城市十字路口智能交通灯PLC控制设计

信息与电子工程学院课程设计报告目录一、课程设计概述 (3)1.1课程设计内容 (3)1.2课程设计技术指标 (3)二、方案的选择及确定 (4)三、系统硬件设计 (5)四、系统软件设计 (6)五、触摸屏设计 (8)六、系统调试 (9)七、总结以体会 (9)八、参考文献 (10)九、附录 (10)附录1：I/O分配表： (10)附录2：仪器与器件 (10)附录3：外部接线图 (11)附录4：触摸屏页面图 (12)附录5：使用说明 (12)一、课程设计概述1.1课程设计内容在本设计中以城市十字路口为研究对象，根据十字路口车辆运行情况，调整各红、绿、黄灯亮的时间，如下图交通灯的时间和亮灯的情况表所示：1、黄灯亮时提示相应的车辆准备。

2、绿灯亮时表示车辆直行。

3、绿灯闪烁时表示车辆转弯行驶。

4、红灯亮时表示禁止通行。

当交通灯通上电后，开始工作，一个循环时间为70s，周而复始。

此交通灯每转换红、绿灯中间都设有黄灯2s，即可提示相应的车辆准备又让上一步骤行驶的车辆有效的保证全部通过十字路口，不仅提高了速度还提高了安全系数。

1.2课程设计技术指标1、东西红灯亮的同时南北黄灯亮2秒提示南北直行车辆准备，后南北绿灯亮24秒南北车辆可直行，然后在黄灯亮2秒提示南北转弯车辆准备，后在绿灯闪烁7秒此时南北转弯车辆可行驶。

后跳转至南北红灯同时东西黄灯亮2秒提示东西直行车辆准备，后东西绿灯亮24秒东西车辆可直行，然后在黄灯亮2秒提示东西转弯车辆准备，后在绿灯闪烁7秒此时东西转弯车辆可行驶，周而复始。

2、各方向的交通灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，交通灯开始工作，且先东西红灯亮，南北黄灯亮。

当起动开关断开时，所有信号灯都同时熄灭。

3、程序要求各方向的同色交通灯不能同时亮，并且各方向不同状态切换时都有黄灯2秒的准备时间。

4、车辆的运行必须要在路口交通灯显示为绿灯的时候才能启动。

5、运用PLC做实验的时候必须要运用到在PLC仪器上的触摸屏来显示程序的实验结果。

内容摘要随着汽车进入家庭步伐的加快和城市汽车数量的增多，城市道路交通问题显得越来越重要。

解决好十字路口交通信号灯控制问题，是保障交通有序、安全、快速运行的重要环节。

然而，现有的十字路口交通信号灯大都采用单片机或继电器-接触器控制，在发生故障时不能发出警告，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点。

为了弥补原交通信号灯系统存在的种种缺点，缓解城市道路堵塞现象，提高道路的通行能力，减少交通事故的发生，本文设计了基于PLC控制的单时段十字路口交通信号灯控制系统，使其在发生故障时能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式。

关键词：十字路口；交通信号灯；可编程序控制器；提示警告目录第1章引言 (1)第2章 PLC控制系统硬件设计 (2)2.1 控制要求分析 (2)2.2 确定I/O信号的数量，选择PLC类型 (3)2.3 I/O点的分配与编号 (4)2.4 绘制PLC系统接线图 (5)第3章 PLC控制系统软件设计 (6)3.1 绘制控制流程图 (6)3.2 绘制梯形图 (6)3.3 程序的调试 (10)结论 (15)设计总结 (16)谢辞 (17)附录语句表 (18)参考文献 (22)第1章引言“红灯停，绿灯行，黄灯亮了等一等，交通安全记心中。

