毕业设计
题目(中文): PLC在十字路口交通灯控制系统中
的应用
(英文): The application of PLC in intersection
traffic light control system
姓名邓伟
学号20110532
院（系）电子工程系
专业应用电子技术
指导教师方华
2014年3月
目录
绪论 (1)
1 PLC的基础 (2)
1.1 PLC的特点 (2)
1.2 PLC的结构和工作原理 (3)
1.2.1 PLC的基本结构 (3)
1.2.2 PLC的工作原理 (4)
2西门子S7-200系列PLC的硬件单元 (6)
2.1主机 (6)
2.1.1 CPU的主要特点 (7)
2.1.2存储系统 (7)
2.2扩展单元 (7)
2.3特殊功能模块 (8)
2.4内部软元件 (9)
2.5基本指令 (10)
3系统的设计与仿真 (12)
3.1控制要求 (12)
3.2硬件设计 (13)
3.2.1交通信号灯PLC的输入/输出点的分配表 (13)
3.2.2交通信号灯PLC控制硬件接线图 (13)
3.3软件设计 (14)
3.3.1交通信号灯PLC控制梯形图 (14)
3.3.2交通信号灯PLC控制的指令表 (15)
3.3.3程序说明 (16)
3.3.4交通信号灯的状态波形图 (17)
结论 (18)
参考文献 (19)
致谢 (20)
插图索引
图1 交通灯的放置 (12)
图2 交通信号灯PLC控制硬件接线图 (13)
图3 交通信号灯的状态波形图 (17)
附表索引
表1 S7-200 I/O编址 (8)
表2 交通灯亮闪表 (12)
表3 交通信号灯PLC的输入/输出点的分配表 (13)
PLC在十字路口交通灯控制系统中的应用
摘要
PLC可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。在该设计中，还引入EDA模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。
绪论
随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起们的关注。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系统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，些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成
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与普通道路耦合处交通状况的制约。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、城区同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。
随着交通越来越发达所出现的问题也越来越多,路面狭窄,车辆拥挤。尤其是到了上下班的时候,许多车辆在路口浪费了很多的时间,不仅给车主带了很多的麻烦也给交通部门带了不少麻烦。为了解决这些问题,国家政府也花了不少的心思和精力去研究,探讨。为了能有效地解决交通问题,政府对城市进行了有规模的城市规划和道路扩建与维修。还有就是对交通灯进行了研究和改善,调整交通灯的时间控制和变换频率以及工作时间的控制,从而使交通更为畅通和安全,提高了交通灯的自身作用和价值。
本论文通过对交通灯的现状和发展，利用PLC技术对交通灯进行逻辑控制。本文第一章主要介绍交通的一些基本情况和PLC的一些基础知识；第二章是对所选芯片西门子S7-200系列的PLC做简单的介绍，主要是从硬件上了解该产品。第三章主要是PLC的控制系统，对硬件和软件的要求。了解PLC的控制系统。
1 PLC的基础
PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC 标准草案中对PLC做了如下定义：
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。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，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一台专为工业环境应用而设计的计算机，它是将传统的继电器技术，计算机技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一具体工业应用，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。
随着微处理器的出现，大规模、超大规模、集成电路技术的迅速发展和数据通信技术的不断进步，PLC也迅速发展其发展过程大致可以分为三个阶段[1]。
1. 早期的PLC
早期的PLC称为可编程逻辑控制器。这时，PLC主要功能只是执行原先由继器完成的顺序控制、定时等。早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障指示及能重复使用等。其中PLC特有的编程语言－－梯形图，一直沿用到现在。
2. 中期的PLC
这时PLC产品已使用了16位、32位高性能微处理器，而且实现了多处理器的多通道处理，通信技术是PLC的应用得到了进一步的发展。在硬件方面，除了保留原有的开发模块外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC的范围更大。在软件方面，还增加了算术运算、数据处理和传送通信、直诊断等功能。
3. 近期的PLC
由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器价格的大幅度下降，使的各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。为了提高PLC的处理速度，各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片。世界上生产PLC产品的厂家多达200多个，其中比较著名的有美国的AB、通用(GE)，日本的三菱(MITSBISHI)、欧姆龙(OMRON)、松下，德国的西门子(SIEMENS)，韩国的三星(SUMSUNG)、LG等。
1.1 PLC的特点
PLC具有以下主要特点：
1.可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。由于PLC 模块均采用大规模与超大规模集成电路，所以的I/O接口电路均采用光电隔离;在结构上对、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑;在硬件上采用隔离、滤波、屏蔽、接地等抗干扰措施;在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施。以上这些使PLC具有较高的抗干扰能力。
2. 控制系统结构简单，通用性强
在PLC控制系统中，只需要在PLC输入/输出端子上接入相应的信号线即可，不需要连接如继电器之类的低压电器和大量而又复杂的硬件接线线路，大大简化了控制系统的结构。，PLC的输入/输出可直接与交流220V、直流24V等强电相连，并且具有较强的带负载能力。
3.编程方便，易于使用
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
4. 功能完善
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。在PLC内部具备许多控制功能，如：逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、PID控制、数据控制、通信和联网，还有其他特殊功能模块。
5.设计、施工、调试的周期短
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
6.体积小，维护操作方便
PLC体积小，质量轻，便于安装，不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。
1.2 PLC的结构和工作原理
1.2.1 PLC的基本结构
在种类繁多的PLC中，其组成结构和工作原理都基本相同。用PLC实施控制，其实质是按一定算法进行输入/输出转换，并将这个转换给予物理实现，并应用于工业现场。PLC 专为工业现场而设计，采用了典型的计算机结构，它主要由CPU、电源、存储器和专门设计的输入/输出接口电路等组成[2]。
1. 中央处理器(CPU)
中央处理器(CPU)一般由控制器运算器和寄存器组成。它们都集成在一个芯片内，CPU 通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元输入/输出接口电路相连接。与一般计算机一样，CPU是PLC的核心，它按照PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不序地进行工作。用户程序和数据事先存入存储器中，当PLC处于运行方式时，CPU按循环扫描方式执行用户程序。
