智能交通灯课程设计hryx.docx

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1、课程设计计（说明书书）基于PLLC的十十字路口口智能交交通灯控控制系统统姓 名院 部专 业班 级00 学 号组员指导老师师20111年 6 月月29日日目 录摘要.第一章 绪论.第二章 PLLC的基基础知识识.2.1 PLCC概述. 22.2 PLCC的由来来. 22.3 PLCC的定义义. 22.4 PLCC的工作作原理. 22.5 PLCC的结构构. 22.6 PLCC的基本本性能指指标.第三章 PLCC网络与与可编程程控制器器. 3.11欧姆龙龙网络. 33.2可可编程控控制器通通信与网网络概述述.3.3可可编程控控制器控控制网络络与可编编程控制制器通信信网络的的概念.第四章 交通信信号

2、控制制系统实实况. 44.1十十字路口口交通灯灯控制实实际情况况描述. 44.2 结合十十字路口口交通灯灯的路况况画出模模拟图.第五章 可编程程控制器器程序设设计.5.1 十字路路口交通通灯模拟拟控制时时序图 . 55.2可可编程控控制器II/O端端口分配配. 55.3程程序梯形形图及语语句表.第六章 总结.6.1 程序调调试.6.2 难点分分析.6.3 PLCC智能化化控制交交通灯的的方法.6.4 收获与与体会.结束语.致谢.参考文献献.III摘要近年来随随着科技技的飞速速发展，PPLC的的应用正正在不断断地走向向深入，同同时带动动传统控控制检测测日新月月益更新新。它具具有结构构简单、编编程

3、方便便、可靠靠性高等等优点，已已广泛用用于工业业过程和和位置的的自动控控制中。据据统计，可可编程控控制器是是工业自自动化装装置中应应用最多多的一种种设备。专专家认为为，可编编程控制制器将成成为今后后工业控控制的主主要手段段和重要要的基础础设备之之一，PPLC、机机器人、CCAD/CAMM将成为为工业生生产的三三大支柱柱。由于于PLCC具有对对使用环环境适应应性强的的特性，同同时其内内部定时时器资源源十分丰丰富，可可对目前前普遍使使用的“渐进式式”信号灯灯进行精精确控制制，特别别对多岔岔路口的的控制可可方便地地实现。因因此现在在越来越越多地将将PLCC应用于于交通灯灯系统中中。同时，PPLC本本

4、身还具具有通讯讯联网功功能，将将同一条条道路上上的信号号灯组成成一局域域网进行行统一调调度管理理，可缩缩短车辆辆通行等等候时间间，实现现科学化化管理。在在实时检检测和自自动控制制的PLLC应用用系统中中，PLLC往往往是作为为一个核核心部件件来使用用，仅PPLC方方面知识识是不够够的，还还应根据据具体硬硬件结构构，以及及针对具具体应用用对象特特点的软软件结合合，加以以完善。十十分形象象地显示示出了PPLC在在交通灯灯系统中中的实际际应用。关键字：PLCC 交通通灯 程程序 报报告 设设计第一章 绪绪论当今，红红绿灯安安装在各各个道口口上，已已经成为为疏导交交通车辆辆最常见见和最有有效的手手段。

5、但但这一技技术在119世纪纪就已出出现了。18588年，在在英国伦伦敦主要要街头安安装了以以燃煤气气为光源源的红，蓝蓝两色的的机械扳扳手式信信号灯，用用以指挥挥马车通通行。这这是世界界上最早早的交通通信号灯灯。18868年年，英国国机械工工程师纳纳伊特在在伦敦威威斯敏斯斯特区的的议会大大厦前的的广场上上，安装装了世界界上最早早的煤气气红绿灯灯。它由由红绿两两以旋转转式方形形玻璃提提灯组成成，红色色表示“停止”，绿色色表示“注意”。18669年11月2日日，煤气气灯爆炸炸，使警警察受伤伤，遂被被取消。电气启动动的红绿绿灯出现现在美国国，这种种红绿灯灯由红绿绿黄三色色圆形的的投光器器组成，1191

