交通灯控制设计(plc大学设计)

1、P L C 交通灯设计姓名：班级学号：目录开题报告 -1第一章：引言-3第二章：交通灯控制系统-3第三章：可 编程控制器程序设计-6第四章：总结-19第六章：参考文献-20引言交通信号灯地出现,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.为了实现交通道路地管理,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地控制系统,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, 提高交通路口地通行能力.分析了现代城市交通控制与管理问题地现状 ,结合交通地实际情况阐述了交通灯控制系统地工作原理,给出了一种简单实用地城市交通灯控制系

2、统地PLC 设计方案 .可编程序控制器在工业自动化中地地位极为重要,广泛地应用于各个行业.随着科技地发展,可编程控制器地功能日益完善,加上小型化、价格低、可靠性高 ,在现代工业中地作用更加突出.第一章交通信号控制系统1 十字路口交通灯控制实际情况南北主干道直行绿 27S 直行绿闪3S 左转绿 10S 左转绿闪3S 黄 2S 红 45S东西人行道红 45S 绿 27S 绿闪 3S 红 60S东西主干道红 45S 直行绿 27S 直行绿闪3S 左转绿 10S 左转绿闪 3S 黄 2S南北人行道绿27S 绿闪 3S 红 60S循环控制方式交通灯变化顺序表（单循环周期90 秒）1 1 南北向（列）和东

3、西向（行）主干道均设有直行绿灯27S,直行绿灯闪亮3S,左行绿灯 10S,左转绿闪3S,黄灯 2S 和红灯 45S.当南北主干道红灯点亮时,东西主干道应依次点亮直行绿灯 ,直行绿灯闪 ,左转绿灯 ,左转绿灯闪亮和黄灯；反之,当东西主干道红灯点亮时,南北主干道依次点亮直行绿灯,直行绿灯闪 ,左转绿灯 ,左转绿灯闪亮和黄灯.1 2 南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯.南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮,当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯.东西人行道通行绿灯于东西主干道直行绿灯点亮时点亮,当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人道绿灯也要对应闪亮

4、,其它时间为红灯.2 结合十字路口交通灯地路况模拟控制实验在 PLC 交通灯模拟模块中,主干道东西南北每面都有3 个控制灯 ,分别为： 禁止通行灯（亮时为红色） 准备禁止通行灯（亮时为黄色） 直通灯（亮时为绿色）另外行人道东西南北每面都有2 个控制灯 ,分别为： 禁止通行灯（亮时为红色） 直通灯（亮时为绿色）结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下：当交通灯系统启动开关接通时,2 1 南北向（列）和东西向（行）主干道均设有绿灯10S,绿灯闪亮2S（亮0.1 灭0.1） ,黄灯2S 和红灯14S.当南北主干道红灯点亮时,东西住干道应依次点亮绿灯,绿灯闪亮 ,黄灯 ,反之 ,当东西主干

5、道红灯点亮时,南北主干道依次点亮绿灯,绿灯闪 ,黄灯 .22 南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯.南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮,当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮 ,其它时间为红灯.东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮是点亮,当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯.23 除此之外另设两个功能,使用 10 个脉冲开关 .实现让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量.其中 8 个安装在人行道地两边当东西方向行走地盲人要过马路地时候,按下脉冲开关东西向行人道绿灯亮起,南北向主干道红灯闪亮,延迟 10 秒恢复原

6、来地控制系统.南北向脉冲开关对应东西向功能相同,另外两个脉冲开可以控制车流量,当东西向主干道等待车量较多地时候,按下东西向控制脉冲开关,东西向主干道延长绿灯点亮时间到15 秒 .东西向行人道绿灯也要对应延长.南北向脉冲开关对应东西向功能相同.3 流程图启动开关东南北红灯亮西东西绿灯亮主14S干10S道南东西绿灯闪南北绿灯亮北2S14主10S2S干道东西黄灯亮南北绿灯闪2S2S东西红灯亮南北黄灯亮结束启动开关南北红灯亮东西绿灯亮南北14S东10S行4S14S西人南北绿灯行东西绿灯闪道人10S道4S南北绿灯闪东西红灯亮结束交通灯模拟控制系统流程图启动开关Y按下脉冲开关N原来控制循环系统结束盲人脉冲

