PLC交通灯控制系统

题目：PLC十字路口交通灯控制系统院系：西南交通大学专业：电气工程及其自动化XX：吕松涛指导教师：周福林西南交通大字IJJJ院系西南交通大学专业电气工程及其自动化年级电气工程及其自动化2013-59学号13921772XX吕松涛学习中心直属学习中心指导教师周福林题目PLC十字路口交通灯控制系统指导教师评语是否同意答辩过程分（满分20）指导教师签章）评阅人评语评阅人（签章）成绩笞辩委员会主任签章）年月曰毕业设计任务书班级电气工程及其自动化2013-59学生XX吕松涛学号发题日期：年月日完成日期：年月日题目PLC十字路口交通灯控制系统题目类型：工程设计V技术专题研究理论研究软硬件产品开发一、 设计任务及要求按照？16十字路口交通灯控制系统的需求分析及总体设计方案。PLC十字路口交通灯控制系统包括：控制系统的的需求分析、方案设计、PLC硬件系统的设计、软件系统的设计等几个方面。采用控制系统的设计方法，通过对PLC控制器的硬件设计和软件设计，使用体型的软件开发工具实现本需求分析所涉及的功能，保证软件能够正常使用。二、 应完成的硬件或软件实验用PLC工具开发控制系统，并进行系统测试。三、 应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文和源代码的光盘四、 指导教师提供的设计资料赵轲编著基于PLC的多时段交通灯控制系统设计XX轻工业秦宇峰编著基于PLC的交通灯控制系统信息技术教学与研究陈婷婷编著基于PLC的城市十字路口交通灯控制系统应用研究科技向导究五、 要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）软件工程方法资料。考试题库系统开发资料PLC控制系统和交通信号灯控制方案的相关资料六、 设计进度安排第一部分熟练课题，收集、整理课题相关资料（1周）第二部分系统需求分析与总体设计（2周）第三部分熟悉系统实现平台：熟练掌握PLC的使用（2周）第四部分详细设计、编码、测试（3周）第五部分毕业设计论文文档编写整理（2周）评阅及答辩（1周）指导教师：年月日学院审查意见:审批人：年月日诚信承诺一、 本设计是本人独立完成；二、 本设计没有任何抄袭行为；三、 若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。承诺人：年月日目录摘要IAbstract!!第1章绪论11.1设计十字路口交通灯意义11.2我国十字路口交通灯系统的发展现状21.3本文研究内容21.4论文安排3第2章十字路口交通灯控制系统方案设计32.1控制系统实现目标设计42.2控制系统总体方案设计42.2.1控制系统总体框图42.2.2可编程控制器（PLC）52.2.3检测器的选择82.2.4控制系统其他设备选择10第3章十字路口交通灯控制系统硬件设计10PLC的外部接线图10PLC的地址分配113.3车辆通过流量检测方式123.3.1电感式传感器设计123.3.2比较鉴别电路133.4车辆通过流量计数方式133.5PLC实现十字路口交通灯控制143.6强通控制16第4章十字路口交通灯控制系统软件设计174.1十字路口交通灯系统的软件设计17PLC系统梯形图分析19第5章十字路口交通灯控制系统软件调试与检测215.1调试与检测21总结24致谢26参考文献27摘要本设计利用电感式传感器检测各个路口通行车辆，利用计数器统计各个路口的车流量，根据预先设定的参数，在PLC中编程实现智能化判别各个交通路口的车辆停滞状况,然后对交通停滞状态进行分级处理，通过PLC智能控制系统对交通停滞级别做出相应的适当反应，具体通过调整红绿灯的读秒时间来减小交通停滞状态。本文的系统设计不但能充分地利用城市交通设施，节约交通资源，还能优先处理交通紧急状况，体现该设计的人性化。