交通指示灯论文

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2012届毕业设计任务书《快速路智能交通控制系统》专业(系)电气工程系班级2010时代电气IGBT设备学生姓名陈达指导老师张彦宇完成日期 2012/12/12目录摘要 (I)第1章任务与要求. (2)1.1课题概述. (2)1.1.1设计概述 (2)1.2 设计内容与要求 (2)第2章引言 (2)2.1研究背景 (2)2.2 PLC概述 (4)2.3论文研究目标和意义 (9)2.4论文章节安排 (9)第3章方案论证与设计 (10)3.1 总体设计分析 (10)3.2 方案的选择与设计 (10)3.2.1 压力传感器 (10)3.2.2 红外线传感器 (13)3.3 方案确定 (13)第4章硬件电路设计 (15)4.1 原理分析 (15)4.1.1硬件接线图 (17)4.1.2I/O分配表 (17)4.2原理图 (17)第5章电路调试 (19)5.1调试的设备 (19)5.2调试步骤 (19)5.2.1检查设备 (19)5.2.2接线 (19)5.2.3输入程序及调试 (20)第6章使用说明 (21)6.1 使用方法 (20)6.1.1 操作步骤 (20)6.1.2 操作过程 (20)6.2故障分析 (20)6.2.1 出现的故障 (20)6.2.2 解决故障及方案 (20)第7章心得体会 (22)7.1 收获与体会 (22)7.2 谢辞 (22)参考文献 (23)摘要本文针对现实中越来越严重的城市交通拥堵现象,提出了一种城市十字路口交通信号灯控制与PLC实现的新方法。

解决了各车道车流量不均衡所造成的十字路口交通资源浪费问题,设计的智能交通控制系统利用对相向车道采用不同步的红绿灯信号控制方法,能够减少交通资源浪费,大幅提高十字路口的车辆通行效率。

关键词 PLC;交通信号灯;智能控制AbstractTo solve the increasingly serious problem of city traffic jam phenomenon, this paper proposes a new method of traffic lights control and PLC implementation for city crossroads. In order to solve the problem of crossroads traffic resource's wastage caused by the unbalanced traffic flow in all the lanes, the asynchronous traffic signal control method in opposite lanes is used in the designed intelligent traffic control system which is capable of reducing the traffic resource's wastage and improving vehicle's operating efficiency of crossroads.Keywords: PLC; traffic lights; intelligent control第1章任务与要求1.1课题概述本课题为智能交通控制系统。

由于社会的经济飞速发展,车辆越发增多,道路上交通拥挤,最为特殊的是道路的十字路口,车流量最为繁忙。

现有的交通灯控制系统不能有效的使车辆快速通过,所以我们想到利用智能装置控制交通系统,于是我们就想到要做个智能交通控制系统。

1.1.1快速路智能交通控制系统总体概述设计快速智能交通控制系统是在快速路出入口,系统通过高清摄像机及前端处理系统,把实时数字图像、交通违法车辆信息和车牌信息通过综合传输通讯系统上传到指挥中心;同时将交通流数据以及交通流事件信息传递给出入口信号控制器,控制出入口信号灯的变化和出入口可变标志的信息显示。

系统建设的意义在于利用统一的传输平台、将前端信息传回指挥中心,实现对各种交通信息的综合应用和管理,实现对道路交通状况的实时监测,真正作到多业务、多任务、多系统的融合;而综合视频检测技术和高清视频摄像机的应用,无疑是一次交通监测技术的创新,不仅优化了系统结构,而且充分挖掘系统硬件资源潜力,利用有限的资金发挥最大的经济效益。

应用可编程控制器西门子PLC设计出智能交通灯控制系统,以解决交通堵塞。

改变红绿灯的控制时间,可以实现对绿灯资源的合理分配,提高十字路口的通行能力。

1.2 设计内容与要求1)查阅十篇以上相关的中英文资料。

2)将摘要翻译成英文资料。

3)编制出快速路智能交通灯控制系统的设计程序。

4)绘制交通灯系统流程图。

5)绘制PLC结构图。

6)画出指令梯形图。

7)现场测试、写出测试报告。

第2章引言2.1研究背景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,不同的城市有不同城市的问题,但共性就是混合交通流问题。

在交叉口如何解决混合交通流中的相互影响或彼此的相互影响,就是解决问题的关键!随着我国城市化建设的发展,越来越多的新兴城市的出现,使得城市的交通成为了一个绝对主要的问题。

同时随着我国经济的稳步发展,随着城市机动车量的不断增加,人民的生活水平日渐提高,越来越多的汽车进入寻常老百姓的家庭,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,再加上政府大力发展的道交、出租车,使得车辆越来越多,这不仅要求道路要越来越宽阔,而且要求有新的交通管理模式和交通规则的出台。

因此,自80年代后期,很多城市纷纷扩建建城市道路,在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道路的系统研究和控制,加宽道路并没有充分发挥出预期的作用。

而城市道路多十字路口、多交叉的特点,也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。

于是,旧的交通控制系统的弊病和人们越来越高的要求激化了矛盾,使原来不太突出的交通问题被提上了日程。

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多车道城市道路,缓解城区的交通拥堵状况,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。

由于交通路口的形状和规模不一,所采用的信号灯的数量、控制要求不一,控制的复杂程度也就不一样,为此、有关部门愈来愈多的注重在交通管理中引进自动化、智能化技术,比如“电子警察”、自适应交通信号灯以及耗资巨大的交通指挥控制系统等。

随着经济的发展和社会的进步,道路交通已愈来愈成为社会活动的重要组成部分。

对交通的管控能力,也就从一个侧面体现了这个国家对整个社会的管理控制能力,因此各国都很重视用各种高科技手段来强化对交通的管控能力。

2.2 PLC概述可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC),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。

基本结构可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机,可编程逻辑控制器其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:一、电源可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。

如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此,可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去二、中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。

它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。

当可编程逻辑控制器投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。

等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。

为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性,近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。

这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。

三、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

四、输入输出接口电路1.现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路,作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。

2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成,作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

五、功能模块如计数、定位等功能模块。

六、通信模块工作原理当可编程逻辑控制器投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,可编程逻辑控制器即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。

完成上述三个阶段称作一个扫描周期。

在整个运行期间,可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

一、输入采样阶段在输入采样阶段,可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。

输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。

在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。

因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。

二、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段,可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。

在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。