6、44年始安安装于纽纽约市55号大街街的一座座高塔上上。红灯灯亮表示示“停止”，绿灯灯亮表示示“通行”。19188年，又又出现了了带控制制的红绿绿灯和红红外线红红绿灯。带带控制的的红绿灯灯，一种种是把压压力探测测器安在在地下，车车辆一接接近红灯灯便变为为绿灯；另一种种是用扩扩音器来来启动红红绿灯，司司机遇红红灯时按按一下嗽嗽叭，就就使红灯灯变为绿绿灯。红红外线红红绿灯当当行人踏踏上对压压力敏感感的路面面时，它它就能察察觉到有有人要过过马路。红红外光束束能把信信号灯的的红灯延延长一段段时间，推推迟汽车车放行，以以免发生生交通事事故。随着社会会的发展展，人们们的消费费水平不不断的提提高，私私人车辆辆

7、不断的的增加。人人多、车车多道路路少的道道路交通通状况已已经很明明显了。所所以采用用有效的的方法控控制交通通灯是势势在必行行的。PPLC 的智能能控制原原则是控控制系统统的核心心，采用用PLCC把东西西方向或或南北方方向的车车辆按数数量规模模进行分分档，相相应给定定的东西西方向与与南北方方向的绿绿灯时长长也按一一定的规规律分档档. 这这样就可可以实现现按车流流量规模模给定绿绿灯时长长，达到到最大限限度的有有车放行行，减少少十字路路口的车车辆滞流流，缓解解交通拥拥挤、实实现最优优控制，从从而提高高了交通通控制系系统的效效率.交通信号号灯的出出现，使使交通得得以有效效管制，对对于疏导导交通流流量、

8、提提高道路路通行能能力，减减少交通通事故有有明显效效果。为为了实现现交通道道路的管管理，力力求交通通管理先先进性、科科学化。用用可编程程控制器器实现交交通灯管管制的控控制系统统，以及及该系统统软、硬硬件设计计方法，实实验证明明该系统统实现简简单、经经济，能能够有效效地疏导导交通，提提高交通通路口的的通行能能力。分分析了现现代城市市交通控控制与管管理问题题的现状状，结合合交通的的实际情情况阐述述了交通通灯控制制系统的的工作原原理，给给出了一一种简单单实用的的城市交交通灯控控制系统统的PLLC设计计方案。可可编程序序控制器器在工业业自动化化中的地地位极为为重要，广广泛的应应用于各各个行业业。随着着

9、科技的的发展，可可编程控控制器的的功能日日益完善善，加上上小型化化、价格格低、可可靠性高高，在现现代工业业中的作作用更加加突出。第二章 方案设设计2.1十十字路口口交通灯灯控制实实际情况况描述（1）南南北方向向绿灯和和东西方方向的绿绿灯不能能同时亮亮；如果果同时亮亮，则应应自动立立即关闭闭信号灯灯系统，并并立即发发出报警警信号。 （22）系统统工作后后，首先先南北红红灯亮并并维持225s；与此同同时，东东西绿灯灯亮，并并维持220s时时间，到到20ss时，东东西黄灯闪亮亮，闪亮亮5s后熄熄灭。（3）在在东西黄黄灯熄灭灭时，东东西红灯灯亮，同同时南北北红灯熄熄灭，南南北绿灯灯亮。 （44）东西西

10、红灯亮亮并维持持25s；与此同同时，南南北绿灯灯亮并维维持2s；然后后，南北北黄灯闪闪亮5s后熄熄灭。 （55）南北北黄灯熄灭时时，同时时南北红红灯亮，东东西绿灯灯亮。至至此，结结束一个个工作循循环。2.2十十字路口口交通灯灯的路况况画出模模拟图北 南东西图6-17 交通指挥灯示意图绿 黄红绿黄红红黄绿绿红黄2.3 结合十十字路口口交通灯灯的路况况模拟控控制实验验在PLCC交通灯灯模拟模模块中，主主干道东东西南北北每面都都有3个个控制灯灯，分别别为：禁止通行行灯 （亮亮时为红红色）准备禁止止通行灯灯 （亮时时为黄色色）直通灯 （亮亮时为绿绿色）另外行人人道东西西南北每每面都有有2个控控制灯,分

11、别为为：禁止通行行灯 （亮时时为红色色）直通灯 （亮亮时为绿绿色） 结合十字字路口交交通灯实实际情况况设计交交通灯模模拟控制制系统如如下：当交通灯灯系统启启动开关关接通时时，南北北向（列列）和东东西向（行行）主干干道均设设有绿灯灯 200S，黄黄灯闪亮亮3S（亮亮1s 灭1ss）,红红灯255S。当当南北主主干道红红灯点亮亮时，东东西住干干道应依依次点亮亮绿灯，黄黄灯闪亮亮，反之之，当东东西主干干道红灯灯点亮时时，南北北主干道道依次点点亮绿灯灯，黄灯灯闪。南南北向和和东西向向行人道道均设为为通行绿绿灯和禁禁行红灯灯。南北北人行道道通行绿绿灯应在在南北主主干道绿绿灯点亮亮时点亮亮，当南南北主干干