CPU的主要任务如下：
(1) 按PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器输入用户程序和数据。
(2) 用扫描方式接收现场输入装置的状态与数据，并存入输入映像寄存器或数据寄存器。
(3) 诊断电源或PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误。
(4) 在PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户，程序经过命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启、闭有关控制电路，分时地去执行数据的存取、传送、
组合、比较、变换等动作。完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务。根据运算结果更换有关标志位的状态和输入映像寄存器的内容，实现输出、制表、打印或数据通信等控制。
2. 存储器
PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两个部分。
(1)系统存储器
系统存储器是指用来存放PLC的系统程序的存储器。它由PLC生产厂家编写并固化在ROM内，用户不能直接更改。它使PLC具有基本的功能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。其主要内容包括3个部分：系统管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块与系统调试。
(2)用户存储器
用户存储器由用户程序存储器和数据存储器两部分组成，其主要任务作用是用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。PLC使用的存储器有3种类型：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和可擦除可编程只读存储器(EEPRO)。
3. 输入/输出接口单元
PLC的输入和输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。输入/输出接口单元从广义上可分为2个部分：一部分是与被控制设备相连的接口电路，另一部分是输入和输出的映像寄存器。
4. 扩展接口和通信接口
PLC具有扩展接口和通信接口的能力，其作用如下：
(1)扩展接口的作用是将扩展单元和功能模块与基本单元相连，是PLC的配置更加灵活以满足不同控制的系统需求。
(2)通信接口的作用是通过这些通信接口可以与监视器打印机和其他的，PLC或计算机相连从而实现”人-机”或”机-机”之间的对话。
5. 电源部分
PLC一般使用220交流电源，内部的开关电源位PLC的中央处理器、存储器等。电路提供5V、+-12V、24V等直流电源使PLC能正常工作。
6. 编程设备
编程设备的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。
7. 其他部件
有些PLC还可以有ERROM写入器、存储器卡等其他外部设备，用于增强PLC的存储容量和扩展功能。
1.2.2 PLC的工作原理
PLC在程序运行方式、输入输出操作、特殊功能模块等方面做了特别的考虑[2]。
1. PLC的3个工作阶段
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段三个阶段完成。上述3个阶段即为一个周期。在整个运行期间PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述3个阶段。
(1)输入采样阶段PLC。在输入采样阶段，先扫描所以输入端子并将各输入端子状态存入对应的输入元件映像寄存器。此时，输入元件映像寄存器被刷新，接着进入用户程序执行阶段。在用户程序执行阶段或输出阶段，输入元件映像寄存器与外界隔离，无论输入端子信号如何变化，输入元件映像积存器始终保持不变，直到下个扫描周期的输入采样阶段才将输入端子的新内容重新写入。
(2)用户程序执行阶段。根据PLC梯形图程序扫描规则，PLC以先左后右，先上后下的
步序逐句扫描。当指令中涉及输入/输出时，PLC从输入映像寄存器中读入上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映像寄存器读入对应输出映像寄存器的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果在存入元件映像寄存器中。对元件映像来说，每一个元件的状态会随程序的执行过程而变化。
(3)输出刷新阶段。在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有继电器的状态在（通/断）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式输出驱动外部负载。对于小型PLC，I/O点数较少，用户程序较短，用集中采样集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。
2.PLC对输入/输出的处理规则
PLC对输入/输出的处理规则如下：输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在上有个刷新期间的通/断状。
2 西门子S7-200系列PLC的硬件单元
西门子公司的PLC产品包括S7-200、S7-300、S7-400、LOGO、HMI人机界面、工业网络、工业软件等。S7系列PLC具有体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高的优点。S7系列PLC产品可分为微型PLC（S7-200）、小规模性能要求的PLC（S7-300）和中高规模性能要求的PLC（S7-400）等。其中S7-200系列的PLC的出色主要表现在以下几个方面[3]：
1.极高的可靠性
2.极丰富的指令集
3.易于掌握
4.便捷的操作
5.丰富的内置集成功能
6.实时特性
7.强劲的通信能力
8.丰富的扩展模块
S7-200系列PLC主要由下面几个部分组成。
1.基本单元
基本单元又称为CPU模块，有的也称为主机或本机。它包括CPU、存储器、基本输入/输出点和电源等，是PLC的主要部分。实际上它就是个完整的控制系统，可以单独完成一定的任务。
2.扩展单元
S7-200 CPU22*系列PLC具有2到7个扩展模块，用户可以根据需要扩展各种I/O模块。
3.特殊功能模块
当需要完成某些特殊功能的控任务时，需要扩展模块和功能模块。它是完成某种特殊控制任务的一些装置。
4. 相关设备
为了充分利用系统硬件和软件资源而开发的相关设备，主要包括编辑设备、网络设备和人机操作界面等。
5. 为了能够更好地使用以上设备开发的配套程序。它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口软件等几大类构成。
2.1 主机
S7-200 CPU22*系列的CPU模块主要包括一个中央处理器、电源、通信口及I/O接口。它的主要作用有：执行程序；从现场设备中采集信号；输出控制信号；驱动外部负载。
S7-200 CPU22*系列的PLC具有以下5种不同的结构配置：
(1)CPU221具有6个输入点和4个输出点，共计10个I/O点。无扩展能力。有4路高速计数器（30KHZ），2路高速脉冲输出，1个RS485通信/编程口，2个独立的输入端，可同时作加、减计数，可连接2个相位差为90度的A/B相增量编码器。程序和数据存储容量较小，适用于少点的控制系统。
(2)CPU222具有8个输入点和6个输出点，共计14个I/O点。1个模拟量电位器，最多可扩展10AI/AO点。4KB用户程序区和2KB数据存储区。有4路高速计数器（30KHZ），2路高速脉冲输出，1个RS485通信/编程口，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接2个相位差为90度的A/B相增量编码器。可以进行一定模拟量的控制和2个模块的扩展，
因此是应用更广泛全功能控制器。
(3)CPU224具有14个输入点和10个输出点，共计24个I/O点。2个模拟量电位器，最多可扩展35AI/AO点。8KB用户程序区和5KB数据存储区。有6路高速计数器（30KHZ），2路高速脉冲输出，1个RS485通信/编程口，有7个扩展模块。它具有更强的模拟量处理能力，是S7-200系列产品中使用最多的。
