多时段交通灯项目设计方案

1 多时段交通灯项目设计方案 第一章 可编程序控制器（ 的概况 基本简介 在 电器控制系统已广泛应用于工业生产的各个领域，起着不可替代的作用。随着生产规模的逐步扩大，继电器控制系统已越来越难以适应现代工业生产的要求。继电器控制系统通常是针对某一固定的动作顺序或生产工艺而设计，他的控制功能也局限于逻辑控制、定时、计数等一些简单的控制，一旦动作顺序或生产工艺发生变化，就必须重新进行设计、布线、装配和调试，造成时间和资金的严重浪费。继电器控制系统体积大、耗电多、 可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差。为了改变这一现状， 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（ 为了适应汽车型号不断更新的需求，并能在竞争激烈的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，拟定了 10项公开招标的技术要求，即： 根据招标的技术要求，第二年，美国数字设备公司（ 制出了世界上第一台 在通用汽车公司自动装配线上试用成功。这种新型的工控装置，以其体积小、可变性好、可靠性高、使用寿命长、简单易懂、操作维护方便 等一系列优点，很快就在美国的许多行业里得到推广应用，也受到了世界上许多国家的高度重视。 1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了他们的第 1台 1973年，西欧国家也研制出他们的第 1台 国从 1974年开始研制，到 1977年开始应用于工控领域。在这一时期， 实际上 有逻辑运算等简单功能，所以人们将它称为可编程逻辑控制器（ 称为 特点 综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的特点而设计制造和发展的 ,这就使 有许多其他控制器所无法相比的优点。 1) 可靠性高，抗干扰能力强 2 2） 通用性强，使用方便 3) 采用模块化结构，使系统组合灵活方便 4) 编程语言简单、易学，便于掌握 5) 系统设计周期短 6) 对生产工艺改变适应性强 7) 安装简单、调试方便、维护工作量小 8）体积小、重量轻、功耗低 第二章 多时段 交通灯的系统设计 设计任务分析 交通信号灯控制系统受一个起动按钮、一个停车按钮控制。按动 起动按钮，则系统开始工作，按动停车按钮，则系统停止工作。系统控制的对象有九个：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；东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个，报警喇叭一个。 整个控制过程分三个时段进行：高峰时段、正常时段、晚上时段。各个时段具体的时间分配，参见时序图一 (见附图 )。各个时段之间切换时，应插入 10 秒黄灯闪亮时间。系统启动后，能自动连续运行。 若因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并关闭所有信号灯。 3 系统进入 高峰时段时，按时序图二（见附图）所示的规律运行。绿灯、左转弯绿灯、黄灯的闪亮规律为：亮 ，暗 ，反复循环。 图二 系统进入正常时段时，按时序图三（见附图）所示的规律运行，绿灯、左转弯绿灯、黄灯的闪亮规律为：亮 ，暗 ，反复循环。 晚上时段按警告方式运行，规律为：东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮规律为：亮 ，暗 ，反复循环。 4 图三 多时段交通灯的平面示意图如下： 方案 设计 本设计采用 实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是选用号 东西南北的红、黄、绿、左绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。因为 不同时间 段 的时间 所 对应 的 时序图是不同的，因而会用到 时间 比较指令 令 ，可以将两个时间数据进行比较 。 同时 ， 每个时间段的 运行 的程序不同，我们可以通过 令 对应的 M 来 作为 每个时间段的开始 的开关 。 并且 每一个 时间段， 利用 顺序 指令 来编写程序 。中间 10s 闪烁的 过渡 时间 转移 到晚间时段，中间加一个定时器 T 来 达到效果。 状态 转移图 及分析 5 晚间 时段 （ 为 高峰 时段 状态 转移图 正常 时段状态转移图 6 （ T2 为 T2 250 改为 200） 晚间时段： 者 中 位的时候，是各个时段之间切换，插入 10 秒 黄灯亮 ）置位，则 位，东西黄灯 北黄灯 ，同时计数器 始计时， 常开触头闭合， 西黄灯 北黄灯 灭，同时 始计时， 开触头闭合， 位，至此晚间时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。 正常时段： （ 时 置位或者 （ 时 置位或者 （ 时置位的时候 ，则 位，东西 红灯 北红灯 北左转绿灯 ，同时计数器 始计时， 5S 后 位，南北左转绿灯 烁， 始计时，5S 后 位，南北红灯 北左转绿灯 灭，南北绿灯 ， 始计时， 25S 后 位， 始计时， 烁， 5S 后 位，南北绿灯灭，南北黄灯 ，同时 始计时， 5S 后 位，南北红灯 西左转绿灯 ， 始计时， 5S 后 位，东西左转绿灯 烁，同时 始计时， 5S 后 位，东西红灯 北左转绿灯 灭， 东西绿灯 ，同时 始计时， 25S 后 位，东西绿灯 烁，同时 始计时， 5S 后 位，东西绿灯 灭，东西黄灯 ，同时 始计时， 5S 后 位，至此正常时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。 （ 时 置位 或（ 时置位后，则 位，南北左转绿灯 西红灯 北红灯 , 同时 始计时 ,5S 后 位 ,南北左转绿灯 烁， 始计时， 5S 后 位，南北左转绿灯 北红灯 灭，南北绿灯 ，同 时 始计时， 30S 后 位，南北绿灯 始计时， 5S 后 位，南北绿灯 灭，南北黄灯 ，同时 始计时， 5S 后 位，南北黄灯 灭，南北红灯 ，东西 左转绿灯 ， 同时 始计时， 5S 后 位，东西左转绿灯 烁，同时 开始计时， 5S 后 位，东西红灯 西左转绿灯 灭，东西绿灯 时 始计时， 20S 后， 位，东西绿灯 烁，同时 始计时，5S 后 位，东西绿灯 灭，东西黄灯 ，同时 始计时， 5S 后位，至此高峰时间段一个周期工作完毕，如此循环工作。 I/O 地址分配及接线图 输 入 输入继电器 输入元件 作用 动按钮 止按钮 输 出 制南北左转绿灯继电器 制南北绿灯继电器 制南北黄灯继电器 制东西红灯继电器 制东西左转绿灯继电器 制东西绿灯继电器 制东西黄灯继电器 制南北红灯继电器 件 接线图 8 程序 以及仿真 形 图 9 10 11 12 13 14 15 16 17 令表 18 19 20 21 22 拟 不同 的时段程序运行的效果不同，为了了解各个时段的情况 ， 将电脑时间随机调 整， 观察 真 效果 。 当 时间为如下所示时候 观察模拟 情况， 部分 图像如下： 23 当 将时间调到 如下 一开始之前 运行的是如图 1（ 正常时段） 接着 到 16:29:50 时候 如下图 （ 此时候黄灯闪烁） 最后 到 16:30 以后 ，调到如下（高峰时段 ） 24 当 时间 调到 如下 模拟 显示效果如下 （ 此时黄灯闪烁） 25 由 以上 实际 验证可以知道，在程序切换之间，都有 10 秒 的黄灯闪亮，并且改变不同的时间，出现的效果符合题目的要求 。 该 多 时段 交通灯 的 制系统正确符合要求。 第三章 设计 结束语 这次课程设计，通过这个多时段 通灯的设计之后，我对 应用范围和实用之处有了更加深刻的了解，毕竟以前学习的都是课 本上的知识，没什么机会让我们亲自动手去设计方案，这次