化管理迫在眉睫。 传统十字路口路灯通常采用定时控制，事先调查所通过的车辆的流量并以统计方式设定双向信号的延迟。 但是，实际上，车辆流量的变化多是不确定的，根据十字路口的不同，也有可能根据时间段而产生大的差异。即使是长期运行、应用的方案，在绿灯的方向也几乎没有车辆，在红灯的方向上也出现了长列等待通过的现象。 这种流量变化的偶

5、然性无法建立正确的模型。 不实时监测实际情况的方法，已经不能适应快速发展的交通情况。 更现实的需要是有可以根据情况调节的信号。 本课题研究的这种智能交通控制系统基于这种需要，可以改善目前十字路口道路交通的尴尬情况。 第2章PLC的工作原理和设计2.1 PLC的工作原理PLC以“循环渐进”扫描的“串行”方式工作，即，在PLC运行时，CPU以命令步骤编号从第一命令开始依次执行用户根据控制请求而作成的程序该动作在系统软件的控制下，依次扫描各输入点的状态，根据用户程序进行运算处理，依次发送与输出点对应的控制信号。 整个过程分为自诊断、通信处理、扫描输入、执行程序、刷新输出五个阶段。 在这些输入阶段中，

6、在扫描输入阶段，PLC的中央处理器扫描各输入端，并将所有输入端的状态发送至输入视频寄存器。 在可执行程序的阶段，中央处理器逐个执行用户的指令程序，根据程序的请求从逻辑上和算术上计算数据，并将正确的结果发送到输出状态寄存器。 在刷新输出阶段中，当执行了所有的命令时，经由输出装置将输出影像寄存器的状态集中变换为控制对象设备能够接受的电压或电流信号，驱动控制对象设备。 2.2 PLC控制系统设计的基本原则和一般步骤1.PLC控制系统设计的基本原则是为了使每个控制系统都实现被控制对象的工艺要求，提高生产效率和产品质量。 因此，在设计PLC控制系统时，(1)最大限度地满足被控制对象的控制请求是充分发挥P

7、LC的功能，最大限度地满足被控制对象的控制请求是设计PLC控制系统的第一前提，是设计中最重要的原则。 设计者在设计前要深入进行现场调查研究，收集现场资料，收集相关先进的国内国外资料。 同时，要与现场工程管理者、工程技术人员、现场作业人员密切合作，制定控制方案，共同解决设计中的重点问题和难问题。 (2)保证PLC控制系统的安全，保证PLC控制系统长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。 这要求设计者全面考虑系统设计、零件选择、软件编程，确保控制系统的安全性。 例如，不仅PLC程序在正常的条件下工作，还必须保证在异常的状况(突然停电或按钮按错等)下也能正常工作。 (3)在满足控制要求的

8、前提下，追求简单、经济、使用和维护方便的新控制工程会提高产品质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效果，新工程的投入、技术训练、设备的维护也导致运转资金的增加。 因此，为了满足控制要求，既要注意不断扩大工程利益，又要注意不断降低工程成本。 这不仅要求设计者使控制系统简单、经济，还要求控制系统的使用和维护不要轻易、低成本，不要乱追求自动化和高指标。 (4)要考虑生产的发展和技术的改进，留有适当的扩展馀地，随着技术的发展，控制系统的要求也不断提高，要适当地考虑今后控制系统的发展和完善的需求。在选择PLC、输入输出模块、I/O点数和存储器容量时，为了满足今后生产的发展和流程的改善，要求有适当的馀地。

9、2.PLC控制系统设计的一般步骤(1)分析生产过程，明确过程对电气控制的要求，分析生产过程，是理解被控制对象的要求的前提。 在该过程中，详细调查被控制对象的工作性质，明确其功能要求，明确系统是以逻辑量控制为主还是以模拟控制为主，制作过程控制流程图。 (2)在确定控制方案并分析被控制对象的基础上，根据PLC的特征，与继电器接触器控制系统、微机控制系统进行比较。 被控制对象的工业环境差、安全性、可靠性要求高的情况下，人工控制作业量多、操作复杂、容易出错或操作过频繁的情况下，多与PLC进行控制。 (3)可编程控制器机型选定的基本原则是，在满足生产流程要求的情况下，确保可靠的运行、保养的易用性、最佳性