(4)CPU226。具有24个输入点和16个输出点，共计40个I/O点。2个模拟量电位器，最多可扩展35AI/AO点。8KB用户程序区和5KB数据存储区。有6路高速计数器（30KHZ），2路高速脉冲输出，2个RS485通信/编程口。它主要用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。
(5)CPU226XM。这是西门子公司推出的一种增强型主机。它在用户程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展，其他指标和CPU226相同。
2.1.1 CPU的主要特点
1. 内部集成的具有强劲的通信能力的PPI接口是S7-200的用户口，CPU接口物理特性为RS485，可在三种方式下工作。
(1)PPI方式：通过PPI方式，S7-200系列PLC与计算机之间或者是PLC相互之间可通过普通的两芯屏蔽双绞电缆进行联网。
(2)MPI方式：通过MPI方式，S7-200可以通过内置接口连接到MPI网络上，它可以与S7-300/S7-400CPU进行通信。
(3)自由口通信方式；通过自由口通信方式，S7-200系列PLC可以与任何通信协议公开的其他设备、控制器进行通信。
2. 丰富的内置集成功能
(1)集成的24V负载电源，可直接连接到传感器和变送器
(2)对于不同的设备类型，其CPU各有2个类型，具有不同的电源电压和控制电压。
(3)中断输入，允许以极高的速度对过程信号的上升沿作出响应。
(4)具有4到6个高数计数器（30KHZ）。
(5)2路脉冲输出由于控制步进电机，或伺服电机的运动，从而实现对目标的定位任务。
3. 丰富的扩展模块对数字量和模拟量扩展模块可方便选用。
4. 具有易于掌握，便捷的操作以及丰富的指令集。
2.1.2 存储系统
S7-200系列PLC的存储系统由RAM和EEPROM两种类型的存储器构成，CPU模块内部配备了一定容量的RAM和EEPROM。同时，S7-200系列PLC的CPU模块支持可选的EEPROM存储器卡。在CPU模块内部的超级电容和电池模块用于长时间的保存数据，用户数据可通过主机的超级电容存储若干天。
2.2 扩展单元
当CPU需要进行某种特殊的功能控制或其I/O的扩展，通常I/O扩展包括I/O的点数扩展和功能模块的扩展两类。
1. I/O扩展模块
S7-200系列PLC提供了五大类扩展模块：
(1)数字量输入扩展模板EM221（8路扩展输入）。
(2)数字量输出扩展模板EM222（8路扩展输出）。
(3)数字量输入和输出混合扩展模板EM223（8I/O，16I/O，24I/O）。
(4)模拟量输入扩展模块EM231，每个EM231可扩展3路模拟量输入通道，A/D转换时
间25uS，分辨率为12位。
(5)模拟量输入扩展模块EM235，每个EM235可同时扩展3路模拟输入和1路模拟量输
出通道，其中A/D转换时间25uS，D/A转换时间100uS，分辨率均为12位。
2. 热电偶/热电阻扩展模块
3. 通信扩展模块
表1S7-200 I/O编址
2.3 特殊功能模块
S7-200系列PLC的特殊功能模块有数字量扩展模板、模拟量扩展模块、热电偶/热电阻扩展模块、通信扩展模块和现场设备接口模块。
1. 数字量扩展模板
(1)EM221 数字量输入模板，24V，8输入。
(2)EM222 数字量输出模板，24V，8输出。
(3)EM223 数字量混合模板，24V。
2. 模拟量扩展模块
(1)EM231 4模拟输入点，2W，12位。
(2)EM232 2模拟输入点，2W，12位。
(3)EM235 4模拟输入点，1模拟输出点，2W，12位。
3. 热电偶/热电阻扩展模块
EM231为常用的热电偶/热电阻扩展模块。其功率损失为1.8W，15位加符号位，WM231 AI4热电偶有4模拟量输入点，EM231 AI2 热电阻有2模拟量输入点。
4. 通信扩展模块
EM277 JPROFIBU-DP模块是常用的通信扩展模块，它用于PLC现场总线通信连接。其波特变化范围为9600~11500波特。
5. 现场设备接口模块
CPU243-2通信处理器是AS-I主站连接部分，专用于S7-200 CPU22*，连接的同时显著增加了S7-200可利用的I/O点数。
2.4 内部软元件
用户使用的PLC中的每一个I/O、内部存储单元、定时器和计数器都称为软元件。各个软元件的功能不同，都有其固定的地址。软元件是PLC内部具有一定功能的器件，这些器件实际上都是由电子电路、寄存器及存储单元等组成的。它的特点是；它具有继电器的特性，但它没有机械性的特点，它的最大的优点是其触点可以无限次使用，并且它们的寿命长。编程时，用户只要记住软元件的地址就可以了。下面对软元件介绍一下。
1. 输入继电器（I）它是PLC用来接收用户设备输入信号的接口。当外部开关信号闭合，则输入继电器的线圈得电，在程序中的常开触点闭合，常触点断开，这些触点可以在编程时任意使用，不受次数限制。输入继电器位存取的地址编号范围为I0.0~I15.7，输入继电器的数据存取可采用位、字节、字或双字来存取。
2. 输出继电器（Q）它是用来将输出信号传送到负载的接口，每一个输出继电器线圈都与相应的PLC输出端相连，并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。输出继电器位存取的地址编号范围为Q0.0~Q15.7，输出继电器可采用位、字节、字或双字来存取。
3. 通用辅助继电器（M）通用辅助继电器又称为内部标志位存储器，它的作用和继电接触器控制系统的中间继电器相同，它是用来保存控制继电器的中间操作状态。内部标志位存储器可采用位、字节、字或双字来存取。内部标志位存储器位存取的地址编号为M0.0~M31.7，共32个字节。
4. 特殊继电器（SM）特殊继电器是指用来存储系统的状态变量有关的控制参数和信息的具有特殊功能的辅助继电器。特殊标志位存储器能以位、字节、字或双字来存取。CPU224的SM的位地址编号范围为SM0.0~SM179.7，共180个字节。常用的特殊存储器的用途如下：
(1) SM0.0 运行监视。SM0.0始终为1状态。当PLC运行时可以利用其触点驱动输出继电器，在外部显示程序是否处于运行状态。
(2) SM0.1 初始化脉冲。
(3) SM0.3 开机进入RUN时，接通一个扫描周期，可在启动操作之前，给设备提前预热。
(4) SM0.4、0.5 占空比为50%的时钟脉冲。当PLC处于运行状态时，SM0.4产生周期为1min的时钟脉冲，SM0.5产生周期为1S的时钟脉冲。
(5) SM0.6 扫描时钟，一个扫描周期ON，另一个为OFF，循环交替。
(6) SM0.7 改造方式开关位置指示，开关放置在RUN位置时为1。
(7) SM1.0 零标志位，运算结果=0，该位置1。
(8) SM1.1 溢出标志位，结果溢出或为非法值时，该位置1。
(9) SM1.2 负数标志位，运算结果为负数时，该位置1。
(10) SM1.3 被0除标志位。
5. 变量存储器（V）变量存储器主要用于存储变量。它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以使用变量存储器来保存与工序或任务相关的其他数据。变量存储器可以是位寻址，也可以是按字节、字、双字为单位寻址，其位存取的编号范围根据CPU 的型号不同，CPU221/222为V0.0~V2047.7，共2KB存储容量，CPU224/226为V0.0~V5119.7，
共5KB存储容量。
6. 局部变量存储器（L）局部变量存储器和变量存储器十分相似，都是用来存储变量的存储器。区别在于局部变量存储器用来存放局部变量，而不存储全局变量。局部变量存储器位存取的地址编号范围为L0.0~L63.7，它可以按位、字节、字、双字直接寻址。
7. 顺序控制继电器（S）通常用在顺序控制或步进控制中，并与其指令一起使用以实现顺序或步进控制功能流程图的编程。顺序控制继电器的地址编号范围为S0.0~S31.7。
8. 定时器（T）它是累计时间增量的内部器件，作用相当于继电器控制系统中的时间继电器。其设定时间由程序设置。并且每个定时器可提供无数对常开触点和常闭触点供编程使用。定时器的定时精度分别为1ms、10ms和100ms三种，CPU222、CPU224及CPU226的定时器地址编号范围为T0~T255，它们的分辨率、定时范围并不相同，用户根据所用CPU型号及时基，正确选用定时器的编号。
9.计数器（C）计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数，主要用于对产品进行计数或进行特定功能的编程。计数器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用，其设定值由程序赋予。计数器的地址编号范围为C0~C255。
10. 模拟量输入映像寄存器（AI）和模拟量输出映像寄存器（AQ）
11. 高速计数器（HC）
12. 累加器（AC）
2.5 基本指令
S7-200系列PLC的基本指令包括常用指令、堆栈操作指令、计数指令、定时器指令、比较指令和程序控制指令等[1]。
1.触点指令
触点指令包括逻辑取和线圈驱动指令，它有两种连接形式，即串联和并联。