”在我们很小的时候，这句童谣就已耳熟能详了，这是我们对交通信号灯最初的记忆。

在当今日益繁华的城市里，各种车辆南来北往，川流不息，然而车辆虽多，却能秩序井然，这中间除了有交通警察的辛勤工作外，就全靠交通信号灯来发挥作用了。

交通信号灯是交通信号指挥中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。

随着城市经济的发展，城市规模不断扩大，虽然道路增长率、改造率迅猛上升，但由于城市人口和机动车辆的急速增加，市区交通依然混乱不堪，特别是十字路口经常出现拥堵情况。

由此接踵而来的驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题已屡见不鲜。

而处理这一切问题的关键，就是交通信号灯系统。

近年来，交通信号灯系统在不断地进行改进，从最早的人工有线控制，到人工遥控控制，再到半自动控制，交通信号灯系统的自控水平在逐步提高。

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。

广州市广播电视大学CRTVU毕业论文论文题目学生姓名学号专业指导教师教学单位2011年12月11 日摘要交通信号灯的出现，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。

关键词：PLC编程器；红绿灯控制；FX2N编程器第一章交通信号控制系统FX2N 型可编程控制器三菱系列FX2N PLC具有可靠性高，抗干扰能力强等优点，可以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。

PLC还具有功能强，适应面广的特点。

今天的PLC已经开始用于闭环控制，不仅如此，随着其扩展能力和通信能力的发展，不仅在交通灯中控制自如，它也越来越多地应用到了复杂的分布式控制系统中。

由PLC控制十字路口的指示灯,维护方便,可按需要随意修改指示灯亮的时间,更是体现了城市管理工作的现代化。

PLC用于对交通信号灯的控制，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，特别对于多岔路口的控制可方便地实现。

目前大多数品牌的PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。

由于PLC本身具有通讯联网功能，所以将同一条路上的信号灯组成一局域网功进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

城市交通灯控制采用PLC比传统的采用电子线路和继电器具有可靠性高、维护方便、使用简单、通用性强等特点，PLC还可以联成网络，根据实测各十字路口之间的距离、车流量和车速等，合理确定各路口信号灯之间的时差，把N台PLC联网到一台控制电脑上，以方便操作、管理和监控，从而极大地提高城市道路交通管理能力。

《可编程逻辑控制器》课程设计任务书——供09级电气工程及其自动化、电气工程与自动化、自动化专业学生用引言：《可编程逻辑控制器》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，又不同于课堂教学。

它需要学生统筹运用所学基本理论、基本方法对现实生活中的实际系统进行设计和调试。

一、设计题目四：十字路口交通灯的控制本设计要求熟练使用西门子公司的S7-200系列产品各基本指令和部分应用指令，根据控制要求进行PLC梯形图编程，解决十字路口交通灯控制的问题。

二、系统工作过程说明图1是一个十字路口的交通灯模拟示意图，R、Y、G分别代表红灯、黄灯、绿灯。

红灯亮表示相应方向的车停止行进，绿灯亮表示相应方向的车可以通行，绿灯闪烁、黄灯亮表示短暂的时间后相应方向的车将改变行进状态，提醒司机朋友做好准备。

图1 十字路口的交通灯模拟示意图如图1所示，本设计具体要求完成以下工作过程：（1）按一下“启动”按钮，信号灯控制系统开始工作，设此时南北向红灯亮，东西绿灯亮，按一下“停止”按钮，所有信号灯都熄灭。

（2）南北红灯亮维持30秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，东西绿灯并维持24秒。

到24秒时，东西绿灯以2Hz的频率闪烁，闪烁3秒后熄灭。

在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持3秒。

东西黄灯亮3秒后熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。

（3）东西红灯亮维持40秒。

南北绿灯亮维持34秒后以以2Hz的频率闪烁，闪烁3秒后熄灭。

在南北绿灯熄灭时，南北黄灯亮，维持3秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

（4）完成（2）、（3）的整个过程为一个周期，当“启动”按钮按下时，可以周而复始的工作，直至按下“停止”按钮，整个系统才停止工作。

（5）东西绿灯和南北绿灯不能同时亮，东西红灯和南北红灯不能同时亮，否则则自动关闭系统并发出报警信号。

三、设计步骤：（1）对系统进行需求分析，确定I/O点数，分配I/O地址；（2）画出PLC硬件接线图；（3）绘制PLC梯形图；（4）绘制时序图；（5）简述工作过程。

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、同时能够减轻车辆尾气排放，从而对降低环境污染起到了不可低估的作用[1]。

分析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可编程序控制器；交通灯；可靠性高目录1 绪论 (1)1.1 PLC的介绍 (1)1.1.1 PLC的产生和定义....................................................... 错误！未定义书签。