关键词：十字路口交通灯；PLC编程；强通控制；电感式传感器；Inordertoalleviateurbantrafficcongestionandtakeadvantageoftheefficiencyoftheexistingroadnetwork.Inthispaper,byusingPLCprogrammingtorealizeintelligenttrafficlightcontrolsystemdesign.Fristly,throughthePLCprogrammingtopletethetraditionaltrafficlightcontrol,then,addingintelligentdesignonthebasisofit,usinginductivesensorstodetectthecar,usingphotoelectriccountertostatisticseachintersectiontraffic,andaccordingtothepresetparameters,itcanintelligentjudgeeachtrafficintersectioncongestion.Afterwards,bygradingoftrafficstateofstagnation,thePLCcontrolsystemwouldappropriateadjustthetrafficlightssecondstimetoalleviatetrafficpressure,toensurethenormaloperationoftheroads.Finally,toembodythehumanneedsofmodernsociety,thispaperdesignstheadaptivetrafficemergencylightsresponseprocedurestomakesurethatinspecialcircumstancesthesystemcanswitchtomanualcontrolmodeandachievebettercontrol,sothatthegoalofmakingthissystemcanrealizeintelligenttrafficlightrunning,makingthemostofthecityhassometrafficfacilities,improvingtheutilizationrateofroadnetwork,reducingtrafficcongestionandsavingtransportationresourcescanberealized.Keywords:PLCprogramming;intelligenttrafficlight;inductancetypetransducer;urgentcontrol第1章绪论本章简要介绍当今交通特点以及发展十字路口交通灯的必要性，然后介绍十字路口交通灯的发展现状以及应用现状。最后介绍本次研究的主要内容和论文安排。1.1设计十字路口交通灯意义现在城市交通路口一般均设置控制车辆通行的交通灯控制系统，普通的定时限红黄绿灯循环控制系统更是随处可见，这种路口通用的交通灯作用机理是：首先对该路口的车辆流量进行调研统计，根据该路口的调查报告数据对该路口两个方向的红绿灯的延时时间进行合理设置，该延时时间为固定时限。然后设计根据这个时间延时循环运行的交通灯控制系统，使得该路口的车辆在所设定的红绿灯延时控制系统下能保证通畅运行。上述这种路口通用交通灯控制系统采用定时限控制方法对红绿灯转换进行控制，虽然实施与操作过程简单易懂，因此，现实生活中我们常常会遇到这样的现象：某一路口某一方向几乎没有什么车辆通行，而其对面方向的路口中却正有大量车辆在排队等候通行。严重影响了道路设施的有效利用，严重浪费了人类宝贵的时间，造成了严重的社会资源浪费。通过上述现实现象可知，通过对某一路口车流量统计建立的固定模式的交通灯控制系统，不能满足实现生活中人类行为规律要求，因此，改善现如今固定时限的交通灯控制循环系统，使之能够充分满足现实生活的交通需求，已然成为当今研究的热门话题。如今，科学技术日新月异不断发展，我们对机械智能化程度以及社会生活人性化要求也越来越高，根据古老的统计学方法建立的交通灯定时限循环作用的交通控制系统已经不能满足如今人类的社会生活需求。十字路口交通灯系统在此基础上逐渐发展起来，它将自动控制、计量、新传感器以及计算机管理技术于一身，利用可编程控制器实现交通灯智能化控制。十字路口交通灯控制系统能够使道路交通基础设施发挥其最大效能，它不但能够能有效缓解交通停滞状况，而且可以充分利用社会有效经济资源。