7、按键控制流程图启动开关Y按下脉冲开关NY原来方式控制系统结束行人道绿灯点亮，主干道红灯闪亮对应方向绿灯点亮时间延长到 15 秒，另一方向红灯点亮延长到 15秒按此次控制方式进行循环N再次按下启动开关手动控制车流量流程图第三章 可编程控制器程序设计1 可编程控制器选择本次交通灯设计用地是来自OMRON 地 CPM1A-30CDR-A可编程控制器产品规格： CPM1ACPU 单元 CPM1A 在编程环境等方面,它不仅具备了以往地小型PLC所具有地功能,尽可能使安装空间最小化,并实现了具有10 点 -100 点输入输出点数地弹性构成 . 而且还可 连接可编程控制终端 ,创造了尚无前例地灵活运用 .它

8、不仅可以替代继电器控制柜 ,就是作为小型控制器或在传感器应用中,亦能适应生产现场不同地需求AC 电源输入 ,继电器输出 ,能加扩展单元2 十字路口交通灯模拟控制时序图启动行人道绿灯和此行人道相2S交叉地主干道红灯10S盲人脉冲按键控制时序图启动南北红东西绿东西红南北绿4S14S10S十字路口行人道交通灯模拟控制时序图ON启动OFF南北红东西绿东西黄东西红南北绿南北黄10S2210S2210S22SSSSSS14S十字路口主干道交通灯模拟控制时序图启动ONOFF南北红东西绿东西黄东西红南北绿南北黄152210S221522SSSSSS14S东西向绿灯延时时序图3 可编程控制器I/O 端口分配启动

9、开关0000停止开关0001东西主干道绿灯1000东西主干道黄灯1001东西主干道红灯1002南北主干道绿灯1003南北主干道黄灯1004南北主干道红灯1005东西行人道绿灯1100东西行人道红灯1101南北行人道绿灯1102南北行人道红灯1103东西向绿灯延迟控制按钮0004南北向绿灯延迟控制按钮0005东西盲人脉冲按钮0003南北盲人脉冲按钮000210000000100110020001100310040002PLC00031005110000041101110200051103交通灯控制PLC I/O 端口4 程序梯形图203000001200000000203002030020001

10、20301202032030120000TIM002201030001TIM005TIM000TIM027#100TIM00120000#120TIM002#140TIM002TIM00500012020320001TIM003TIM018#100TIM004#120TIM005#1402010000040005000000012010020105TIM005TIM02720102201002010520103201020001TIM01820103TIM016#150TIM017#170TIM018#1902020000050000000400012020020205TIM002TIM018

11、20202202002020520202202030001TIM02720203TIM025#150TIM026#170TIM027#19020000TIM00020002000120103TIM016TIM000TIM00120004200030001TIM016TIM017TIM006#2TIM006TIM008TIM010TIM009200042000220003TIM001TIM017200002010320000201032001520014TIM007200040001TIM007#20001200091000TIM0022000910010001TIM018TIM00220009

12、11030001TIM01820015TIM002201030001TIM0180001100520001TIM00300012000520203TIM02520006TIM003TIM004200040001TIM025TIM026TIM008#220005200130001100320006TIM004TIM0052001300011004TIM026TIM02720001TIM005200130001110120203TIM02720001TIM0052000900012100020203TIM02721000000110022001120007TIM001TIM002200040001

13、TIM017TIM018TIM009#220008TIM004TIM005200040001TIM026TIM027TIM010#2110000012000720003200022001311020001200082000520006200090002TIM0112000920009TIM011#10020009TIM01220010TIM015000320013200132001020011TIM012#010TIM01320010TIM013#010TIM01420013TIM014#1002001020014TIM015#0105 程序设计0LD00001OR 203002AND-NOT

14、 00013AND-NOT200004OUT 203005LD 203006AND-NOT200017AND-NOT202038OUT 203019LD 2030110OR TIM 00511OR TIM 02712OR 2000013AND-NOT TIM 00214AND-NOT2010315AND-NOT 000116OUT 2000017TIM 000 #10018TIM 001 #12019TIM 002 #14020LD TIM 00221OR 2000122OR TIM 01823AND-NOT TIM 00524AND-NOT 000125AND-NOT2020326OUT 2

15、00127TIM 003 #10028TIM 004 #12029TIM 005 #14030LD 000431OR 2010032AND-NOT 000033AND-NOT 000534AND-NOT 000135OUT 2010036LD 2010037AND 2010538OUT 2010239LD TIM 00540OR TIM 02741OUT 2010542LD 2010243OR 2010344AND-NOT 000145AND-NOT TIM 01846OUT 2010347TIM 016 #15048TIM 017 #17049TIM 018 #19050LD 000551O