1.1.2 PLC的基本组成........................................................... 错误！未定义书签。

1.1.3 PLC的基本工作原理................................................... 错误！未定义书签。

1.2 十字路口交通灯介绍...................................................... 错误！未定义书签。

2 交通灯控制系统................................................................. 错误！未定义书签。

2.1 工艺流程.......................................................................... 错误！未定义书签。

2.2产品配方........................................................................... 错误！未定义书签。

块。
逻辑算法
根据交通规则和控制要求，设计红 、绿、黄灯的逻辑切换算法，确保 交通流畅且安全。
程序实现
使用PLC编程语言（如Ladder Logic、Structured Text等）编写 控制程序，并进行仿真测试和调试 。
人机交互界面的设计与实现
01
02
03
界面设计
设计易于操作的人机交互 界面，包括主界面、参数 设置界面和故障诊断界面 。
PLC的CPU根据预设的程序对 输入信号进行处理，输出控制 信号。Fra bibliotek反馈调节
根据实际交通情况，通过编程 调整控制逻辑，实现交通灯的 自动调节。
交通灯PLC控制系统的编程语言与实现方式
编程语言
常用的PLC编程语言有Ladder Logic（梯形图）、Structured Text（结构化文 本）、Function Block Diagram（功能块图）等。
交通灯PLC控制系统的重要性在于能 够实现智能化、自动化的交通管理， 提高城市交通运行效率，保障交通安 全。
交通灯PLC控制系统的历史与发展
早期的交通灯控制系统采用机械式控制方式，随着技术的发展，逐渐被电子式控制 系统取代。
PLC技术的出现使得交通灯控制系统的可靠性和稳定性得到了极大的提高，目前已 经成为城市交通信号控制的主流技术。
输入模块
接收来自现场的各种输入信号， 如按钮、传感器等。
存储器
存储程序和数据。
外设
如键盘、显示器等。
交通灯PLC控制系统的信号处理流程
信号输入
将采集的信号输入到PLC的输 入模块。
信号输出
控制信号通过PLC的输出模块 输出，控制交通灯的亮灭。
信号采集
通过传感器检测路口的车流量 、人流量等信息。

本科生毕业设计题目：基于PLC十字路口交通灯的控制系统的设计学生姓名：系别：机械与电气工程系专业年级：指导教师：2014年 6 月 10日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,介绍了集计算机、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。

在系统的设计中，主要使用了PLC和传感器相结合的方法,自动获取车辆数据，根据相应流量状况自动增加或减少绿灯时长，进行智能控制。

该系统的安装可以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。

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ABSTRACTIn recent years the urban traffic, especially the driver crowding illegal serious incidents, vehicles, traffic problems such as exhaust pollution, this paper introduces set computer, information, electronic and communication etc many high-tech means in the integration of intelligent transportation command center control system. In the design of the system, the main use of PLC and sensor combination of methods, the automatic acquisition vehicle data, according to the corresponding traffic automatically increase or decrease the green duration of intelligent control. This system installation can greatly alleviate the urban road congestion phenomena, improve the road transportation capacity. Reduced the number of drivers violation, curbing the traffic accidents, and to reduce vehicle exhaust emission, reducing environmental pollution have played a cannot underestimate role.Analyzes modern urban traffic control and management problems, based on the status of the actual situation of urban traffic control system is described the working principle of lights, and puts forward a simple and practical urban traffic control system hardware circuit design. In this paper, Siemens Programmable Logic Controller control traffic through the traffic lights.Key words: siemens S7-200; traffic lights; plc; ladder-diagramII目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 引言 (2)1.2 课题背景 (2)1.3 设计目的和意义 (3)第2章控制系统分析 (5)2.1 控制要求 (5)2.2 系统设计方案分析 (7)第3章硬件设计 (10)3.1 PLC简介 (10)3.1.1 PLC概述 (10)3.1.2 PLC的硬件组成 (10)3.1.3 PLC工作原理 (11)3.2 PLC选型 (12)3.3 I/O口分配 (13)3.4 PLC外部接线设计 (14)第4章软件设计 (15)4.1 软件设计概述 (15)4.2 检测程序 (17)4.3 运行模式选择程序 (18)4.4 各方案主程序 (19)4.4.1 运行控制程序 (19)4.4.2 定时器控制程序........................................................ 错误！未定义书签。