(1)逻辑取和线圈驱动指令。指令格式为：LD 取指令；LDN取反指令；= 线圈输出指令。
(2)触点串联指令。指令格式为：A 常开触点串联：AN 常闭触点串联。
(3)触点并联指令。指令格式为：O常开触点并联：ON常闭触点并联。
2.逻辑电路块的连接指令
电路块连接指令主要有两种形式：串联电路块的并联指令和并联电路块的串联指令。串联电路块的并联指令其格式为：OLD；并联电路块的串联指令其格式为：ALD。
3.置位，复位指令
置位指令的格式为：S bit, N;复位指令的格式为：R bit N。
4.取反指令
其格式为：NOT。
5. 逻辑入栈LPS、逻辑出栈LPP和逻辑读栈LRD指令
逻辑入栈LPS的功能是用于生成一条新的逻辑母线，右侧为新的逻辑块，是分支电路逻辑块的开始。
逻辑出栈LPP的功能是用于LPS产生新母线右侧的最后一个逻辑块，结束LPS开始的这个分支电路逻辑块。
逻辑读栈LRD的功能是用于LPS开始的分支电路逻辑块中第二条逻辑块，本身不进行任何进栈和出栈操作。
6.计数器指令
增计数器指令CTU：其指令格式为：CTU Cx, PV。x为计数器编号。
减计数器指令CTD：其指令格式为：CTD Cx, PV。x为计数器编号。
增减计数器指令CTUD：其指令格式为：CTUD Cx, PV。x为计数器编号。
7.定时器指令
接通延时指令TON：其指令格式为：TON Tx, PT。x为定时器编号。
断开延时指令TOF：其指令格式为：TOF Tx, PT。x为定时器编号。
有记忆接通延时指令TONR：其指令格式为：TOR Tx, PT。x为定时器编号。
8.结束及暂停指令
结束指令可分为有条件结束指令END和无条件结束指令MEND。
暂停指令的指令格式为：STOP。
9. 子程序指令
子程序指令包括3个指令：建立子程序、子程序调用和子程序返回。
子程序调用指令又有2条指令：子程序调用指令CALL和子程序条件返回指令CRET。
3 系统的设计与仿真
3.1 控制要求
1.信号灯由一个按钮控制其启动，一个按钮控制其停止。
2.信号灯分为南北绿灯，南被黄灯，南北红灯和东西绿灯，东西黄灯，东西红灯及报警灯。
3.南北红灯亮，并维持25S。当南北红灯亮时，东西绿灯也亮，维持20S后，东西绿灯闪烁3S后熄灭，然后东西黄灯亮2S后熄灭，接着东西红灯亮，南北绿灯亮。
4.东西红灯亮，并维持30S。当东西红灯亮时，南北绿灯也亮，维持25S后，南北绿灯闪烁3S后熄灭，然后南北黄灯亮2S后熄灭，接着南北红灯亮，东西绿灯亮。
按以上方式周而复始地工作。如表2：
表2交通灯亮闪表
图1 交通灯的放置
3.2 硬件设计
3.2.1 交通信号灯PLC的输入/输出点的分配表
表3交通信号灯PLC的输入/输出点的分配表
3.2.2 交通信号灯PLC控制硬件接线图
图2 交通信号灯PLC控制硬件接线图
其中,S7-200 CPU222系统有8个输入信号和6个输出信号. 1个模拟量电位器，最多可扩展10AI/AO点。4KB用户程序区和2KB数据存储区。有4路高速计数器（30KHZ），2路高速脉冲输出，1个RS485通信/编程口，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接2个相位差为90度的A/B相增量编码器。可以进行一定模拟量的控制和2个模块的扩展，对于比较适合小型的控制系统。所以在这个设计中选用了S7-200 CPU222[4]。
在硬件接线图中，输入口I0.0接收启动按钮SB1的输入，输入口I0.1接收停止按钮SB2的输入；输出口Q0.0接收南绿灯(HL1-1)和北绿灯(HL1-2) ，输出口Q0.1接收南黄灯(HL2-1)和北黄灯(HL2-2) ，输出口Q0.2接收南红灯(HL3-1)和北红灯(HL3-2) ，输出口Q0.3接收报警灯(HL4)，输出口Q0.4接收东绿灯(HL5-1)和西绿灯(HL5-2) ，输出口Q0.5接收东黄灯(HL6-1)和西黄灯(HL6-2) ，输出口Q0.6接收东红灯(HL7-1)和西红灯(HL7-2)。
3.3 软件设计
设计交通信号灯PLC控制梯形图和指令语句。
3.3.1 交通信号灯PLC控制梯形图
3.3.2 交通信号灯PLC控制的指令表
LD I0.0
O M0.0
AN I0.1
= M0.0
LD M0.0
LPS
AN Q0.3
AN T41
TON T37 , +250
LRD
A T37
TON T38 , +250
LRD
A T38
TON T39 , +30
LRD
A T39
TON T40 , +20
LRD
A T37
TON T41 , +300
LRD
A T44
TON T42 , +20
LRD
AN Q0.3
AN T37
TON T43 , +200
LRD
A T43
TON T44 , +30
LRD
AN T46
TON T45 , +5
LRD
A T45
TON T46 , +5
LRD
AN T37
AN Q0.3
= Q0.2
LRD
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文） 题目PLC控制交通灯设计 班级机电工程系机0803班 姓名李晓帅 指导教师刘娇月
基于西门子S7-200的交通灯控制设计 摘要 自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，而现今PLC技术飞快发展，应用越来越广，在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。同时交通控制更是趋向智能化方向发展，LED交通信号灯在持续发光、雨淋、灰尘等恶劣的气候条件下，仍然能保持较好的工作性能，而且价格更低廉。本文主要通过西门子PLC 控制交通红绿灯。 关键词：西门子S7-200，交通灯，PLC，梯形图。
Based on the design of Siemens S7-200 traffic control ABSTRACT Since the birth of traffic lights, the circuit in its internal control system improved, also began to design methods varied, so that traffic lights become more intelligent. In particular, in recent years, with electronics and the rapid development of computer technology, electronic circuit analysis and design methods automation electronic system in an indispensable tool and means now, PLC today's rapid technological development, increasingly widespread applications in industrial automation position is extremely important, widely used in various industries. With the development of science and technology, programmable controllers improvement of the function, together with the small, low-price, the modern industry of a more prominent role, And more traffic control Trend is the development of intelligent, LED traffic lights in the continuing luminescence, rain, dust and other adverse weather conditions, can still maintain good work performance and lower prices. In this paper, Siemens Programmable Logic Controller control traffic through the traffic lights. Key words: Siemens S7-200, traffic lights, PLC,ladder-diagram. 第1章：plc的基础知识 1.1概念
青岛求实职业技术学院 毕业设计设计课题 PLC交通灯设计 院系机电工程学院 专业机电一体化 班级______________ 学生姓名______________ 指导教师______________ 完成日期2011年3 月1日