12、道黄灯灯闪亮时时南北行行人道绿绿灯也要要对应闪闪亮，其其它时间间为红灯灯。东西西行人道道通行绿绿灯于东东西主干干道绿灯灯点亮是是点亮，当当东西主主干道黄黄灯闪亮亮时东西西行人道道绿灯也也要对应应闪亮，其其它时间间为红灯灯。除此此之外另另设两个个功能，使使用2个个脉冲开开关。南南北向脉脉冲开关关对应东东西向功功能相同同，另外外两个脉脉冲开可可以控制制车流量量，当东东西向主主干道等等待车量量较多的的时候，按按下东西西向控制制脉冲开开关，东东西向主主干道延延长绿灯灯点亮时时间到335秒。东东西向行行人道绿绿灯也要要对应延延长。南南北向脉脉冲开关关对应东东西向功功能相同同。第三章交交通灯控制硬件件设计

13、3.1 本系统统选择的的PLCC本次交通通灯设计计用的是是来自三三菱公司司的可编编程控制制器。产品规格格：CPPM1AA CPPU单元元CPMM1A 在在编程环环境等方方面，它它不仅具具备了以以往的小小型PLLC所具具有的功功能，尽尽可能使使安装空空间最小小化，并并实现了了具有110点-1000点输入入输出点点数的弹弹性构成成。而且且还可 连接可可编程控控制终端端，创造造了尚无无前例的的灵活运运用。它它不仅可可以替代代继电器器控制柜柜，就是是作为小小型控制制器或在在传感器器应用中中，亦能能适应生生产现场场不同的的需求，AAC电源源输入，继继电器输输出，能能加扩展展单元。3.2 本系统统选择的的

14、传感器器3.3 本系统统选择的的脉冲减减法计数数器 所选选择的型型号为：ADAAM-440800/40080研研华 计计数器/频率输输入，生生产的公公司为北北京华宇宇伟业科科技有限限公司，此此计数器器带有LLED显显示，所所以可以以通过PPLC每每一秒送送出一个个脉冲，通通过脉冲冲计数器器设定最最大值，接接受一个个脉冲就就减一，减减到0后后又自行行跳转到到最大值值，依次次循环。3.4可可编程控控制器II/O端端口分配配根据对交交通指挥挥信号灯灯系统控控制要求求分析，系系统采用用自动控控制方式式，输入入有系统统开启与与停止按按钮信号号；输出出有东西西方向、南南北方向向各两组组指示信信号和故故障指

15、示示驱动信信号。由由于每一一个方向向的两组组指示灯灯中，同同种颜色色的指示示灯同时时工作，为为了节省省输出点点数，可可采用并并联输出出方法。由由此可知知，该系系统所需需的输入入点数为为2，输输出点数数为7，全全部是开开关量，则则可将II/OO分配用用表3-4表示。表3-44 交通通指挥灯灯的I/O分配配表输入元件件输入地址址输出元件件输出地址址开启按钮钮X0000南北绿灯灯Y0000停止按钮钮X0011南北黄灯灯Y0011南北方向向传感器器控制按按钮X0022南北红灯灯Y0022东西方向向传感器器控制按按钮X0033警灯（故故障指示示）Y0033东西绿灯灯Y0044东西黄灯灯Y0055东西红灯

16、灯Y00663.5 PLCC的外部部接线图图根据上述述I/OO表可知知，I/O所需需点数只只有9点点，故选选用CPPM2AAH微型型PLCC即可。但但本书还还是以CCS1为为例，则则PLCC外部输输入输出出的信号号接线如如图3-5所示。其其中，每每一方向向的两组组指示灯灯中，同同种颜色色的指示示灯并联联，用PPLC的的同一个个输出点点。第四章 交通通灯控制制系统软软件件设设计4.1十十字路口口交通灯灯模拟控控制时序序图 交通通指挥信信号灯控控制系统统工作时时，对指指挥灯的的控制要要求按一一定时序序进行，如如图6-18所所示。4.2 流程图图根据交通通灯的实实际控制制情况，可可得出其其流程图图如