目录摘要 (1)1．课题背景 (2)2．选定方案 (3)2.1设计要求 (3)2.2 选定方案 (4)3方案设计 (5)3.1确定I/O点数量及PLC类型 (5)3.2 I/O地址分配 (5)3.3 梯形图 (6)3.4指令表 (15)4.结果分析 (18)4.1程序调试 (18)4.2 难点分析 (19)5.设计总结 (19)参考文献资料 (21)摘要这次以“多时段十字路口交通信号灯PLC控制系统设计”为题目的课程设计方案基本满足控制要求，可以实现十字路口交通信号灯在控制。

要求利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制，同时系统具有一定的智能性，对交通灯岸高峰期、正常期及晚间几个时段进行分段控制。

它们分别和各自的时序图相对应，从而控制交通灯的信号。

本系统采用主程序调用子程序的设计方案，通过主程序按键控制选择模块，对时间段的判别而启用相关的程序，以达到设计要求。

关键词：PLC;逻辑控制；定时器1．课题背景可编程序控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，在日常生活中得到了广泛的应用。

PLC是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC具有可靠性高，抗干扰能力强等优点，PLC的平均无故障运行时间（又称平均故障间隔时间MTBF）已经高达几十万小时。

其次，PLC具有通用性强，使用方便的特点。

由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。

用户在硬件方面的设计工作只是确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线。

一个控制对象的硬件配置确定以后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

PLC还具有功能强，适应面广的特点，现代PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，还具有数值运算和数据处理等功能。

安徽工业大学综合实践说明书——机械电子工程方向设计题目十字路口交通信号指挥灯的PLC控制学院机械工程学院专业班级姓名学号指导教师时间安徽工业大学机械电子工程方向综合实践任务书设计题目十字路口交通信号指挥灯的PLC控制学院机械工程学院专业班级姓名学号综合实践的主要内容:1、理解并掌握所设计的控制系统工作原理。

2、掌握梯形图的编程方法和指令程序的编法。

3、掌握PLC接线图的接线方法。

掌握接线图中各种电气元器件的工作原理。

介绍PLC电路图的控制原理。

4、掌握程序框图、功能图、指令语句表。

5、掌握编程器的操作以及编程器的输入、检查、修改、下载、上载和运行操作。

6、掌握西门子仿真软件。

7、完成本课题的程序设计。

指导教师签字：目录第一章引言-----------------------------------------------------------------------------1 第二章PLC的基本知识介绍-------------------------------------------------------22.1 PLC产生和定义-----------------------------------------------------------22.2 PLC的基本组成-----------------------------------------------------------32.3 PLC的程序设计基础-----------------------------------------------------42.4 PLC的结构及基本工作原理--------------------------------------------62.5 PLC的特点----------------------------------------------------------------8 第三章十字路口交通灯的设计-------------------------------------------------103.1控制要求-------------------------------------------------------------------103.2控制对象-------------------------------------------------------------------103.3控制规律-------------------------------------------------------------------103.4确定I/O信号的数量，选择PLC类型----------------------------------113.5 交通信号灯I/O地址分配-----------------------------------------------123.6交通信号灯I/O接线图---------------------------------------------------143.7交通信号灯梯形图程序--------------------------------------------------143.8交通信号灯PLC语句表--------------------------------------------------18 第四章软件仿真---------------------------------------------------------------------22 心得体会--------------------------------------------------------------------------------27 参考文献--------------------------------------------------------------------------------29第1章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。

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,介绍了集计算机、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.本文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法。

