基于三菱PLC和组态技术的交通灯控制系统设计

一、概述根据十字路口交通灯的控制要求，采用PLC 设计实现正常交通的时序控制，通过传感器完成对交通异常状况的智能判别及处理。

在系统的设计中，主要使用了PLC 可编程序控制器和传感器相结合的一种智能控制方法，随着我国经济的发展，城市的交通拥挤问题日趋严重，因此为了保障城市交通有序、安全、快速运行，提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。

十字路口简单的双向红绿灯控制已不能满足现实生活的需要，为了适应现代社会道路车流量越来越大的实际情况，一种以微电脑技术为核心的自动控制装置的可编程逻辑控制器（PLC），被广泛应用于交通灯的控制领域。

利用PLC可编程控制器，三菱FX2N-48MR可编程控制器进行交通灯的PLC控制的编程。

二、硬件设计要求1、控制要求（1）按下启动按钮X0，交通灯系统开始工作。

绿灯Y2亮，同时其它三个方向的红灯Y3,Y11,Y6亮，车辆由南向北直行的同时南向西转弯，时长75秒；绿灯Y4亮，红灯Y0,Y11,Y6亮，车辆由北向南直行，同时北向东转弯；75秒后绿灯Y12亮，Y0,Y3,Y6亮，车辆由东向西直行，同时向南转弯；75秒后绿灯Y7亮，Y0,Y3,Y11亮，车辆由西向东直行，同时向北转弯。

如此循环下去。

（2）当南北方向绿灯亮时，人行道的绿灯亮，行人可通过马路；当南北方向红灯亮时，人行道的红灯亮，行人停止通过马路。

（3）按下停止按钮，交通灯系统停止工作。

（4）按下复位按钮，交通灯系统重新启动。

2、系统设计流程示意图如图1图1：流程示意图3、交通灯控制系统原理框图如图2图2 交通灯控制系统原理框图5、I/O接线图如图3图3 ：I/O接线图三、软件设计要求1、系统设计梯形图（见附录1）2、系统设计指令表（见附录2）四、系统调试：1、硬件调试按照程序控制要求，制作硬件电路，制作完成后检查是否有短路、短路，检查完毕接通电源，测试电路个指示灯、按钮是否可用。

接通电源，检查三菱FX2N-48MR可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。

湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）题目基于三菱PLC和组态技术的交通灯控制系统设计作者 ##学院信息科学与工程学院专业电子信息工程（自动化）专业学号################指导教师###二〇一三年五月十五日3.毕业论文（设计）进度安排指导教师（签章）___________ 日期__________________系(教研室)主任(签章)____________ 日期__________________二级学院院长(签章)____________ 日期__________________湖南涉外经济学院毕业论文（设计）指导教师评语湖南涉外经济学院毕业论文（设计）评阅教师评语湖南涉外经济学院毕业论文（设计）答辩记录日期：学生姓名：学号：专业班级：题目：摘要当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车最常见和最有效的手段。

社会的发展，人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。

人多、车多、道路少的道路交通状况很明显了。

所以采用有效的方法控制交通灯势在必行的。

PLC的智能控制原则是控制系统的核心，采用PLC把东西方向或南北方向的车辆按数量规模进行分档，相应给定的东西方向与南北方向的绿灯时长也按一定的规模分档，这样就可以实现按车流量规模给定绿灯的时长，达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞流，缓解交通拥挤、实现最优控制，从而提高交通控制系统的效率。

MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开房平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。

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在PLC与计算机通讯的基础上，通过组态软件可以对PLC的当前工作状态进行全方位的监控，进一步通过组态软件可以对控制对象的工作过程进行全程模拟仿真，实现远程控制。

电气控制与PLC课程设计课题：十字路口交通灯控制系统设计系别：电气与电子工程系专业：自动化河南城建学院2013年6月22 日一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。

二、评分课程设计成绩评定成绩：（五级制）指导教师签字年月日目录一、引言 (1)二、系统总体方案设计 (2)2.1 系统硬件配置及组成原理 (2)2.2 系统的I/O口配置 (3)2.3 系统接线图设计 (4)三、控制系统设计 (5)3.1 控制程序流程图设计 (5)3.2 控制程序时序图设计 (6)3.3 控制程序设计思路 (6)四、系统调试及结果分析 (7)4.1 系统调试及解决的问题 (7)4.2 结果分析 (7)五、结束语 (8)六、参考文献 (9)七、附录一、引言今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。