17、下：启动开关南北红灯亮南北绿灯南北绿灯闪14S10S4S东西绿灯亮东西绿灯闪东西红灯亮10S4S14S东西行人道南北行人道结束启动开关南北红灯亮南北绿灯亮南北黄灯闪20S25S5S东西绿灯亮东西黄灯闪东西红灯亮25S5S20S东西行人道南北行人道结束20s2.5S2.5S25sS25S20S5S南北主干道启动开关东西绿灯亮东西黄灯闪东西黄灯闪东西红灯亮东西主干道南北红灯亮南北绿灯亮南北黄灯闪南北黄灯闪结束交通灯模拟控制系统流程图4.3程程序梯形形图根据对交交通信号号灯的控控制要求求及PLLC控制制系统的的I/OO分配的的定义，可可对PLLC进行行控制程程序的设设计，其其梯形图图如图66-200

18、所示，第5章 总结5.1程程序调试试经过设计计，想一一次性把把程序完完成是非非常难的的，在调调试中就就出现了了不少的的错误。刚刚开始的的时候把把程序写写进去然然后运行行却发现现有些灯灯亮不起起来而且且在完成成了一个个周期后后就循环环不起来来了。那那时真的的不知道道从哪里里入手，只只好一条条一条地地检查才才发现了了一条指指令把常常闭写成成了输出出真正的的输出口口就没有有收到信信号了。灯灯虽然是是亮了但但仍然循循环不起起来。从从梯形图图又仔细细的看了了一次却却看不出出什么问问题出来来。突然然想起来来编程器器还可以以进行监监控于是是再在运运行的同同时进行行监控，于于是发现现了在程程序的第第一周期期一

19、切都都运行正正常但再再运行下下去的时时候第二二周期就就再没有有反应了了，包括括里面的的辅助继继电器，最最后发现现原来是是程序前前面没有有并上完完成这个个循环的的继电器器号。后后来就这这样把加加上其他他功能出出现的错错误也找找出来了了。虽然然找错误误是一个个枯燥无无味的工工作，但但只要你你耐心的的去做的的话，你你肯定能能学到有有用的动动西。5.2难难点分析析其实现场场实况车车辆的流流量是变变化的，本本设计只只是对其其路灯起起到一个个开关的的作用，即即开关量量控制系系统。由由于所学学知识及及设备有有限，无无法对其其路灯进进行智能能化控制制，所以以在编程程时就没没把智能能控制这这一块加加上去，再再加

20、上编编程软件件无法下下载，在在画梯形形图方面面受到一一点阻碍碍。下面面我就对对智能化化控制路路灯作一一些原理理上的介介绍。本程序在在设计过过程遇到到了一些些难点我我把它整整理了一一下发现现有以下下几个问问题。(1)行行人道红红绿灯和和主干道道红绿灯灯的对应应关系因为实际际的红绿绿灯控制制中行人人道的红红绿灯和和主干道道的红绿绿灯是有有这一定定的对应应关系的的，所以以在编程程前一定定要理清清它们，这这样有利利于在编编程时简简化程序序、减少少PLCC不必要要的运算算 。 (2)自动动动车流控控制按键键的控制制方式手动车流流控制按按键是对对相应的的主干道道绿灯延延长的进进行控制制，但不不能使它它在按

21、下下时使改改变当时时的红绿绿灯显示示情况，如如现在是是南北红红灯东西西绿灯时时按下南南北绿灯灯延长按按键就不不能使它它变成南南北绿灯灯东西红红灯。这这就涉及及到了一一个请求求和响应应的关系系。较死板闪闪烁频率率不能控控制。(3)交交通灯的的闪亮交通灯绿绿灯在实实际运行行中是要要经过闪闪烁的，所所以在设设计程序序中也要要加入这这个功能能，参考考了一些些PLCC的交通通灯程序序介绍时时发现PPLC中中有一些些继电器器可以实实现闪烁烁这些继继电器也也就是PPLC内内部的功功能继电电器，这这是一种种硬件实实现功能能的方法法，虽然然程序可可以减少少但比较较死板闪闪烁频率率不能控控。5.3 收获和和体会通过这次次毕业设设计，使使我得到到了一次次用专业业知识、专专业技能能分析和和解决问问题全面面系统的的锻炼。使使我在PPLC的的基本原原理、PPLC应应用系统统开发过过程，以以及在常常用编程程设计思思路技巧巧（特别别是汇编编语言）的的掌握方方面都能能向前迈迈了一大大步，为为日后成成为合格格的应用用型人才才打下良良好的基基础。11