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。

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。