交通灯控制系统毕业设计论文.pdf

目录
第一章前言
课题背景
研究目的和意义
第二章可编程程序控制器(PLC)
PLC 概述
PLC 的发展历程
PLC 的发展趋势
PLC 的应用
PLC 的硬件结构
PLC 的工作原理
本章小结
第三章系统设计
控制要求
系统设计方案分析
硬件设计
PLC 的选型
PLC 的地址分配
PLC 的接线形式
系统程序设计
系统的梯形图
语句表
系统程序分析
本章小结
第四章系统检测与调试
检测与调试
本章小结
结论
致谢
参考文献
附录1 S7-200PLC 的 CPU 的 I/O 规范
附录2 S7-200PLC 的 CPU 的输入规范
附录3 S7-200PLC 的 CPU 的输出规范
第一章前言
课题背景
1858 年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,绿两色的机械扳手式信
号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868 年,英国机械工程师纳
伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它
由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869 年 1
月 2 日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。1914 年,电气启动的红绿灯出现在美国。
这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市 5 号大街的一座高塔上。红
灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。 1918 年,又出现了带控制的红绿灯和红外线
红绿灯。带控制的红绿灯,一种是把压力探测器安在地下,车辆一接近红灯便变为绿灯;
另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下嗽叭,就使红灯变为绿灯。红外
线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时,它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把
信号灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发生交通事故。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。
1968 年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯
是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种
转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通
行。红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信
号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以
进入交叉路口。
研究目的和意义
在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通,并为交通参与者的安全提供了
强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展,原先的交通灯控制系统已经不能适应
现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统,使其适应现在的交通状况,成为
研究的课题。传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是:事先经过车辆流量的调查,
运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而,实际上车辆流量的变化往
往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、
较适用的方案,仍然会发生这样的现象:绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排
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着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适
应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制
的交通灯。目前,大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的
控制方法。由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的,采用固定
时间的控制方法,经常造成道路有效利用时间的浪费,出现空等现象,影响了道路的畅
通。为此,采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器,能较好地解决这个
问题。
第 2 章可编程程序控制器(PLC)
PLC 概述
可编程序控制器(Programmabie Logic Controller,缩写 PLC)是以微处理器为基
础,综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程
序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变,
需要,。PLC 从 1969 年问世以来,虽然至今
还不到 40 年,,可以适应各种
工业环境的可靠性,因此在工业自动化各领域