关键词：PLC、控制、交通灯、传感器AbstractIn recent years the urban traffic congestion phenomenon, especially the drivers violate the traffic accident frequency, serious, vehicle exhaust pollution, this paper introduces set computer, information, electronic and communication and many other new technologies in the integration of intelligent transportation command center control system. The system's installation and use, greatly ease the urban road congestion phenomenon, improve the road capacity. Reduce the number of illegal drivers, restrain the traffic accident, to reduce emissions from vehicles at the same time, and to reduce the pollution of the environment play a role of cannot be underestimated.This paper analyzes the modern urban traffic control and management problems, based on the status of the urban and rural traffic to the actual situation of expounds the control system of the traffic lights work principle, this paper presents a simple and practical urban traffic control system hardware circuit design method.Keywords:PLC, control, traffic lights, sensor目录摘要............................................................................................................................................. - 1 - 目录............................................................................................................................................... - 3 - 第1章前言 ................................................................................................................................... - 5 -1.1题的背景和意义 .............................................................................................................. - 5 -1.2课题的现状、发展趋势和已解决的问题 ...................................................................... - 5 -1.3 PLC的概述 ...................................................................................................................... - 7 -1.3.1 PLC的产生及发展 .............................................................................................. - 7 -1.3.2 PLC的结构 .......................................................................................................... - 8 -1.3.3 plc的定义 .......................................................................................................... - 8 -1.3.4 Plc的工作原理 .................................................................................................. - 8 -1.3.5 PLC的运用 .......................................................................................................... - 9 -1.3.6 PLC的发展趋势 ................................................................................................ - 10 -1.4 CPU模块 .........................................................................................................................- 11 -1.4.1 I/O模块................................................................................................................ - 12 -1.4.2 编程器 ............................................................................................................... - 12 -1.4.3 电源 ................................................................................................................... - 12 -1.4.4 PLC的通信联网 ................................................................................................ - 12 -1.5 PLC的物理结构 ............................................................................................................ - 13 -1.5.1 整体式PLC ........................................................................................................ - 13 -1.5.2 模块式PLC ........................................................................................................ - 13 -1.5.3 CPU模块中的存储器 ........................................................................................ - 13 -1.5.4 I/O模块 ............................................................................................................ - 13 -1.5.5 PLC的工作原理 ................................................................................................ - 14 - 第二章控制方案设计 ................................................................................................................. - 16 -2.1 技术控制要求 ............................................................................................................... - 16 -2.1.1 交通模拟面板示意图 ....................................................................................... - 16 -2.2 总体方案确定 ............................................................................................................... - 17 -2.2.1 方案的原理 ....................................................................................................... - 17 -2.2.2 方案的特点 ....................................................................................................... - 17 -2.2.3 方案选择依据 ................................................................................................... - 18 - 第三章硬件、软件的选择与硬件连接 ..................................................................................... - 19 -3.1输入点与输出点分配 .................................................................................................... - 19 -3.2 硬件选择 ....................................................................................................................... - 19 -3.3软件选择 ........................................................................................................................ - 20 -3.4硬件连接 ........................................................................................................................ - 21 - 第四章编程设计 ......................................................................................................................... - 22 -4.1编写程序流程图 ............................................................................................................ - 22 -4.2编写梯形图 .................................................................................................................... - 24 - 第五章系统调试 ......................................................................................................................... - 27 -5.1系统程序调试 ................................................................................................................ - 27 -5.2系统硬件调试 ................................................................................................................ - 27 -5.3程序梯形图 .................................................................................................................... - 28 - 第六章总结 ................................................................................................................................. - 35 - 致谢............................................................................................................................................. - 36 - 参考文献....................................................................................................................................... - 37 - 附录：........................................................................................................................................... - 38 - 程序指令表： ....................................................................................................................... - 38 - 电源图： ............................................................................................................................... - 43 -输入端接线图： ................................................................................................................... - 44 - 输出端接线图： ................................................................................................................... - 45 - 控制原理图： ....................................................................................................................... - 47 - 硬件布置图： ....................................................................................................................... - 49 -第1章前言1.1题的背景和意义随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。

智能交通灯PLC控制系统的设计一、本文概述随着城市化的快速发展，交通拥堵和交通事故的问题日益严重，智能交通系统因此应运而生。

作为智能交通系统的重要组成部分，智能交通灯控制系统在提高道路通行效率、保障交通安全方面发挥着至关重要的作用。

本文将对基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能交通灯控制系统设计进行深入探讨，旨在通过技术创新提高交通管理效率，优化城市交通环境。