1.2我国十字路口交通灯系统的发展现状随着交通理论、自动控制技术、优化理论的逐步完善，以及交通基础设施的人性化需求，促使我国也越来越重视交通控制系统的设计与实施，该交通灯控制系统采用固定时间间隔的循环控制系统；在此之后国产的十字路口交通灯控制系统率先XX市同济大学开发成功；还没有应用于实际的交通设施中；将十字路口交通灯控制系统首次应用于实际工程中的是2000-2002年乂乂大学研究开发一套自适应信号交通灯控制系统，它不但适合我国城市混合交通特点，还纳入了对自行车交通流量的检测，在实际工程应用中取得了良好的应用效果［1。如今最先进的智能交通控制系统大是在PLC技术上发展起来的，它不但考虑车辆在交通路口的通行，在路口的两个方向安装红外线车流量检测器，光电开关就会受到汽车车体的阻碍使信号阻断或发生变化，系统并将这电信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，利用PLC进行累积计数，然后按车流量自动调节红绿灯的延时以缓解交通阻滞。1.3本文研究内容为了有效的缓解城市交通拥挤堵塞现象，本文利用PLC编程实现十字路口交通灯控制系统的设计运行。本文首先选择能够在恶劣电磁干扰环境下正常工作的PLC控制系统，通过PLC编程实现普通的定时限交通灯循环控制功能，在此基础上综合考虑现实生活中车辆流动不确定性问题，为系统设计添加智能化控制模块，充分利用传感器技术对车流量的过程进行统计、监视，判断完毕车流停滞量级别后通过PLC控制系统适当调整交通红绿灯的读秒时间，最后，使该系统在特殊情况下能切换到人工控制模式，实现强通控制。1.4论文安排根据上述的描述本论文的安排主要分为原理、硬件电路、软件设计以及软硬件调试四部分。原理部分：第1章主要介绍了十字路口交通灯的设计理念和PLC运行机理。普通交通灯设计部分：第2章主要对交通灯进行初步设计，在PLC软件中实现普通交通灯定时限循环控制。交通灯智能化设计：第3章详细介绍了十字路口交通灯应实现的功能与硬件部分电感式传感器检测车辆、累积计数，并在普通交通灯控制系统基础上实现智能化模块设计与添加，并实现车辆紧急情况下的强通控制。总结：第4章对基于PLC的十字路口交通灯做了总结。第2章十字路口交通灯控制系统方案设计本章主要介绍十字路口交通灯控制系统实现目标及方案设计，包括交通灯控制系统设备选择的介绍和选择、介绍和可编程控制器PLC基本组成及工作原理、系统的实现目标及控制系统的总体设计方案。2.1控制系统实现目标设计在进行论述中，借助可编程控制器对交通等进行管控，同时结合该设置的基本设计理念，从实践的视角出发进行具体实验把控，并在具体实践中验证了该程序不仅能够起到预期交通管控效果，同时在具体操作层面上也相对简单易行。因此采用该编程方式来进行控制系统设计具有一定的可行性。而且结合具体的交通管控情况，对该编程是脚下的交通灯管控系统进行了具体的分析，并基于此提出一种有效的设计模式：首先对启动模块进行设计，促使模块启动后能够正式开始交通灯的实际管控。系统启动后，南北方向的红灯以及东西方向的绿灯是处于开启状态。倘若南北绿（红）灯和东西绿（红）灯能同时亮时，系统自动关闭运行并报警。倘若所有信号灯均熄灭时，则系统自动关闭运行。首先南北红灯亮维持25s。南北绿灯亮20s。周而复始。2.2控制系统总体方案设计2.2.1控制系统总体框图本文的设计框图如图2-1所示。图2-1智能控制系统框图2.2.2可编程控制器（PLC）本节主要是介绍控制系统的总体设计方案，其中包括智能系统控制器的选择、可编程控制器PLC的概述和选择、智能控制系统车辆通过流量检测方式的介绍和系统的总体设计。1、基本组成PLC又称可编程序控制器，英文名是ProgrammableLogicController，是一项综合型的技术，基于多门学科背景下研发出的可编程序控制器，不仅在使用方面十分便捷，而且从适用性视角讲也具有十分突出的表现。所以该编程可以广泛的应用在多个领域。在交通领域的应用表现方面，其不但可对目前普遍使用的交通灯达到精确控制，也可对多岔路口系统实现准确方便控制。借助可编程序控制器，不仅可以实现对许多复杂的设备提供可靠的控制方案，特别是为循环控制系统提供主战场，这与它的基本结构构成与功能是分不开的。