交通信号灯的控制系统，是城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。

设计重点通过PLC 实现交通灯自动控制的设计方法。

基于我国城市道路交通控制的现状根据十字路口交通灯的控制要求介绍了应用三菱PLC 实现交通信号灯的自动控制。

通过分析对交通信号灯的控制要求，对PLC 控制系统进行了软、硬件设计，并通过软件实验证明该系统简单、经济、运行可靠，达到了预期目标,具有很高的实用价值。

通过三菱N FX 2-64MR-001型PLC 实现控制交通灯，并且完成了软件部分设计，并且使用一种简单可靠且实用的应用软件来实现仿真.信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作。

设计要求有直行灯和左转灯的控制，同时有倒计时显示功能。

通行时间自行设定。

若因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式。

扩展功能：分高峰时段、正常时段和夜间时段实现不同的控制。

二、系统总体方案设计2.1系统硬件配置及组成原理系统的硬件配置根据I/O 的个数和裕量选择三菱N FX 2-64MR-001型PLC 、7段数码管2个、红灯黄灯绿灯和左转绿灯各四个、继电器9个、蜂鸣器一个、开关4个。

HUBEI NORMAL UNIVERSITY电工电子实验报告课程名称可编程逻辑设计实验选题名称交通灯设计选题性质仿真设计学号姓名2008112020308周银瑞专业名称电子信息科学与技术所在院系物理与电子科学学院填表时间2011-12-3交通灯设计一、任务说明1、了解交通灯设计规则2、了解SFC编程3、仿真或在实验箱上实现表1交通规则方向时间顺序（循环）东西方向东西红(11s),南北绿(8s),南北黄(3s（闪烁）)东西绿(8s), 东西黄(3s（闪烁）),南北红(11s)出现黄灯时：亮0.5s->灭0.5s->亮0.5s->灭0.5s->亮0.5s->灭0.5s图1 交通灯二、程序设计1、分配PLC资源2、SFC功能图图2 SFC功能图3.梯形图图3-1 梯形图语句1图3-2 梯形图语句2图3-3 梯形图语句3图3-4 梯形图语句4图3-5 梯形图语句5图3-6 梯形图语句6 4、指令语句表图4-1指令语句表0-62图4-2指令语句表63-136图4-3 指令语句表137-155三、仿真结果图5 控制面板设置图6-1交通灯启动按钮关闭图6-2南北绿，东西红图6-3南北黄，东西红图6-4 南北红，东西绿图6-5 南北红，东西黄四、小结本次实验实现简单交通灯的PLC的编程，在本次试验中对SFC功能图编程进行了学习和运用，SFC功能图是按照工艺流程图进行编程的图形编程语言，可以比较直观的了解到功能的流程。

设计中在初始上电后，各路口的红灯按一定的频率闪烁，当按下交通灯启动按钮X0后，交通灯能够按设计要求正常的循环的不停运转。

直到再次按下X0后交通灯又回到初始状态，各路口红灯按一定频率闪烁。

交通灯控制系统设计学校：班级：姓名：指导老师：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。

目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................ 错误！未定义书签。

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)2.6PLC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 (25)3.7车流量的计算 (26)3.8运行程序语句表 (28)3.9运行效果 (29)第 4 章总结 (30)参考文献 (31)致谢 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

电气与电子信息工程学院《电气控制与PLC实训》设计报告名称：十字路口交通灯控制专业名称：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：设计地点：电气控制与PLC实训成绩评定表指导教师签字：设计任务书2010～2018 学年第2学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：电气与电子信息工程学院一、设计题目课题1 ：.电动机的综合控制方向课题2 ：竟猜抢答系统的设计方向课题3 ：交通灯控制方向课题4 ：电梯控制方向课题5 ：喷泉或彩灯控制方向二、设计内容（含技术指标）1、用PLC实现四台以上电动机综合控制，要求模拟实际的工况，包括电机的顺序控制、电机的连锁和互锁控制，电机间的逻辑联系应具有一定的复杂程度，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

2、用PLC实验装置设计竟猜抢答系统，要求不少于5组，有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统，有优先抢答功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

3、用PLC实现各种路口的交通信号灯控制，要求与实际交通灯工作情况基本相符，具有必要显示和通过外部设备进行设定功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

4、用PLC实现电梯控制，要求与实际基本相符，电梯层数不少于4层，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