目录 摘要--------------------------------------------------------------------------------------------3 第一章：引言--------------------------------------------------------------------------------5 第二章：交通灯控制系统-----------------------------------------------------------------5 第三章：可编程控制器程序设计--------------------------------------------------------------9 第四章：总结-------------------------------------------------------------------------------22 第五章：结束语----------------------------------------------------------------------------24 第六章：致谢-------------------------------------------------------------------------------25 第七章：参考文献-------------------------------------------------------------------------26
毕业设计 题目模拟交通灯 系别电气工程系 专业电气自动化技术 班级电气0801班 姓名 学号 指导教师 日期 2010年12月
设计任务书 设计题目： 模拟交通灯 设计要求： 1.用单片机组成模拟交通灯系统，设计硬件电路及相应软件。 2.在十字路口的两个方向上各设一组红绿黄灯,显示顺序为：其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯,另一个方向是红灯、绿灯、黄灯。 3.设置一组数码管,以倒计时的方式显示允许通过或禁止通行的时间,其中左转灯、绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是15S、30S、3S、48S。 4.当各条路上任意一条出现特殊情况,例如消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆时,各方向上均是红灯亮,倒计时停止,且显示数字在闪烁,当特殊运行状态结束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行。 设计进度要求： 第一周：确定题目，查阅有关资料； 第二周：查阅资料，收集资料； 第三周：列出设计思路； 第四周：硬件电路的设计； 第五周：软件程序的设计； 第六周：软件程序的仿真与调试； 第七周：打印毕业论文； 第八周：毕业答辩 指导教师（签名）：
摘要 设计以单片机为核心部件的模拟交通灯，利用74LS244作为断码驱动器，74LS07作为位码驱动，LED七段数码管作为计时显示用，用发光二极管指示交通的通行，用按键进行紧急事件的发生，使两个方向都亮红灯，绿灯亮通行，红灯亮停止通行。 本设计利用定时器进行定时，使定时器工作于方式一定时50ms，配合软件计数器，调用中断程序使定时器定时20次，达到定时1S的目的，同时调用显示程序，显示到计时的时间，用单片机Intel89S51作为核心部件,8路74LS244总线驱动器作为字形驱动芯片和6路驱动74LS07位选码作为中心器件来设计交通灯控制器，实现了交通灯的控制，显示时间直接通过89S51的P0、P1口输出；交通灯信号通过P3口输出；本交通灯系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定可靠等优点。 关键词：单片机，交通灯，位码，段码，显示
《单片机微机原理及应用》 题目：模拟交通灯的设计 专业：测控技术与仪器 班级： 姓名： 姓名： 姓名： 姓名： 指导老师: 2015年1月10日
目录 1、设计任务 (3) 2、模拟交通灯控制系统工作原理 (4) 2.1 模拟交通灯控制系统的工作原理 (4) 3、设计基本要求和步骤 (5) 3.1 基本要求 (5) 3.2 设计思路 (5) 3.2 设计步骤 (5) 4、硬件和软件设计 (7) 4.1 交通灯控制系统硬件框图 (7) 4.2 硬件电路图 (9) 4.3 程序流程图 (10) 5、心得体会 (13) 6、附录 (14) 5.1 汇编语言源程序 (14) 5.2 模拟交通灯仿真效果图 (18)
1、设计任务：模拟交通灯的设计 1.1、模拟交通灯控制系统的总体方案设计 本设计研究的是基于AT89C51单片机的交通灯智能控制系统的设计原理及阐述。主控系统采用AT89C51单片机作为控制器，控制通行倒计时及直行、行人的通行，占用端口少，耗电也最小。系统电源采用独立的+5V稳压电源，有各种成熟电路可供选用，使此方案可靠稳定。该设计精简并优化了电路。结合实际情况，显示界面采用点阵LED数码管动态扫描的方法，满足了倒计时的时间显示输出和状态灯提示信息输出的要求，减少系统的复杂度。
2、交通灯控制系统工作原理 2.1、交通灯控制系统工作原理 本系统运用单片机对交通灯控制系统实施控制，通过直接控制信号灯的状态变化，指挥交通的具体运行，运用了LED数码管显示倒计时以提醒行驶者，更添加了盲人提示音电路，方便视力障碍群体通行，更具人性化。在此基础上，加入了特种车辆自动通行控制模块和车流量检测电路为系统采集数据，经单片机进行具体处理，及时调整通行方向。由此，本设计系统以单片机为控制核心，构成最小系统，根据特种车辆自动通行控制模块、车辆检测模块和按键设置模块等产生输入，由信号灯状态模块，LED倒计时模块输出。系统进入工作状态，LED数码管实时显示数据倒计时，执行交通灯状态显示控制，在此过程中若有控制信号和实时车流量检测信号，可对异常状态进行实时控制，随时调用中断，达到修正通行时间满足不同时间不同路况的需求。
PLC交通灯设计毕业设计 摘要 PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理. 关键词：交通灯 PLC 程序设计 目录
第一章 PLC的特点及应用 1.1 概述 可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。 1.2 PLC的特点 1 可靠性高，抗干扰能力强； 2 通用性高，使用方便； 3程序设计简单，易学，易懂； 4采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便； 5系统设计周期短； 6安装简便，调试方便，维护工作量小； 7对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产；
南通农业职业技术学院 毕业论文（设计） 课题名称PLC交通控制灯设计 专业及班级 学号 姓名 指导老师 2011年 4 月 9 日
PLC交通灯控制设计 摘要 针对近年来城市交通的拥挤现象,特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题,介绍丁集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统.该系统的安装及使用,大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力.减少了驾驶员违章的次数,抑制了交通事故的发生,同时对减轻车辆尾气排放,从而降低环境污染都起到了不可低估的作用. 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，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。 关键词plc控制系统交通灯自动化
目录 3 交通信号灯控制的实现 (7) 3.1 控制要求 (7) 3.2 交通工作时序图 3.3 I/O分配表 3.4 梯形图 3.5 语句表 4、PLC智能控制方法 结束语 (17) 参考文献
1 引言 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系统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道路，在高速道路建设完成的初期，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与普通道路耦合处交通状况的制约。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、城区同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。 交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。