从结构上分，可编程序控制器可分为固定式和组合式两种模式，其中固定式可编程序控制器包括5大板块元素。中央处理器（CPU）CPU元件是整个控制器的核心构成，也是整个控制器设计的主要原价。借助CPU元件，可以帮助可编程序控制器更稳定的运行，同时也满足多方面的需求，诸如对数据的收发、存储等。其功能包括了：（1） 用户基本数据信息的收发功能CPU可以更精准的完成数据搜集功能，并将获取的数据信息送入CPU事先预定的寄存器进行数据的存储；（2） 对电源情况进行判定借助CPU，不仅可以保证系统的稳定运行，同时也对程序的具体运作情况，运作过程中出现的问题，以及工作电路的运行状态等进行检测和问题的诊断；（3） 读取用户程序和数据（4） 刷新输出状态存储器可编程序控制器要在系统程序的管理下运行，系统存储器是就用来存储的是系统程序的，它是由厂家研发并进行固定设定的模块，因此用户无法对其进行更改。而用户存储器的作用是对用户信息，用户编辑的程序以及相关的数据资源进行存储和管理等。由于系统程序存于系统存储器中，用户不能直接存储，它用来管理PLC整个系统，是不可更改的，常用的存储器（用户程序存储器）类型有CMOSRAM、EPROM、EEPROM等，它们的容量大小有较大差别，大型的存储器可以达到256匕小型的存储器在8K以下［3。输入输出（I/O）模块PLC程序运行结果一般是通过控制外部电路实现的，因此PLC需要与外部硬件电气回路的信号传输交换的连接接口，这个接口就是输入输出模块即I/0接口。在具体程序编程过程中，可以依据编程人员的需XX现对I/O模块的数量选择。I/O模块数量是依据CPU管理配置能力来进行确定的。I/O输入模块主要用来采集或接收信号并输入CPU中，I/O输出模块主要用来送出用户程序执行信息或CPU控制器输出的控制信息。2JVDC24VDC土共临和土24VDi：轴&端「1311.实际元件供4］■谜打萸更匕侦精暧任何撤性图2-2PLC外部接口端口编程器主要用来生成用户程序，输入编辑指令程序。一般可编程序控制器都利用计算机作为编程工具，直接在计算机上编辑梯形图或指令表，并且在计算机中实现梯形图或指令表的转换。其他外部设备可编程序控制器还可连接有一些其他的外部设备并实现相应功能，如EPROM写入器、磁带机和打印机等［4］。2、工作原理用户在可编程序控制器中输入编写的控制程序并校对无误后，点击运行按钮可编程

序控制器便开始逐步执行输入采样数据、程序执行与输出控制三步。具体的运行流程加下:1输入采样阶段通过对目标数据或者信息的扫描，CPU可以完成数据的读取工作，并将这些数据存储到设定好的I/O映象区的对应单元中。完成数据的收集后，则程序则依据相应指令需求进行具体的管控功能实现。2用户程序执行阶段在该流程中，程序运算的基本规则是：由上而下、由左到右。，可编程序控制器能够根据逻辑运算的结果，不断刷新该输出结果在I/O映象区中对应位的状态。3输出刷新阶段进入输出刷新阶段，CPU依据数据信息进行输出锁存电路的刷新工作，并依据刷新结果进行相应的外设驱动，以达成预期管控目标［5。可编程序控制器扫描过程加图2-2所示。输入端子输入采样输入映像寄存器程序执行输出输输入端子输入采样输入映像寄存器程序执行输出输刷出新A锁存器输出输出映像寄存器读写』输出端子图2-2PLC扫描流程图2.2.3检测器的选择目前，世界在智能控制交通控制领域的理论研究上已经取得不少成果，少数先进国家已经实现将智能交通控制系统应用于实际工程中。但是GPS全球定位系统复杂、费用高，因此本文利用传感器来探测车辆流量，不仅便捷，且作用效果也较好。利用传感器探测车辆是否在该路口机理是：在该路口的入口附近铺设地下感应线圈，将该感应线圈通入高频电流，同时内部会有涡流损耗发生，借助这种方式去感知汽车的通行情况。汽车离开后，则内部的感应线圈电感则会恢复到之前状态，通过检测器即可探测出电感线圈这一变化，也就可以对汽车的靠近或者远离进行具体的判定。而且借助这种原理，可以促使在汽车靠近时将涡流电感转换为标准的脉冲信号，该信号即可作为控制输入信号输入到可编程控制器中，将进入与走出该路口的车辆计数相减即可得到该路口车辆停滞量［6。