5、用PLC实现喷泉控制，要求花样不少于6种，能自动循环、单循环、和手动控制，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令的有加分。

7、所有小组均应在开题的过程中，由指导老师对与题目相关的具体的设计控制要求进行审核。

三、设计进度安排四、基本要求设计报告：不少于5000字，Ａ４幅面，统一复印封面。

①封面、设计任务书②目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思路，PLC选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、I/O 分配及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明）4）系统调试（调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和不足之处、总结及改进等）③附录---参考文献五、设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩按得分0～100分，可分为优、良、中、六、参考资料[1]李仁主编，电气控制，北京：机械工业出版社，2000[2]陈立定等主编，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，2001[3]王仁祥主编，常用低压电器原理及其控制技术，北京：机械工业出版社，2002[4]郑萍主编，现代电气控制技术，重庆：重庆大学出版社，2001[5] 佟为明等编，低压电器继电器及其控制系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000[6] 王海，李洪奎，刘晓。

毕业设计题目:城市交通灯控制系统设计所属系、部:电气工程学院年级、专业: 2010级电气自动化技术姓名:学号:指导教师:完成时间:任务书1.毕业设计（论文）的主要内容及基本要求[1] 设计一个基于PLC控制的城市交通灯控制系统，用于十字路口的车辆及行人的交通管理。

[2] 十字路口的每个方向具有车辆左拐、直行及行人通行3种通行指示灯。

[3] 十字路口的每个方向具有计时牌，显示路口通行转换剩余时间，在出现紧急情况时，可由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态。

[4] 对设计方案进行分析论证。

[5] 完成系统的硬件和软件设计，并详细说明设计过程及所用元器件。

2．指定查阅的主要参考文献及说明[1] 廖常初，PLC编程及应用. 重庆大学出版社。

2000。

[2] 高钦和.可编程控制器应用技术与设计.人民邮电出版社,2001.3[3] 路林吉.PLC应用开发技术与工程实践.人民邮电出版社,1999.5[4] 路林吉,王坚，江龙康.可编程控制器原理及应用.清华大学出版社，2002[5] 齐从谦,王士兰.PLC技术及应用.机械工业出版社，2000. 8[6] 陈宇.可编程控制器基础及编程技巧.华南理工大学出版社，2000. 1注：本表在学生接受任务时下达题目：城市交通灯控制系统设计系：电气工程学院专业：电气自动化技术班级：电气自动化技术学生：学号：指导教师：接受任务时间：教研室主任（签名）系主任（签名）教务处制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，现在，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。

基于三菱PLC的交通灯设计摘要:本文介绍了基于FX2N-48MR PLC的交通灯设计。

两台PLC 通信,可以方便的,控制交通灯,在时间安排上,选择在白天间隔时间长,在晚上车少的情况下,时间缩短,可谓是实现时间的合理控制。

由此设计的这种交通灯,合理而有效的实现了交通的控制,减缓了现代道路拥挤的状况。

关键词:PLC 交通灯控制国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中,对PLC 作下定义:“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,转为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等程序及其有关设备,都应按易于是使工业控制系统同形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。

”从上述定义可以看出,PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,除了能完成各种各样的控制功能外,还有与其他计算机通信联网的功能。

PLC的推广应用得到了迅速的发展,它已经广泛应用在各种机械设备和生产过程的电气控制装置中。

了解PLC的工作原理,具备设计、调试和维护PLC控制系统的能力,已经成为现代工业对电器技术人员和工科学生的基本要求。

本文就基于FX2N-48MRPLC的交通灯控制系统设计方案进行详细说明。

1 设计任务基本要求:利用一台(或多台)三菱FX2N机型PLC,实现十字路口交通灯的控制,尽可能智能化。

具体要求交通灯的运行方式如下:白天车多的时候接个时间长,晚上可以适当缩短。

2 总体方案设计设计采用PLC可编程控制器控制十字路口信号灯,PLC可编程控制器具有可靠性高、维护方便,用法简单、通用性强等特点。

根据城市交通的实际情况,给出三菱FX2N型PLC实现带人行横道过马路请求的十字路交通灯控制系统的硬件和软件设计。

FX2N-48MR是日本三菱公司的可编程控制器(PLC),继电器输出及输入24点,输出24点。

FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型PLC,内置用户存储器8K步,可扩展到16K步,最大可扩展到256个I/O点,可有多种特殊功能扩展,实现多种特殊控制功能(PID、高速计数、A/D、D/A、等)。