本文将首先介绍智能交通灯PLC控制系统的基本概念和原理，阐述其相较于传统交通灯控制系统的优势。

接着，将详细论述系统的设计过程，包括硬件选型、软件编程、系统架构搭建等关键环节。

还将探讨该系统的实际应用效果，分析其对交通流量、交通安全等方面的影响。

通过本文的研究，期望能够为智能交通灯PLC控制系统的设计提供有益的参考和借鉴，推动城市交通管理向更加智能化、高效化的方向发展。

也希望本文的研究能够为相关领域的技术创新和应用提供有益的启示和思路。

二、PLC基础知识介绍可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种专为工业环境设计的数字运算电子系统，用于实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入/输出控制各种类型的机械设备或生产过程。

自20世纪60年代诞生以来，PLC以其高可靠性、强大的功能、灵活的配置和易于编程的特点，在工业控制领域得到了广泛应用。

PLC的基本结构主要包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源以及通信接口等部分。

其中，CPU是PLC的核心，负责执行用户程序、处理数据、控制I/O接口等任务；存储器用于存储系统程序、用户程序及工作数据；I/O接口用于与外部的输入/输出设备连接，实现与外部世界的交互；电源为PLC提供稳定的工作电压；通信接口则用于PLC与其他设备或系统的数据交换和通信。

PLC的编程语言主要有梯形图（Ladder Diagram）、指令表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）等，这些语言直观、易学，方便工程师进行编程和调试。

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；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。

基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计随着城市化进程的加速和交通需求的增长，交通信号灯在城市交通管理中的地位日益重要。

传统的交通信号灯控制系统往往采用定时控制方式，无法适应实时变化的交通流状况，容易导致交通拥堵和安全隐患。

为了解决这一问题，本文将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的交通信号灯智能控制系统设计。

一、系统概述基于PLC的交通信号灯智能控制系统主要由PLC、传感器、信号灯和通信模块组成。

PLC作为核心控制器，负责处理传感器采集的交通流数据，根据预设的控制策略调整信号灯的亮灭时间，实现交通信号灯的智能控制。

二、硬件设计1、PLC选型PLC作为控制系统的核心，需要具备处理速度快、输入输出接口丰富、稳定可靠等特性。

本文选用某品牌的高性能PLC，具有16个输入接口和8个输出接口，运行速度可达纳秒级。

2、传感器选型传感器主要用于采集交通流的实时数据，如车流量、车速等。

本文选用微波雷达传感器，可实时监测车流量和车速，具有测量精度高、抗干扰能力强等优点。

3、信号灯设计信号灯是交通信号控制系统的执行机构，本文选用LED信号灯，具有亮度高、寿命长、能耗低等优点。

每盏信号灯均配备独立的驱动电路，由PLC通过输出接口进行控制。

4、通信模块设计通信模块负责将PLC采集的数据传输至上级管理系统，同时接收上级管理系统的控制指令。

本文选用GPRS通信模块，具有传输速度快、稳定性高等优点。

三、软件设计1、控制策略设计本文采用模糊控制算法作为交通信号灯的控制策略。

模糊控制算法通过对车流量和车速进行模糊化处理，将它们转化为PLC可以处理的模糊变量，再根据预设的模糊规则进行调整，实现信号灯的智能控制。

2、数据处理流程设计数据处理流程包括数据采集、数据处理和数据传输三个环节。

传感器采集车流量和车速数据；然后，PLC根据控制策略对数据进行处理；通过通信模块将处理后的数据上传至上级管理系统。

同时，PLC还会接收上级管理系统的控制指令，根据指令调整信号灯的亮灭时间。

课程设计任务书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，也是交通管理工作自动化的重要标志之一。

解决好公路交通灯控制问题是保障交通有序、安全、快捷运行的重要环节。

PLC是一种新型的通用的自动控制装置。

PLC它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是专门为工业控制而设计的，具有功能强、运用灵活、可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、编程简单，使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列有点。

本设计是用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是采用西门子的S7-200系列CPU222型号PLC对东西南北的红、黄、绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。