中文摘要 传统的交通灯控制系统大多是由数字电路来实现的，交通灯控制系统稳定性可靠性与抗干扰能力较差，随着社会经济的发展，数字电路交通灯越来越不能满足日益增长的交通压力，因此必须寻求一种新的方法来取代这种复杂而工作不稳定的控制系统。 随着科技的发展，可编程控制器(PLC )的功能日益完善，可编程控制器已作为一种以微电脑技术为核心的自动控制装置，已被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源等各种行业。它可靠性高、功能完善、抗干扰能力强，具有结构简单、重量轻等优点，是一种用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统。采用PLC控制交通信号灯，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别是方便地实现多岔路口的控制。由于PLC本身具有通信联网功能，可将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。 在实际应用中，采用PLC控制城市交通信号灯，能根据不同的路况要求，随时修改控制程序，以改变各信号灯的工作时间和工作状况。与继电器或逻辑电路控制系统相比，PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。本论文就是运用PLC原理来实现对十字路口的交通灯的控制，介绍了基于PLC 在交通系统的运用，系统介绍了PLC的基本原理。
关键词:交通灯控制系统；可编程控制器（PLC）；十字路口；科学化管理；稳 定性；可靠性 ABSTRACT The traditional traffic control system is mostly by digital circuit, traffic control system stability reliability and anti-interference ability is bad, With the development of society and economy, and digital circuit traffic lights to meet the growing traffic pressure, therefore, must seek a new method to replace the complex and working stability of the control system. With the development of science and technology, the programmable logic controller (PLC) function, the programmable controller has, as a kind of microcomputer technology as the core in automatic control equipment, has been widely used in mechanical manufacturing, metallurgy, chemical, energy, etc. It has high reliability, complete functions, strong anti-jamming capability, with simple structure, light weight, it is a kind of process control for industrial environment and the number of operating system. PLC control traffic lights, mainly is for use with the consideration of the characteristics of strong adaptability to environment, and its internal timer resources are very rich, but for now the widespread use of "progressive" light accurately control, particularly easily realize more control of the cross-roads. Because of PLC network communication function, has the same path can be composed of a
目录： 一、引言 (1) 1.1 课题的理论与实际研究意义 (2) 1.2 PLC可编程控制器 (2) 1.3 可编程控制器的发展过程 (3) 1.4 PLC运用于交通灯的优势 (4) 1.5 S7系列可编程控制器 (4) 二、硬件实现框架 (6) 2.1单片机控制系统总体设计方案 (6) 2.1.1 车辆的存在与通过的检测 (6) 2.1.2 用PLC实现智能交通灯控制 (7) 三、设计过程 (9) 3.1 工作原理 (8) 3.2 A、B路口示意图 (9) 3.3 时序图 (10) 3.4 A路口程序实现 (11) 3.4.1 A路口I/O分配表 (11) 3.4.2 A路口控制要求 (11) 3.4.3A路口梯形图设计 (11) 3.5 B路口程序实现 (15) 3.5.1 B路口I/O分配表 (15) 3.5.2 B路口控制要求 (15) 3.5.3 B路口梯形图设计 (16) 四、结束语 (22) 五、参考文献 (22)
关键词：交通探测车流量可编程控制器 一、引言 1.1 课题的理论与实际研究意义 在大、中城市，十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常要么东西、南北两方向各50秒；要么根据交通规律，东西方向60秒，南北方向40秒，时间控制都是固定的。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先“固化”在单片机中，每次只是以一定周期交替变化。但是，实际上不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受认为因素的影响。采用定时控制经常造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车辆积压。它不顾当前道路上交通车辆数的实际情况变化，其最大的缺陷就在于当路况发生变化时，不能满足司机与路人的实际需要，轻者造成时间上的浪费，重者直接导致交通堵塞。 比如，有的时候东西方向车辆远远多于南北方向的车辆，那么在南北方向的通行时间停留就白白浪费了，而另一方面东西方向的车辆尚不能在规定时间疏散完毕，后面的车辆就必须等待下一轮通行时间显示的到来……又或者两个方向的车辆在下班高峰期间都剧增，而时间设置仍然是先前预设的50秒固定值，由此势必产生交通堵塞，导致城市交通效率的下降。 智能控制交通系统是目前研究方向，也已经取得了不少成果，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GPS全球定位系统等。出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时长。具体下：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PLC计数，按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与智能交通控制，可在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，提高了公路交通能行率，较全球定位系统而言成本更低。
太原科技大学 毕业设计（论文）任务书化学与生物工程学院机电一体化专业10级3班设计人（作者）：徐今 同组人：徐今吉武师海斌韩志刚 王煜贺斌兰晓江邢超斌一．毕业设计（论文）题目: 智能交通灯 二．原始数据（材料）： （1）单片机LED灯显示设计 （2）用实验室模块演示 （3）软件protus仿真演示 （4）亚龙实验平台
目录 摘要------------------------------------1 AT89C51单片机简介----------------------2 一、设计目的---------------------------4 二、设计目标---------------------------4 三、设计任务---------------------------5 四、设计内容---------------------------6 （1）指示灯燃亮的状态----------------------6（2）设计并绘制硬件电路图。-------------7（3）设计程序流程图---------------------8（4）编程-------------------------------9 五、交通管理方案----------------------10 六、结束语----------------------------11 七、参考文献--------------------------13