10、能价格比。 具体来说，必须考虑结构合理、功能合理、机型统一、是否在线编程等几个方面。 (4)选定硬件、软件设计机型后，可以按照控制系统的要求具体安排输入输出的配置，给输入输出分配地址，将硬件、软件的设计分成控制系统进行。 硬件设计是可编程控制器外围电路的设计，软件设计根据工艺要求用PLC编程语言设计用户程序。 (5)最终组装调整首先仔细检查可编程控制器的外部线路。 检查时，经常切断主电路，用简单的实验程序进行通电扫描，发现故障。 确认没有错误后，连接主电路，模拟调试程序，调试到各部分的功能正常、协调一致为止。 (6)制作技术说明书，以文字形式详细说明控制系统的性能，提供必要的电路图和接线图。

11、第3章人行横道交通灯控制系统的设计3.1按钮式人行横道交通灯控制系统的任务要求按钮式人行横道交通灯的示意图如下所示。 干线道路和人行道的通行方向上有红、黄、绿红绿灯，根据通行状况依次点亮。 按钮式人行横道信号控制系统的形象正常通行，车道信号为绿色，人行横道信号为红色。 按人行道按钮X0或x1，30s后车道信号变为黄色，10s后车道信号变为红色。 5s后人行横道红绿灯变成了绿色。 15秒后，人行道上的绿色开始闪烁。 闪烁5次，每次1s，即5s后返回到初始状态，人行道信号灯变红，车道信号灯变蓝。 同时控制车道和人行横道的构造叫做并联分支构造。 3.2按钮式人行横道信号控制系统的时序图1 .并行分支

12、结构并行分支结构是同时处理多个程序的流程。 S20步骤成为活动步骤后，如果转换条件X0成立，则同时执行左、中、右三个程序。 S50是汇合状态，在s2、S32、s4这三种状态下被一起驱动，这三种状态都成为活动步骤，如果过渡条件X4成立，汇合就转移到S50步骤。 2 .并行性分支、合并的编程并行性分支的编程并行性分支的编程原则是，在集中处理分支的转移状况之后，依次进行各分支的程序处理。 并行性合流的编程并行性合流的编程原则是集中处理合流状态。3 .并行分支的状态转移图以及步进梯形图程序4 .并行性分支结构编程的注意事项(1)并行分支结构最多可以实现8分支的合流。 (2)在并列分支汇合处，不允许下图

13、(a )所示的迁移条件，转换为图(b )所示的结构后再进行编程。5 .选择输入输出设备，分配输入输出地址，I/O接线图(1)输入输出地址(2) I/O接线图6 .设计按钮人行道控制系统的状态迁移图根据控制请求，初始状态为车道绿灯，人行道红灯。 按人行道按钮(X0或X1 )后，系统进入并行运行状态，车道变为绿灯，人行道变为红灯，开始延迟。 30s后车道变成黄灯，10s后变成红灯。 5s后人行道变成绿灯，15s后人行道开始闪烁绿灯，5s后人行道变成红灯，5s后返回初始状态。 3.3设计按钮人行横道控制系统的PLC程序1 .按钮人行横道交通信号控制的指令程序2 .为了有效地管理一部分按钮人行横道闪烁

14、5次的状态转移图和梯形梯结语交通，本课题以全新的交通信号为对象，用可编程控制器进行控制在设计中，对信号机的控制方式、LED灯的显示、倒计时功能等进行了软件、硬件的整体设计。 通过设计，允许交通灯根据交通状况，人为地选择不同的工作状态，数字显示器具有显示倒计时的功能。 弥补了现行红绿灯的不足，而且同时克服了汽车和行人、非汽车交叉通行的缺点，避免了交通事故，保证在任何时刻车辆和行人都可以在绿灯下分别通行，使交通更安全可靠，大幅提高了交通控制功能，提高了道路的利用效率。 在毕业设计完成之前，我想衷心感谢曾经帮助我和支持我的人们。 首先，要感谢我的指导老师。 他在学习和设计方面给了我们很多指导，为我们提供了很好的学习、实验环境，掌握了知识，掌握了创新设计的方法，得到了实践训练的机会。 其次，感谢各级老师，他们严格的学问态度和对我的严格要求，会给我带来好处。 此外，感谢帮助我的同学们，由于他们的鼓励和帮助，我顺利完成了学业。 在这里祝他们健康和工作顺利！ 参考文献1 .廖常初编着.可编程控制器应用技术(第三版).重庆：重庆大学出版社，2000 2 .廖常初编着. PLC编程和应用.北京：机械工业出版社， 2002.9 3