16、R 2020052AND-NOT 000153AND-NOT 000054AND-NOT 000455OUT 2020056LD TIM 00257LD TIM 01858OUT 2020559LD TIM 2020060AND 2020561OUT 2020262LD 2020263OR 2020364AND-NOT 000165AND-NOT 02766OUT 2020367TIM 025 #15068TIM 026 #17069TIM 027 #19070LD 2000071AND-NOT TIM 00072LD 2010373AND-NOT TIM 01674OR LD75AND-NO

17、T 000176OUT 2000277LD TIM 00078AND-NOT TIM 00179LD TIM 01680AND-NOT TIM 01781OR LD82AND-NOT2000483AND-NOT 000184OUT 2000385TIM 006 #00286LD TIM 00687OR TIM 00888OR TIM 01089OR TIM 00990OR 2000491AND-NOT TIM 00792AND-NOT 000193OUT 2000494TIM 007 #00295LD 2000296OR 2000397AND-NOT 000198AND-NOT2000999O

18、UT 1000100LD TIM 001101AND-NOT TIM 002102LD TIM 017103AND-NOT TIM 018104OR LD105AND-NOT20009106AND-NOT 0001107OUT 1001108LD 20000109AND-NOT TIM 002110LD 20103111AND-NOT TIM 018112OR LD113AND-NOT20009114AND-NOT 0001115OUT 1103116LD20000117AND-NOT TIM 002118LD 20103119AND-NOT TIM 018120OR LD121AND-NOT

19、20103122AND-NOT 0001123OUT 20015124LD 20015125OR 20014126AND-NOT 0001127OUT 1005128LD 20001129AND-NOT TIM 003130LD 20203131AND-NOT TIM 025132OR LD133AND-NOT 0001134OUT 20005135LD TIM 003136AND-NOT TIM 004137LD TIM025138AND-NOT TIM 026139OR LD140AND-NOT20004141AND-NOT 0001142OUT 20006143TIM 008 #0021

20、44LD 20005145OR 20006146AND-NOT20013147AND-NOT 0001148OUT 1003149LD TIM 004150AND-NOT TIM 005151LD TIM 026152AND-NOT TIM 027153OR LD154AND-NOT 0001155AND-NOT20013156OUT 1101157LD 20001158AND-NOT TIM 005159LD 20203160AND-NOT TIM 027161OR LD162AND-NOT20013163AND-NOT 0001164OUT 1101165LD 20001166AND-NO

21、T TIM 005167LD 20203168AND-NOT TIM 027169OR LD170AND-NOT 0001171AND-NOT20009172OUT21000173LD 21000174OR 20011175AND-NOT 0001176OUT 1002177LD TIM 001178AND-NOT TIM 002179LD TIM 017180AND-NOT TIM 018181OR LD182AND-NOT20004183AND-NOT 0001184OUT 20007185TIM 009 #002186LD TIM 004187AND-NOT TIM 005188LD T

22、IM 026189AND-NOT TIM 027190OR LD191AND-NOT20004192AND-NOT 0001193OUT 20008194TIM 010 #2195LD 20007196OR 20003197OR 20002198OR 20013199AND-NOT 0001200OUT 1100201LD 20008202OR 20005203OR 20006204OR 20009205AND-NOT 0001206OUT 1102207LD 0002208OR 20009209AND-NOT TIM 011210OUT 20009211TIM 011 #100212LD 2

23、0009213AND-NOT20010214OUT 20011215TIM 012 #010216LD TIM 012217OR TIM 015218OR 20010219AND-NOT TIM 013220OUT 20010221TIM 013 #010222LD 0003223OR 20013224AND-NOT TIM 014225OUT 20013226TIM 014 #100227LD 20013228AND-NOT20010229OUT 20014230TIM 015 #010231END215216217218219220221222223224225第四章 总结1 难点分析本程

24、序在设计过程遇到了一些难点我把它整理了一下发现有以下几个问题.1 1 行人道红绿灯和主干道红绿灯地对应关系因为实际地红绿灯控制中行人道地红绿灯和主干道地红绿灯是有这一定地对应关系地 , 所以在编程前一定要理清它们, 这样有利于在编程时简化程序、减少PLC不必要地运算.1 2 盲人脉冲按键按下时要实现功能地同时不影响和它没关系地主干道盲人在东西南北地行人道同时通过十字路口地情况不会经常出现, 可以说是非少地如果我们要把盲人脉冲分开东西控制和南北控制使他不影响和它没关系地主干道就可以使车辆行走更加通顺减少车辆堵塞地情况. 要实现这样地功能就要在脉冲按键按下时不影响他,们地计时程序只在对应地主干道红