0图2-3电感式传感器作用机理图对汽车是否经过的检测实现方式为：通过检测器的连接，实现对感应线圈的工作驱动，并将其对车体经过的感应电流进行转换，从而实现对汽车靠近、远离的信息获取，输出脉冲操作电路图加图2-4所示:图2-4电感式传感器输出脉冲波图2.2.4控制系统其他设备选择本设计的LPC交通灯控制系统其他设备有：LED交通信号灯及LED数码管和电源。1、 LED交通信号灯：用于显示输出的控制结果，是PLC交通控制系统的重要组成部分。LED灯的工作电压一般为1V。2、 电源：采用24V、400mA直流电源。第3章十字路口交通灯控制系筑硬件设计本章主要介绍普通交通灯控制系统基础上进行智能化、人性化改进设计，使系统能通过车流停滞量多少自动调整交通灯延时时间，以达到疏通交通车辆，节约交通资源的目的。最后，对该系统添加强通控制模块，使系统能满足急车优先通行的需要。3.1PLC的外部接线图根据以上交通灯功能设计硬件连接图如3-1所示:在图3-1硬件接线图中，SB1为启动按钮，SB2为停止按钮；硬件设计有两个输入口I0.0和10.1；输入口I0.0接收启动按钮SB1的输入；硬件设计有六个输出口Q0.0-Q0.6,其中输出口Q0.0控制东绿灯(HL5-1)和西绿灯(HL5-2),输出口Q0.2控制东红灯(HL7-1)和西红灯(HL7-2)，输出Q0.3控制报警灯(HL4)，输出口Q0.6控制南红灯(HL3-1)和北红灯(HL3-2)。在进行极性打造方面，24VDC可满足需求。而输入端子是1M、2M，输出端是1L、2L。PLC的地址分配按照系统控制要求，分析上述交通灯控制系统思想，实现以上交通灯控制功能具体做法如下：当南北方向道路交通灯亮红灯时，如果东西方向禁止通行，则南北方向设置为可以通行。如果两个方向同时是绿灯或者是红灯亮，则系统会进行报警。每个方向有红黄绿三个交通灯，所以在一个十字路口至少要有12个信号灯的设置。控制时分组进行控制，南北、东西为一组，报警信号驱动的报警灯为单独一组［7。3.3车辆通过流量检量方式3.3.1电感式传感器设计电感式传感器设计的目的是感应车辆流通，其感应线圈电流检测电路加图3-2所示:*丰VT1VT2图3-2信号检测电路图结合电感式传感器在进行车流量检测需求，本文在进行管控系统建设过程中使用的是单相半控桥式来进行整体的设计。借助二极管和晶体管的搭配应用完成设计。同时在单相半控桥式整流电路的输出方面，其充分满足了连续平滑控制的需求。当电源般正半波时，Wt=a(a水于90度)时触发二极管VT1后，流通电路的电流由电源提供，由于检测电路中VT1，VD2导通，因此电流通路为：VT1—1一r一VD2；当Wt为90度时，二极管VD2电流换给VD1，电流iVD2及i2终止，在Wt=Pi-(Pi+a)区间内时电流由电感释放电能提供；当Wt为90(Pi)度之后，电源电压般经零变负，但源于感应电势，电流并没有消失，而是处于逐步减弱的状态。此时其借r-VD1-VT1回路放电。为了防止这种失控现象，仍须在半控式电路中加上续流二极管［8。VT1感应线圈VD1

VT1感应线圈VD1图3-3感应线圈电流检测电路图3.3.2比较鉴别电路本文中采用电压比较器来输出脉冲信号，当。大于u+时电路输出-Uom信号，反之当。小于u+时电路输出+Uom信号，正负Uom组成脉冲信号。电压比较器如下图所示:感应线圈VD360kHz正弦信号图3-4比较鉴别电路图感应线圈VD360kHz正弦信号图3-4比较鉴别电路图faVT21VT33.4车辆通过流量计数方式利用上述感应机制，通过PLC分别统计东西南北道路的的车流量，每个方向当车辆进入路口经过第一个传感器（入口）时，利用计数器统计计数加1,当经过第二个传感器（出口）时，便利用计数器统计计数加减1,两计数器差值为该方向车道上车辆的滞留量，明显此滞留量为动态值，此差值可与其他车道上检测的车辆滞留量的值进行比较，此可作为调整红绿灯时长的依据。在进行统计时，需要对不同方向车道的车流情况，以及汽车滞留情况进行综合分析，结合分析数据进行通行原则的制定。原则上是充分保障车流通行的顺畅性，尽可能减少车辆滞留的情况。

根据以上判别，在PLC中编程实现车流量计数统计。3.5PLC实现十字路口交通灯控制东西车道交通量可加表3-1所示：表3-1东西车道交通量表规模东西西车车道道车流流规模规模小中大小小中大中中中大大大大大实现十字路口交通灯控制，利用PLC，将传感器测得的车流停滞量与各道口的信号灯直接相连，加图3-5所示:

PLC各车辆探测器各信号灯PLC各车辆探测器各信号灯图3-5十字路口交通灯模块连接图首先按启动按钮后，十字路口交通灯控制系统开始运行，达到路口满溢设定值。若检测路口满溢时，先判断满溢值在大（d以上）、中（z以上，d以下）、小（x以上，z以下）哪个级别，根据级别来控绿灯制延时。南北方向计数器通过传感器脉冲信号进行计数，得到数据N1,表示南北方向车道车辆发生小型堵塞，，则南北方向绿灯持续伸（根据车辆满溢值的级别进行设定儿若仍然存在z>N2-D2>x，则时间计数器又需计数延时ns；延时ns后，南北方向计数器重新通过传感器脉冲信号进行计数，若N3-D3<x，则按照原普通定时控制进行。南北方向绿灯闪烁3s，黄灯闪烁2s，之后转入红灯亮，东西方向一直由红灯亮转入绿灯亮。每次个方向车辆计数器车辆停滞数据比较完毕后都要清零，如此上述循环往复网。这个根据差值的级别来设定，但是一次通行总时间不能超过60s。另外，本次设计由于时间以及技术限制，暂时没有考虑人行道的技术方式，可以认为各方向人行道的通行与否与车行道车辆的通行与否是一致的。实际上，通过计数器综合统计各路口人流量与车流量的计数更能精确统计各路口流量停滞信息，但是这样做技术要求较高，实现成本也很高，故在此不做讨论Mo车辆流量输入信息与交通灯输出的I/O分配图加表3-2所示：表3-2十字路口交通灯1/0地址分配表输入设备输入点接口输出设备输出点接口启动按钮X0南北方向绿灯（2个）Y1北方计数器输入X1南北方向黄灯（2个）Y2南方计数器输入X2南北方向红灯（2个）Y3西方计数器输入X3东西方向绿灯（2个）Y4东方计数器输入X4东西方向黄灯（2个）Y5停止按钮X5东西方向红灯（2个）Y63.6强通控制由于道路上常常有紧急时间突发情况发生，例如消防、急救等等。因此，急车强通控制需纳入十字路口交通灯控制系统中。如果是有车需要急速通过，则可以通过强通开关来实现对交通等的临时管控。那么此时所有的交通灯都是保持红灯状态。而只有急速通行车道的绿灯闪烁3s,断开急车强通开关后成急车去的方向的绿灯亮3s后，交通灯信号则呈现为急车放行前状态。急车通过后，交通等恢复到正常管控状态uh。但需要注意的是，急车强通管控只是针对某一方向道路上的来车，如果两条交叉道路都有来车，系统则会对先来车方向进行响应，之间会存在一个先后次序的排列。具体的实现流程如图3-6所示：

图3-6急车强通具体控制流程图第4章十字路口交通灯控制系统软件设计本章主要在可编程序控制器中对交通灯的定时限循环控制系统的编程原理进行分析，同时也对该系统在进行交通灯控制方面的具体运作规律进行阐述，以及加入了电磁感应计数器系统模拟交通灯现实应用的场景，对最后在PLC中编程调试。4.1十字路口交通灯系统的软件设计根据道路口的车辆流通调查报告，为十字路口两个方向的红绿灯设置合适的延时时间，交通灯根据这个时间延时控制系统循环运行。这种方法遵循了现如今实际基础设施

建设中通用交通灯控制系统的一般控制规律:1、 当该控制系统开始运行后，当南北（或东西）方向显示红灯禁止车辆通行时，其余两个方向即东西（南北）方向就会同时显示绿灯允许车辆通行。2、 无论东西或南北方向显示红灯禁止车辆通行时，其余两个方向都要显示绿灯允许车辆通行，以免四个方向均是红灯车辆都在等待通行。同样，无论东西或南北方向显示红绿允许车辆通行时，其余两个方向都要显示红灯禁止车辆通行，以免四个方向均是绿灯车辆均通行弓1起交通事故。3、 设计能够实现红绿灯的交互闪亮，合理的进行交通管控。普通交通灯安®位置加图4-1所示：图4-1交通灯安®位置图图4-1交通灯安®位置图 厂 有车辆经过检测仪的输出 ii 无车辆经过信号输出 R信号输出 图4-2电磁传感器工作示意图及波形在具体应用时，通过升关对信号灯管控系统进行控制。升关启动，信号灯亮，启动开关断升时所有信号灯熄灭。当某方向繁忙时（假设南北繁忙）。检测开关SB3自动闭台，南北绿灯时长加5s,东西红灯时长增加5s，其余时间不变，再循环。南北绿灯、东西绿灯只能是间隔亮。如果二者出现同时亮的情况则会出动系统报警，同时系统也会自动断电关闭。4.2PLC系统梯形图分析西门子PLCS7-200编程软件具有普适性，其可以被应用于多种不同功能的系统设计，同时也可以满足多种不同参数的需求。因此借助该软件进行编程可以满足多数系统的需求，同时也可以实现对PLC程序的异地读取［15］。比如想要进行程序梯形图的更改成者是和变换语旬表就可以用该软件完成。1、系统初始化时候：当开关SB1台上时，I0.0触点接通，Q0.1线圈得电，主道绿灯亮，Q0.6线圈得电，次道红灯亮，在次道没有行人按按钮或者没有车辆等待要经过的情况下，一直保持主道绿灯，次道红灯，提高道路利用率。

