交通灯课程设计十字路口交通信号灯plc控制系统_毕业论文

摘要

本课程设计是针对近年来城市交通拥挤现象，特别是驾驶员违章严重，交通事故频发等问题所设计的十字路口交通灯控制系统。随着科技的发展，可编程控制器系统的应用正在不断地走向深入，同时带动控制检测的发展，该设计主要是运用可编程控制器系统来实训一个十字路口交通信号灯PLC控制系统。十字路口交通信号灯是城市的一项重要的设施，本次设计的十字路口交通信号灯PLC控制系统能使交通灯根据高峰时段，正常时段和晚上时段的控制规律进行控制。它不仅能够让城市的运行有规律，是城市的出行更加方便，同时对降低城市污染，环境建设起到了不可低估的作用。

关键词：交通灯 PLC 可编程控制器

目录

1.设计背景................................................1

1.1背景概述..........................................1 1.2可逻辑控制器简介..................................1

2.设计要求................................................2

3.系统的总体设计方案......................................3

3.1系统简介..........................................3 3.2控制方案..........................................3 3.3输入输出分析及I/O点计算..........................4

4.设计内容................................................5

4.1十字路口交通灯的原理分析及示意图..................5 4.2十字路口交通控制的时序分析........................5 4.3十字路口交通灯控制的系统流程图....................7 4.4十字路口交通灯控制器件表..........................8

5.课程设计心得...........................................10

参考文献.................................................11

附录：系统程序编写.......................................12

设计背景

1.1背景概述

随着汽车进入家庭步伐的加快和城市汽车数量的增多，城市道路交通问题显得越来越重要。马路上经常会看到这种现象:一旦整个路口的交通信号灯出现故障，若没有交警的及时疏导，该路口就会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号灯控制大都采用继电器或单片机实现，存在着功能少，可靠性差，维护量大等缺点，越来越不能适应城市道路交通高速发展的要求。另外，根据人车流量的多少，可能随时增加路口的交通信号，比如增加转弯或人行道交通信号，原有系统的制约性就更加明显了。为了弥补原交通信号灯系统存

在的以上缺点，我们引入了基于PLC控制的交通信号灯控制系统。 本文对十字路口交通信号灯控制系统，运用可编程逻辑器件PLC做了软件与硬件的设计，能基本达到控制要求。系统仅实现了小型PLC系统的一个雏形，在完善各项功能方面都还需要进一步的分析，研究和调试工作。如果进一步结合工业控制的要求形成一个较为成型的产品，则需要做更多，更深入的研究。 1.2 可编程逻辑控制器简介

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,简称PLC）根据国际电工委员会（IEC）在1987年的可编程控制器国际标准第三稿中，对其做了如下定义:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程序的储存器，用来在其内部储存执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算求运算等操作的指令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整天，易于扩充其功能的设计原则。可编程逻辑控制器作为目前工业自动化的重要基础设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，在各工业生产领悟发挥着愈来愈大的作用。

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设计要求

交通灯的控制要求：

（1）系统工作受开关控制，启动开关ON则系统工作，启动开关OFF则系统停止工作。 （2）控制对象有八个：

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；

（3）正常时间段和高峰期设置不同的控制方案，晚间时段东，南，西，北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按闪0.4秒，暗0.6秒的规律反复循环。

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系统总体的设计方案

3.1系统简介

本系统是一个十字路口交通灯的PLC控制系统，利用西门子公司的s7-300可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制。本系统具有一定的智能性，即它可以对交通灯按高峰期，正常期及晚间几个时段进行分段控制。 3.2控制方案

高峰期的控制方案为:

（1）南北方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮；

（2）南北方向绿灯亮35秒，东西方向红灯继续亮； （3）南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯继续亮；

（4）东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮；

（5）东西方向绿灯亮25秒，南北方向红灯继续亮；

6）东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步，依次循环。 正常时段的控制方案为:

（1）南北方向左转弯灯和南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮；

（2）南北方向绿灯亮30秒，东西方向红灯继续亮； （3）南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯继续亮；

（4）东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮；

（5）东西方向绿灯亮30秒，南北方向红灯继续亮；

（6）东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。

东，南，西，北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮0.4秒，暗0.6秒的规律反复循环。

晚间控制方案为：

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