下载文档原格式
毕业设计基于PLC的智能交通灯的设计随着科技的快速发展，智能化已经成为了交通系统的重要发展方向。
在城市交通管理中，智能交通灯控制系统发挥着至关重要的作用。
本文将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能交通灯设计，旨在提高交通效率，确保交通安全，并改善交通环境。
一、设计背景与目的城市交通问题一直是困扰人们的难题，高峰期的拥堵和交通事故频发等问题给人们的生活带来了诸多不便。
传统的交通灯控制系统已无法满足现代交通的需求，因此需要一种更加智能化、高效的交通灯控制系统来解决这些问题。
本设计的目的是通过PLC技术，实现交通灯的智能化控制，提高道路通行效率，减少拥堵和交通事故的发生。
二、设计方案1、系统架构本设计采用PLC作为核心控制器，通过传感器采集道路交通信息，如车流量、车速、车道占有率等，根据采集到的信息对交通灯进行智能控制。
同时，系统还包括人机界面（HMI），以便工作人员对系统进行监控和调试。
2、硬件选型PLC选用具有强大计算能力和稳定性的西门子S7-1200系列，该系列PLC具有丰富的IO接口和通信端口，适合用于本设计的控制需求。
传感器选用海康威视的车流量检测器，能够实时监测道路车流量，为PLC提供控制依据。
HMI选用昆仑通态的触摸屏，能够直观地展示系统运行状态和交通信息。
3、软件设计软件部分包括PLC程序和HMI界面设计。
PLC程序主要实现道路交通信息的采集、处理和交通灯的控制逻辑。
HMI界面设计则要实现系统状态的监控、交通信息的展示和人工干预等功能。
软件设计采用模块化的思路，便于后续的维护和升级。
三、功能特点本设计的智能交通灯具有以下功能特点：1、实时监测：通过传感器实时监测道路车流量、车速和车道占有率等信息，为PLC提供控制依据。
2、智能控制：根据监测到的交通信息，PLC能够实现交通灯的智能控制，包括绿灯时间的动态调整、红灯时间的优化分配等，以提高道路通行效率。
3、安全保障：通过实时监测车流量和车速等信息，系统能够及时发现交通事故的风险，并采取相应的控制策略，保障交通安全。
基于S7-200型PLC的交通信号灯系统设计摘要：十字路口的红绿灯指挥着行人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥能使交通管理工作得到改善，这也是城市交通管理工作自动化的重要标志之一。
PLC（可编程逻辑控制器）是集自动控制、计算机和通信技术于一体的产物，可靠性高，适应性强，具有通信功能、编程方便、结构模块化、体积小、重量轻、功耗低等特点，在交通灯控制领域应用广泛。
本文以西门子S7-200 系统为例，详细叙述了交通灯的PLC控制系统的设计方法。
关键词：S7-200型PLC；交通信号灯；系统设计可编程控制器(PLC)是一种数字运算的电子系统，专用于工业条件的应用程序，它使用可编程序存储器到内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算指令，并根据数字和模拟输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
它和相关装置需要与工业控制系统联系起来，形成一个有机的整体，易于扩展系统功能的设计原则。
PLC 的基本结构主要可以分为：CPU 模块、存储器、I/O 模块、扩展单元、外部设备及其接口以及电源等。
近年来，对十字路口交通信号灯的控制多采用西门子公司的S7-200 系统PLC，该系统能够用于多类自动化系统，内部排列密切，具有很低的投入和效用很强的命令集，让S7-200 能够将近完美地完成小范围的控制规定。
多类的CPU 类别、电压级别和以WINDOWS 为基础的编程工具，可以让我们更加灵活、快捷的处理自动控制问题。
S7-200 控制器体积更小、指令更加强大并且功能更加丰富。
并且这类别的PLC 可以应付很多的智能控制系统的各种要求，并且具备紧密的方案、良好的伸缩性、较低的售价和命令性能强等特点，让S7-200 能够近乎完善地满足小规模的控制要求。
1.交通信号灯控制的要求十字路口交通指挥信号灯是自动控制，周而复始，循环往复工作的，具体工作要求如下：1.1信号灯受启动开关和停止开关控制，当启动开关接通（并自琐）时，信号灯系统开始工作，先南北红灯亮和东西绿灯亮。
课程结课论文所属课程名称《可编程控制器原理及应用》题目基于S7-200PLC的十字路口交通灯控制设计分院电信分院专业班级 13 级电力 1 班学号**************学生姓名指导教师2016 年 12月 21 日目录引言 (1)一、设计要求 (1)1.1控制要求 (1)1.2示意图 (3)1.3具体要求 (3)二、I/O口的接线分配及交通灯的放置 (3)2.1、输入输出I/O口接线分配图 (3)2.2交通灯的放置图 (4)三、交通信号灯PLC控制硬件接线图 (4)四、梯形图 (5)五、设计心得 (8)引言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。
目录摘要 (1)第一章 PLC的概述 (1)1.1 PLC的发展历程 (1)1.2 PLC的构成 (2)1.3 PLC的特点 (2)1.4 PLC的功能 (3)1.5 PLC的工作原理 (4)第二章硬件设计 (5)2.1 硬件设计步骤 (5)2.2 主机CPU及扩展模块选择 (5)2.3 I/O端口分配 (7)2.4硬件设计框图 (7)2.5 接线图 (8)第三章软件设计 (10)3.1 PLC编程软件的基本思路 (10)3.2 梯形图 (11)第四章系统调试 (14)4.1 硬件调试 (14)4.2 软件调试 (14)第五章结论 (15)体会 (16)参考文献 (17)摘要：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。
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。
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。
本设计是以PLC控制为核心的交通灯，选用西门子S7-200系列CPU226型主机，5个EM222 （DO8×直流24V）型数字量扩展模块，并利用定时、计数器作定时计数用，LED七段数码管作为计时显示用。
利用CPU226的2个输入点作为启动按钮和停止按钮，16个输出点和一个EM222扩展模块的输出点作为东西方向和南北方向的左转、右转、直行的红、黄、绿灯。
摘要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，在现代工业中的应用更加突出。
城市交通灯控制采用的可编程制器具有可靠性高、维护方便，用法简单、通用性强等特点，本文用三菱FX2N的可编程控制器控制十字路口信号灯来说明可编程控制器硬件、软件的设计。
解决好公路交通灯控制问题将是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。
但现在有的交通信号灯控制系统都是单一的固定时序控制，不能够根据实际交通状况进行调节控制。
三菱系列的可编程序控制器和传感技术来实现对交通灯的智能信号控制。
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PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。
关键词：PLC（可编程序控制器）; 三菱FX2N;传感器探测;交通灯。
AbstractThe variable procedure controller is in industry automate the position is extremely important, extensive application in each profession. Along with the development of science and technology, the function of the programmable controller is increasingly perfect, plus smallscaled turn, the price is low, the credibility is high, the application that is in modern industry is more out standing. The city transportation light control adopts programmable to make the tool contain high credibility, the maintenance convenience, the method of using is simple, the in general use strong etc. characteristics, this text uses the design that the programmable controller of the Mitsubishi FX2N control intersections conveyance light explains the programmable controller hardware