图4-4程序初始梯形图第5章十字路口交通灯控制系统软件调试与检5.1调试与检测一般说来，在进行调试过程中，一是进行模拟调试，二是进行现场调试。而要保证调试结果的准确可靠，还要在调试工作开展之前进行具体的程序检查，同时对相应的系统安装、接线等情况进行具体的区分。唯有确保所有的安装和接线都准确的前提下，进行系统调试的结果才真的具有指导性和以举行。而且在进行调试的过程中，要经过多次反复调试，确保调试结果没有问题后，才能够真正的投入使用。1.程序的模拟调试所谓的模拟调试，顾名思义是以模拟的模式来进行系统的应用检测。一般说来，在完成了相应的控制程序编写后，可以通过在模拟实验室中进行仿真模拟的模式来对系统进行具体应用时状态的调试。以钮子开关代替信号输入，同时以二极管替代红绿灯进行模拟。而后依据不同的交通情况需求进行信号灯的模拟控制。这种调试的主要目的在于检查系统是否能够满足具体实践需求，同时也对系统应用的准确性进行判定。在调试时应该充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、用选择序列的功能表图中的每条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。发现问题后应该及时修改梯形图和PLC中的程序，直到各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时，可以设计。制作控制台或控制柜，PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也同时进行。2.程序的现场调试PLC现场调试是指所有设备都安装好后，所有连接线都接好后的实际调试。也是PLC程序的最后调试。现场调试的具体过程大体是：（1） 要查接线、核对地址。要逐点进行，要确保正确无误。可不带电核对，那就是查线，较麻烦。也可带电查，加上信号后，看电控系统的动作情况是否符合设计的目的（2） 检查模拟量输入输出。看输入输出模块是否正确，工作是否正常。必要时还可用标准仪器检查输入输出的精度。（3） 检查与测试指示灯。控制面板上如有指示灯，应先对应指示灯的显示进行检查。一方面，查看灯坏了没有，另一方面检查逻辑关系是否正确。指示灯是反映、系统工作的一面镜子，先调试好它，将对进一步调试提供方便。（4） 检查手动动作及手动控制逻辑关系。（5） 半自动工作。如系统可自动工作，那先调半自动工作能否实现。调试可一步步推进直至完成整个控制周期。哪个步骤或者环节出现问题，就着手解决哪个步骤或、环节的问题。（6） 自动工作。（7） 模拟量调试、参数确定。以上调试的都是逻辑控制的项目。这是系统调试时,首先要通电。这些调试基本完成后，可着手调试模拟量、脉冲量控制。最主要的是选定台适控制参数。一般讲，这个过程是比较长的。也好耐心调，参数也要作多种选择，再从中选出最优者。有的PLC，它的PID参数可通过自整定获得。但这个自整定过程，也是需要相当的时间才能完成。异常条件检查。总结本文利用PLC编程实现十字路口交通灯控制系统的设计运行。首先论述了十字路口交通灯控制系统研究设计的必要性，然后对PLC实现控制的机理进行介绍。本文首先通过PLC编程实现普通的交通灯控制功能，在此普通的交通灯控制基础上添加智能化设计，利用电感式传感器感应各个路口的车流量，然后通过连接计数器统计各个方向的车流量，根据预先设定的参数（对车流停滞量进行分级处理），智能化的判断各个交通路口的拥堵情况，通过PLC控制系统来适当的调整红绿灯的读秒时间，以缓解交通压力，保证路面交通的正常运行。最后，在上述交通灯控制系统中设计添加适应交通紧急情况的交通灯反应程序，使该系统在特殊情况下能切换到强通控制模式，使得本系统能够实现交通灯智能化人性化运行。