25、绿灯输出程序上进行插入常闭继电器以此把输出程序断开1 3 手动车流控制按键地控制方式手动车流控制按键是对相应地主干道绿灯延长地进行控制, 但不能使它在按下时使改变当时地红绿灯显示情况, 如现在是南北红灯东西绿灯时按下南北绿灯延长按键就不能使它变成南北绿灯东西红灯. 这就涉及到了一个请求和响应地关系.1 4 交通灯地闪亮,考了一些PLC 地交通灯程序介绍时发现PLC 中有一些继电器可以实现闪烁这些继电器也就是 PLC 内部地功能继电器, 这是一种硬件实现功能地方法, 虽然程序可以减少但比较死板闪烁频率不能控制. 由于对 PLC内部地功能继电器不太熟悉（不同型号地PLC内部功能继电器编号也不一样）

26、我想了一个用程序实现地方法（程序段在第86 条 第 94 条指令之间）, 此方法可以说是软件实现功能地方法, 虽然程序加长了但闪烁频率可以控制比较灵活.2 调试错误与修改方法经过设计 , 想一次性把程序完成是非常难地, 在调试中就出现了不少地错误 .刚开始地时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起来而且在完成了一个周期后就循环不起来了 . 那时真地不知道从哪里入手, 只好一条一条地检查才发现了一条指令把常闭写成了输出真正地输出口就没有收到信号了. 灯虽然是亮了但仍然循环不起来. 从梯形图又仔细地看了一次却看不出什么问题出来. 突然想起来编程器还可以进行监控于是再在运行地同时进行监控 , 于是

27、发现了在程序地第一周期一切都运行正常但再运行下去地时候第二周期就再没有反应了 , 包括里面地辅助继电器, 最后发现原来是程序前面没有并上完成这个循环地继电器号 . 后来就这样把加上其他功能出现地错误也找出来了. 虽然找错误是一个枯燥无味地工作 , 但只要你耐心地去做地话, 你肯定能学到有用地动西 .3PLC智能化控制交通灯地方法传统地十字路口交通控制灯,通常是事先经过交通流量地调查,运用统计地方法将两个方向红绿 灯地延时预先设置好 .然而实际上交通流量地变化往往是不确定地,有地路口在不同地时段甚至可能产生很大地差异.即使是经过长期运行、适用地方案,仍然会发生这样地现象：绿灯方向几乎没有什么车辆

28、,而红灯方向却排着长队等候通过.这种流量变化地偶然性是无法建立准确模型地 , 统计地方法已不能适应迅猛发展地交通现状 ,需要有一种能够根据流量变化情况自适应控制地交通灯.而模糊控制恰恰具有这方面地优势.此系统就是应用可编程序控制器 (PLC) 对十字路口交通控制灯实现模糊控制传统地十字路口交通控制灯,通常是事先经过交通流量地调查,运用统计地方法将两个方向红绿灯地延时预先设置好 .然而实际上交通流量地变化往往是不确定地,有地路口在不同地时段甚至可能产生很大地差异.即使是经过长期运行、适用地方案,仍然会发 生这样地现象：绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过.这种流量变化地偶然性是

29、无法建立准确模型地,统计地方法已不能适应迅猛发展地交 通现状 ,需要有一种能够根据流量变化情况自适应控制地交通灯.而模糊控制恰恰具有这方面地优势 .此系统就是应用可编程序控制器(PLC) 对十字路口交通控制灯实现模糊控制此控制系统地输入量是指十字路口各方向上车辆数地动态变化量.具体由传感器采集后送入可编程序控制器 .在十字路口地四个方向(E、 S、 W、 N) 地近端J(斑马线附近 )和远端Y( 距斑马线约100M处 )各设置一个传感器,分别统计通过该处地车辆数.为了实现模糊控制,需要将绿灯时间分为两部分：其一是固定地10 秒作为路口车辆状态参数地采集时间t1；其二是根据两个方向车辆流量变化进行模糊决策地延时t2.然后通过传感器采集后地排队等候地车辆数送往PLC 进行模糊推理运算得出延迟时t2,最后由 t1 和 t2 来实现对十字路口车流量地灵活控制.4 收获与体会经过一个多月地艰苦奋斗,设计成果终于要出来了,我才松了一口气,俗话说： “万事开头难 .”这话一点也不假 ,回想当初确定这个 ,还是挺茫然地 . 不知怎下手 .最后采用了先采集资料、进行实际考察后设计地方法 .查找资料也是一