控制程序包括梯形图(LAD)和指令表(STL)。

仿真测试用的是S7-200汉化版的仿真软件进行仿真，最终经过多次调试实现了我们所需的全部设计要求。

关键词：PLC控制系统、梯形图、交通灯目录第一章PLC概述 (1)1.1 PLC的硬件结构 (1)1.2 PLC的工作原理 (2)1.3 S7-200的概述 (2)第二章交通信号灯 (4)第三章方案设计 (5)3.1控制要求 (5)3.2系统设计方案分析 (5)3.3 交通灯状态图 (6)3.4 主程序流程图： (7)第四章硬件设计 (7)4.1 硬件选择 (7)4.2 PLC的I/O分配表 (8)4.3 PLC的硬件接线图： (8)第五章软件设计 (9)5.1 十字路口交通信号灯梯形图 (9)5.2 指令表 (11)第六章程序仿真 (12)第七章设计总结 (15)参考文献 (16)第一章PLC概述可编程序控制器（Programmabie Logic Controller,缩写PLC）是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。

可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要，生产、发展起来的一种新型的工业控制装置，在工业自动化各领域取得了广泛的应用。

中国石油大学胜利学院毕业设计 I 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,介绍了集计算机、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。在系统的设计中，主要使用了PLC和传感器相结合的方法,自动获取车辆数据，根据相应流量状况自动增加或减少绿灯时长，进行智能控制。该系统的安装可以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。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 中国石油大学胜利学院毕业设计

II ABSTRACT In recent years the urban traffic, especially the driver crowding illegal serious incidents, vehicles, traffic problems such as exhaust pollution, this paper introduces set computer, information, electronic and communication etc many high-tech means in the integration of intelligent transportation command center control system. In the design of the system, the main use of PLC and sensor combination of methods, the automatic acquisition vehicle data, according to the corresponding traffic automatically increase or decrease the green duration of intelligent control. This system installation can greatly alleviate the urban road congestion phenomena, improve the road transportation capacity. Reduced the number of drivers violation, curbing the traffic accidents, and to reduce vehicle exhaust emission, reducing environmental pollution have played a cannot underestimate role. Analyzes modern urban traffic control and management problems, based on the status of the actual situation of urban traffic control system is described the working principle of lights, and puts forward a simple and practical urban traffic control system hardware circuit design. In this paper, Siemens Programmable Logic Controller control traffic through the traffic lights.

密级分类号毕业设计(作者姓名)①指导教师（学校指导教师姓名）①（职称）①（企业指导教师姓名）①（职称）①申请学位级别工程领域①毕业设计任务书指导老师：梁硕一、 控制要求：1、系统工作受按钮控制，按下启动按钮则系统工作；按下停止按钮则系统停止工作。

2、控制对象有八个：东西方向红灯两个,南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个,南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个,南北方向绿灯两个。

3、控制规律：（1） 高峰时段按时序图二运行，30S 一个周期循环。

正常时段按时序图三运行，50S 一个周期循环。

晚上时段按提示警告方式运行，规律为：东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮0.5秒，暗0.5秒的规律反复循环。

（2） 高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行时序图二高峰时正常时晚间时6:37:08:116:319:021:324:00:00时序图一G-EW Y-EW R-EW G-SN Y-SN R-SN10S 13S 15S25S 28S 30S时序图三二、I/O 分配表和接线图交通灯（1）控制I/O 分配表输入输出启动按钮SB1 X0东西绿灯G-EW Y0 南北绿灯G-SN Y3停止按钮SB2 X1 东西黄灯Y-EW Y1 南北黄灯Y-SN Y4东西红灯R-EWY2 南北红灯R-SN Y5I/O 接线图X0 X10 COM Y0Y10Y20Y30 Y40 Y50CO M FX 2N -48MR ～东西绿灯 SB1 SB2东西黄灯 东西红灯 南北绿灯 南北黄灯 南北红灯 G-EW Y-EW R-EW G-SN Y-SN R-SN20S 23S 25S45S 48S 50S内容摘要本系统是一个十字路口交通灯的PLC控制系统，利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制。

本系统具有一定的智能性，即它可以对交通灯按高峰期、正常期及晚间几个时段进行分段控制。

本系统采用主程序调用子程序的设计方案，通过主程序计算比较当前时间，进而根据对时间段的判断和分析来调用子程序段。