致谢在交大的学习生活即将结束，在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本次设计能够成功的完成，要特别感谢我的论文指导老师周福林周老师的关怀和教导。从本次设计课题的选题、设计原理的确定，到论文的最终完成，周老师一直不厌其烦地给予我悉心的帮助和指导，使我受益匪浅。在此，再次对周福林老师表示衷心的谢意。参考文献秦宇峰.基于PLC的交通灯控制系统[J].信息技术教学与研究，2011(23)陈婷婷.基于PLC的城市十字路口交通灯控制系统应用研究[J].科技向导究，2011(33)赵轲，乔东凯.基于PLC的多时段交通灯控制系统设计[J].XX轻工业，2010(09)于秀娜.基于PLC的交通灯控制系统[J].科技论坛荣晓飞.基于PLC的交通灯控制系统的设计[J].数字技术与应用邱道尹.S7-300/400PLC人门和应用分析[M].:中国电力，2008.X凤珊.电气控制及可编程序控制器(第2版)[M].:中国轻工业，2003.王永华.现在电气控制及PLC应用技术(第二版).：航空航天大学.2008陈建明.电气控制与PLC应用练习与实践.：电子工业.2006王兆义.可编程序控制器教程[M].：机械工业，2001袁任光.可编程控制器选用手册.：机械工业,2002钟肇新.可编程控制器原理及应用.：华南理工大学西门子公司.SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册.2004X风翼.图解西门子S7-200PLC人门.：电子工业.2009陈立定.电气控制与可编程序控制器的原理及应用[M].：机械工业，2004李辉.S7-200PLC编程原理与工程实训.：航空航天大学.2007ISERMANNR,SCHAFFNITJ,SINSELS.Hardware-in-the-loopSimulationfortheDesignandTestingofEngine-controlSystems[J].ControlEngineeringPractice,1999,7(5):643-653.王庭有.可编程控制器原理及应用[M].：国防工业，2005.YUQuan,RONGJian.RealTimeSimulationPlatformDesignofTrafficControlHardwareIn-the-loop[J].JournalofChongqingInstituteofTechnology:NaturalScienceEdition,2009,23(10):57-60.周力，陈跃东，江明.城市智能交通信号控制系统设计[J].自动化与仪器仪表，XX工程技术学院，2006,第6期.SUNJiasi,ZHUXiaobing.DesignDataSetsofRoad[M].Beijing:ChinamunicationsPress,2003.于泉，荣建.交通控制硬件在环实时仿真平台设计[J].XX工学院学报：自然科学版，2009,23(10)：57-60.赵晓华，陈阳舟，石建军等.交通控制算法在Paramics交通仿真软件中的实现[J].公路交通科技，2006,23(6):136-139.史静.互通式立交最小安全净距及变速车道长度研究[D].：长安大学，2011.JiriKoziorek,LenkaLandryova.SoftplcsandTheirUsinginControlApplications.the5thIFACWorkshoponProgrAmmAbleDevicesAndSystems2001(PDS2001),2001.史建平.PLC在全功能交通灯控制上的应用[J].XX工业技术学院学报，1999，第12卷.王国锋，宋鹏飞，X蕴灵.十字路口交通灯系统发展与展望[J].公路，2012，(5)：217-222.X延新等.高速公路监控通信管理[M].人民交通，2004.ZHAOXiaohua,CHENYangzhou,SHIJianjun,etal.RealizationofTrafficControlAlgorithmUsingTrafficSimul