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青岛求实职业技术学院
毕 业 设 计
设计课题 PLC交通灯设计
机电工程学院
专 业 机 电 一 体 化 班 级 ______________ 学生姓名 ______________ 指导教师 ______________ 完成日期 2011年 3 月 1日
目录
摘要
第一章：引言
第二章：交通灯控制系统-----5
院
系
第三章：可编程控制器程序设计--9
第四章：总结
第五章：结束语----24
第六章：致谢
第七章：参考文献-26
摘要
分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此，通过我应用所学的知识设计了一套交通灯控制电路的方案。交通灯的控制系统主要由计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器组成。关键词：
计时电路、主控电路、信号灯转换器、脉冲信号发生器
Abstract:
Has analyzed the modern municipal transportation control and themanagement question present situation, unified the city andcountryside transportation the actual situation to elaborate thetraffic light control system principle of work, plan. Along with the social economy development, the municipaltransportation question more and more arouses people's interest. The person, the vehicle, the road three relations coordinations, control system is uses inthe computer synthesis management system management system which themunicipal transportation data monitor, the street-traffic controllights control and the
transportation unblocks, it is in the modernmunicipal transportation monitoring command system the most importantconstituent. Along with the city vehicle quantity unceasing increase, many bigcities like Beijing, Shanghai, Nanjing and so on excess load movement situation, therefore, from the80's later periods, these cities constructs the city speed-way inabundance, completes the initial period in the speed-way construction,they also once effectively improved the transportation condition. However, and lacks along with the volume of traffic fast growth to thespeed-way system research and the control, the speed-way not fullyplays the anticipated role. But city speed-way in structurecharacteristic, also inevitably receives the speed-way and the ordinary pathcoupling place transportation condition restriction. Therefore, large amount of money construction the cityspeed-way, alleviates branch with Ramp , the city supports with theperipheral locality transportation stops up the condition, more andmore becomes the main question which the transportation management andthe urban planning department urgently awaits to be solved. Therefore, applied the knowledge through me which studied to design aset of traffic lights control circuit plan. The traffic light controlsystem mainly by the timing circuit, the host controls the electriccircuit, the signal light switch, the pulse signal generating deviceis composed.
Key word: The timing circuit, the host control the electric circuit,the signal light switch, the
pulse signal generating device第一章引言
交通信号灯的出现，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。为了实现交通道路的管理，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的控制系统，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，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。
第二章 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 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，其它时间为红灯。
2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验
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，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪，黄灯。
2．2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。
2．3 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个安装在人行道的两边当东西方向行走的盲人要过马路的时候，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秒恢复原来的控制系统。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的时候，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
第三章 可编程控制器程序设计
1 可编程控制器选择
本次交通灯设计用的是来自OMRON的CPM1A-30CDR-A可编程控制器 产品规格：CPM1A CPU单元CPM1A 在编程环境等方面，它不仅具备了以往的小型PLC所具有的功能，尽可能使安装空间最小化，并实现了具有10点-100点输入输出点数的弹性构成。而且还可 连接可编程控制终端，创造了尚无前例的
灵活运用。它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的需求
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 3 可编程控制器IO端口分配 启动开关 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 东西盲人脉冲按钮 4 程序梯形图
0004 0003 南北向绿灯延迟控制按钮 南北盲人脉冲按钮 0005 0002