交通信号灯的PLC控制

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河 南 工 院

毕 业 设 计

题 目 交通信号灯的PLC控制

学生姓名

专业班级

学 号

院 （系） 电气工程系

指导教师(职称)

完成时间 2011年 11月 15日

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PLC控制交通信号灯

摘 要

城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。目前大多采用的是自适应信号控制，它需要数学建模，且不考虑交通延误、停车次数等。所以经典控制法很难得到满意的效果。而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，达到很好的控制效果。近些年来我国的许多学者也都以不同的思路对单个交叉口、交通干线的模糊控制进行了研究，但因研究的局限性，实际中得到应用的寥寥无几，本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统。

根据前后相流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的理论研究成果，用PLC实现单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法，以单个十字路口4相位交通灯为例，把PLC作为一个模糊控制器，采用梯形图编程。通过实验保证了系统运行稳定可靠，能根据不同的交通流量进行模糊控制决策，优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。

关键词： 交通/智能控制/PLC

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TRANSPORTATION SIGNAL FOR PLC

ABSTRACT

The munipal transportation signal control is through the adjustment，the waning

and the induction which flows to the transporation achieved improves the person and

the cargo safe transportation, enhancig the operation efficiency. Transport system is a

random nature, ambiguity and uncertainty of complex systems, the establishment of

mathematical models very difficult and sometimes impossble to use existing

mathematical methods described. the most adaptive signal control is used,it needs

mathematical model,without considering traffic delays,And vague control is a

mathematical model to control methods, it can imitate experienced police

directingtraffic,ideas, achieve good control results. In recent years many of our

scholars have different ideas of individual junction, traffic control Route vague

studied, but the limitations of the theory and research scholars, the few practical

applications, based on this achievement traffic signals vague PLC control system.

According to determine signal distribution and flow of the control system vague

theoretical resesrch results, the achievement of individual intersections with traffic

lights blur PLC control methods for individual crossroads 4 phase of traffic lights, for

example,the PLC as an ambiguous signal controllers using Ladder programming.

through experiments that the reliable operation of the system to a vague under

different traffic control decision-making, optimize signal distribution, which can

effectively solve traffic imbalance,instability brought.

KEY WORDS： Transportation，Intelligent control，PLC

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目 录

摘要………………………………………………………………………………Ⅰ

ABSTRACT ……………………………………………………………………Ⅱ

1 应用背景与需求 ………………………………………………………1

1.1 交通灯现状与发展 ………………………………………………1

1.2 PLC研究的目的与意义 ………………………………………2

2 控制任务分析 ……………………………………………………………3

2.1 控制要求 ……………………………………………………………3

2.2 控制任务分析…………………………………………………… ……4

3 ＰＬＣ选型及输入输出地址定义 …………………………………5

3.1 选型 …………………………………………………………………5

3.2 输入输出定义 …………………………………………………5

3.3 输入输出接线图 …………………………………………………6

4 程序设计 …………………………………………………………………7

4.1 状态转移图 ……………………………………………………………7

4.2 梯形图 …………………………………………………………………7

5系统安装与调试 …………………………………………………………12

5.1输入程序 ………………………………………………………………12

5.2 系统安装 ………………………………………………………………13

5.2.1元件表 ………………………………………………………………13

5.2.2安装接线 ……………………………………………………………13

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5.3系统调试 ……………………………………………………………15

结束语 ……………………………………………………………………………16

致谢 ………………………………………………………………………………17

参考文献…………………………………………………………………………18

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1应用背景与需求

1.1交通灯系统的现状

随着社会经济的发展，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，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。自80年代后期，很多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长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。

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。据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。

1.2 PLC研究的目的与意义

智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合目的考虑，我们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。PLC 的