software. Resolve the good highway transportation light control problem will is guarantee the transportation contain preface, safety, fast movement of important link. But the transportation signal beacon control systems have now are all the single and fixed cycle times controls, can't carry on regulating the control according to the actual transportation condition enough. The programmable preface controller of the Mitsubishi series and spread the feeling technique to carry out the intelligence signal control toward the transportation light. Can use as follows the project controls the transportation situation on road: the creation spreads the feeling machine to probe into the vehicle quantity the hour of control the transportation light is long. In a specific way and as follows: The at go the into the underground of the each the direction neighborhood the of the street corner the to lay the to respond the coil the according to the trequest, the be the automobile to the pass by the will produce the to flow the to exhaust, the wreath the form insulates the electricity the feeling of the electric the wire to start reduce, can immediately examine pass of an automobile, and convert this signal control importation that is the programmable controller for the standard pulse signal, counteract the PLC to count, long by the hour that the certain control regulation regulates the traffic lights automatically. Keywords：PLC( Programmable Logical Controller); Trapezoid; diagram; Instruction In proper order function diagram Transportation light目录摘要 ............................................................................................................................. I I Abstract (III)第 1 章绪论 (2)1.1引言 (2)1.2课题研究背景 (2)1.3现在城市路口交通灯控制技术现状 (3)1.4本课题主要研究内容 (3)第 2 章PLC功能简介 (4)2.1概述 (4)2.2可编程控制器的发展 (5)2.3主要用途 (7)2.4可编程控制器特点 (7)2.5可编程控制器的组成 (9)2.6P LC的工作原理 (9)2.7主要功能 (11)2.8可编程控制技术的发展趋势 (13)第 3 章交通灯控制电路的设计 (15)3.1PLC正常时序 (15)3.2I/O地址分配 (15)3.3主程序流程图 (16)3.4正常时序情况 (16)3.5急车强通情况 (21)3.6车流滞留情况红绿灯时间长度控制 (24)3.7车流量的计算 (28)3.8运行程序语句表 (29)3.9运行效果 (30)第 4 章总结 (31)参考文献 (32)致谢 ............................................................................................ 错误！未定义书签。
1 引言1.1 PLC概述PLC是Programmable Logic Controller的缩写，即可编程逻辑控制器。
它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC和可编程序控制器PC几个不同时期。
为与个人计算机（PC）相区别，所以现在仍然将可编程逻辑控制器简称plc。
它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设计。
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。
1.2 PLC的功能(1)控制功能逻辑控制，包括（定时，计数，顺序，逻辑）控制(2)数据采集、存储与处理功能数学运算功能(3)输入/输出接口调理功能具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。
位数和精度可以根据用户要求选择。
具有温度测量接口，直接连接各种电阻或电偶。
(4)通信、联网功能现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。
通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。
如西门子S7-200的Profibus现场总线口，其通信速率可以达到12Mbps。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。
通常所说的SCADA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。
(5)人机界面功能提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。
允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整。
(6)编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。
1 引言1.1 PLC概述PLC是Programmable Logic Controller的缩写，即可编程逻辑控制器。
它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC和可编程序控制器PC几个不同时期。
为与个人计算机（PC）相区别，所以现在仍然将可编程逻辑控制器简称plc。
它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设计。
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。
1.2 PLC的功能(1)控制功能逻辑控制，包括（定时，计数，顺序，逻辑）控制(2)数据采集、存储与处理功能数学运算功能(3)输入/输出接口调理功能具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。
位数和精度可以根据用户要求选择。
具有温度测量接口，直接连接各种电阻或电偶。
(4)通信、联网功能现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。
通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。
如西门子S7-200的Profibus现场总线口，其通信速率可以达到12Mbps。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。
通常所说的SCADA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。
(5)人机界面功能提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。
允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整。
(6)编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。