摘要 交通在人们生活中占有重要地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减少交通事故，有明显的效果。近年来，随着科技的飞速发展，单片机的应用不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新和自动控制的单片机应用系统中。单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 本系统采用单片机AT89C51为中心器件，来设计交通灯控制器系统实用性强，操作简单，扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示。本设计系统由单片机I/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、复位电路等其它部分组成。较好的模拟实现了十字路口可能出现的交通情况。 关键字：电子线路、AT89C51、交通灯
题目：十字路口交通灯的设计与调 试 院系：机电工程 专业：应用电子技术 班级：应用电子技术（3）班 学号： 学生：晁祥义 辅导老师：李鸿征
2013年5月29号
摘要 PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CADCAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩 短车辆通行等候时间,实现科学化管理. 关键词：交通灯 PLC 程序设计 目录 第一章 PLC的特点及应用 1.1 概述 可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，
是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。 1.2 PLC的特点 1可靠性高，抗干扰能力强； 2 通用性高，使用方便； 3程序设计简单，易学，易懂； 4采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便； 5系统设计周期短； 6安装简便，调试方便，维护工作量小； 7对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产； 1.3 PLC的应用 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
西安航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 题目：基于单片机的红绿灯设计 任务与要求： 交通信号灯能够控制东西、南北两个方向的交通，红绿黄灯用对应颜色的发光二极管代替; 用四个2位数码管分别显示东、南、西、北方向的通行时间，东西或南北通行时间为30秒，红绿灯切换中间黄灯闪烁5秒时间：2013年9月1日至2013年11月1日共8周 所属系部：自动化工程系 学生姓名：学号： 11 专业：生产过程自动化 指导单位或教研室：计算机控制教研室 指导教师：职称：助教
毕业设计(论文)进度计划表
摘要 在日常生活中，交通灯作为管理交通、调协车辆的一个便捷的手段，起着很大的作用。各种交通工具、行人都要根据交通灯的变化来决定是否前行，通行的时间的规定协调了它们的步伐，极大的减少了由于交通混乱引起的各种事故的发生。因此，一个完善的交通系统中，交通灯是必不可少的设备，一个完善的交通灯程序会更有效的管理当前道路中出现的实际情况，使车辆、行人的行进变得更顺畅、更和谐。 随着我国国民经济的快速发展，我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，交通拥挤和堵塞现象时常出现。如何利用当今计算机和自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，减少交通事故是很值得研究的一个课题。目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三颜色的指示灯加上一个倒计时的显示器来控制行车。 关键字：交通灯；单片机；MSC-51；计时
Abstract In daily life , traffic lights as traffic management , co-ordination of the vehicle a convenient means , plays a big role . Various modes of transport , pedestrians should be based on the traffic lights change to decide whether to move forward, the passage of time coordinating their pace required , greatly reducing the traffic chaos caused by various accidents. Therefore, a comprehensive transportation system, traffic lights are essential equipment , a complete traffic lights would be more effective in the management of the current road situation occurs , the vehicle , a pedestrian road becomes smoother and more harmonious . With China's rapid economic development, China's rapid development of motor vehicles , while the urban road construction due to historical and other reasons is lagging behind, traffic congestion and jams often occur . How to take advantage of today's computers and automatic control technology, effective flow of traffic, improve urban traffic junction capacity and reduce traffic accidents is a topic worthy of study . At present , the domestic traffic lights generally located at the crossroads, prominently with red , green and yellow three color LED display with a countdown to control traffic. Key words：traffic light；SCM；MSC-51；timing
文献综述 一．绪论 1.交通灯的由来： 交通灯是指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯，最早出现在19世纪初在英国中部的约克城的一个典故中，当时交通灯只有两种颜色红绿，随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。 2.交通灯的发展史： 19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。 其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大前经常发生马车轧人的事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德?哈设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。 从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。 黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥
摘要 自动控制装置的先进程度是体现工业自动化水平的重要标志。随着计算机技术和微电子技术的迅猛发展,可编程序控制器已经成为工业控制的标准设备之一。用内部编程“软元件”取代继电器逻辑控制电路中大量的时间继电器和中间继电器,简化控制线路、提高系统可靠性,是PLC的最大优点；根据实际工艺要求,借助于顺序功能图和梯形图来编制用户控制程序,实现单台设备或生产过程的顺序控制,则是PLC的主要功能之一。 本课题是对可编程控制器的顺序控制进行实际的应用，通过欧姆龙的CPM1A可编程控制软件对十字路口交通灯编写来研究顺序控制在使用中的作用。 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系统中最重要的组成部分。 关键词：PLC、CX-Programmer、CD4511、顺序控制、梯形图、数码管显示
Abstract The advanced degree that the automatic control equips is the important sign that embodies industry automation level.Along with the fast fierce development of the calculator technique and the micro-electronics technique, the programmable preface controller has already become one of the standard equipmentses of industrial control.Weaving the distance"soft component" to replace with the inner part after a great deal of time in the electric appliances logic control electric circuit after the electric appliances and in the center simplifying control circuit and raising system credibility after the electric appliances is PLC the biggest advantage;Request according to the actual craft, ask for help from in proper order function diagram and trapezoid diagram to draw up customer control procedure, carry out single set equipments or the in proper order control of production line, then one of the PLC main functions. This topic carries on an actual application to the in proper order control of programmable controller and pass the CPM1 A programmable control software of Mu dragon in Europe to write to the intersections transportation light to study an in proper order control in the function in the usage. Along with the development of social economy, transportation problem in the city more and more causes the concern of people.Person, car and road three relate to of coordination, have become a transportation management the section need one of the important problems for working out.The transportation control system in city is to used for a transportation data monitor in city, traffic sign light control and the calculator that transportation appease synthesize management system, it is modern city transportation to supervise and control conductor to constitute
1 绪论 今天，红绿灯安装在各个路口上，已经成为指挥交通车辆最普遍的交通技术。但是这种技术早在19世纪就已经出现了。 世界上最早的交通信号灯出现于1858年，在英国伦敦道口上安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式交通信号灯，用以指挥车辆的通行。接着1868年，在英国伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，出现了世界上最早的煤气红绿灯。再到20世纪初，美国出现了以电气启动的红绿灯，这种红绿灯由红黄绿三种颜色圆形的投光器组成。红灯亮表示禁止车辆通行，绿灯亮表示允许车辆通行，黄灯闪烁表示警告。到了20世纪中期相继出现了带有各种红外线的红绿灯、压力探测红绿灯、扩音器红绿灯等各种交通信号灯。 交通信号灯的出现，使交通规则得到了很大的改善，对于车辆的管理和通行，交通事故的发生得到了明显的减少。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种交通信号灯做了明确的规定。绿灯表示通行，在绿灯下，车辆向相应的方向行驶，除非另一种标志禁止某一种转向。红灯表示禁止，在红灯下，车辆必须在相应的停车线后停车。黄灯表示警告，在黄灯下，已经穿越停车线的车辆和行人应继续向前，而为超出停车线的车辆在停车线后等待。对于左转和右转的车辆在通过道口时，应先让在道口上行驶的车辆或者人行道行走的行人优先通行。 随着经济的快速发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。如：道路拥堵、塞车、交通事故等现象越来越严重，直接造成的经济损失也越来越大，而且还在以一定的速率在不断的增长。由于人民生活水平的提高，人们对交通安全也提出了更高的要求。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，提高交通的管理质量和服务要求，同时也提高了交通运输的安全性。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥堵造成的经济损失，同时也大大的降低了人力资源的消耗。 中国是世界人口大国，而中国的车辆也在不断的增加，交通灯的管理控制更是起着重要的作用，而智能交通灯的出现更是发挥了他举足轻重的低位。它不仅可以替代了更多的人力资源，从而也带来了更多的经济和社会效益，为创造美好城市发挥着更大的作用。
基于PLC的智能交通灯监控系统毕业设计文开题报告 开题报告 一．题目来源： 智能交通灯控制系统设计 二．研究的目的和意义： 交通灯控制系统的发展有着悠久的历史，伴随着人类工业文明的发展，汽车以及其他各种交通工具呈现出一片欣欣向荣的景象。各种交通工具的大量使用使得人们的出行更加方便，但随之而来的是交通的压力越来越大，各个路口对于对于交通指挥系统的需求大量增加。早在1868年，全世界第一台煤气是红绿两色照明灯由英国工程师纳伊特安装在了伦敦威斯特敏斯特街口，它可以控制车辆的通行，但是不久，这种交通灯便消身匿迹了，原因是由于一场爆炸事故。盗了1914年左右，交通灯又重新出现了，美国的克利夫兰制造了一款由电力驱动的交通灯，它被安装在了纽约和芝加哥等地，这种交通灯的概念已经和现在大致相同。1926年，自动化控制的交通灯得到利用，这为现代城市交通奠定了基础。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对交通灯的各种意义做出了明确的规定，绿灯行，绿灯车道的车辆可直行可左拐可右拐，如果前面有禁止标志的则除外。并且左右拐弯的车辆必须让直行车辆和行人先行。红灯停，红灯车道的车辆不准超过人行道。黄灯等一等，黄灯车道的车辆必须减速，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。交通灯的使用大大缓解了交通压力，使得城市的拥堵显现得到了一定程度的缓解，使人们的出行现状得到了改善。但是随着当今经济的飞速发展，汽车的拥有量不断上升，传统的交通灯系统已经越来越不能满足交通压力的需求。在这样的背景下，本次论文设计的任务主要是设计一款能根据路面车流量的变化，进而调整交通灯读秒时间的交通灯系统，从而改善路面交通压力，同时也可以节约交通资源。 自从1858年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更