基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计

基于PLC的交通信号灯智能控制系统设计

摘要

随着经济的发展，车辆的数目不断增加，道路堵车现象日益严重，智能交通灯就应运而生了。目前世界上的智能交通系统存在的问题是：系统结构庞大、管理困难、维护投入大等。为了改善现有的交通状况，迫切需要设计智能的交通灯控制系统。

智能交通灯是一项综合运用网络通讯计算机技术、感应技术来管理交通灯具的自动控制系统。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。总之，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，缓解主干通与匝道、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。

可编程控制器以微处理器为核心，普遍采用梯形图进行程序设计，编程容易，修改灵活，且结构简单，抗干扰能力强。本设计采用德国西门子的S7-200系列的CPU226做主机，配以扩展模块EM222。设计中采用了S7-200编程软件SETP7-Micro/WIN3.2进行编程，用梯形图设计程序，并配有输入输出I/O接线图。本论文就城乡交通灯模拟控制系统的电路原理、设计计算等问题来进行具体分析讨论。将智能控制方案和正常时序控制进行对比，它具有小型化、智能化、维修投入小、易于安装等特点。与其他的智能交通系统相比该系统更适应经济和社会的发展，符合目前科技发展的现状。

关键词：智能化；交通灯；PLC

Intelligent Traffic Light Control System Design Based on

PLC

Abstract

With economic development and increasing of the number of vehicles, road congestion is becoming increasingly serious, so the intelligent traffic lights is emerged. At present, the world's Intelligent Transportation System's problem is: huge structure, difficulty managed and the maintenance is largely expensive. In order to improve the existing traffic conditions, it is urgent to design a small scale smart traffic lights system.

Intelligent traffic lights is a comprehensive use of computer network communication technology and sensor technology to manage the automatic control system of traffic lights. Urban traffic control system is used for urban traffic data monitoring, traffic signal control and traffic management computer system, it is the most important component of modern urban traffic control system. In short, the main problem that how to use the appropriate control method to make full use of the high-speed roads, trunk road, that are costly built, and the ramp to alleviate urban with the neighboring state of traffic congestion have become more and more urgent to the traffic management and urban planning departments.

Programmable controller, whose core is a microprocessor, is commonly used to design program with ladder appearance diagram（LAD）, it is also flexible and easy to modify, moreover, it has simple structure and strong anti-interference ability. This report uses the CPU226 of Germany's Siemens' S7-200 series as the host computer, and together with the expansion module EM222. The layout is designed via the S7-200 programming

software SETP7-Micro/WIN3.2, and programmed by ladder appearance diagram, we also present the input and output I/O wiring diagram. This article on the urban traffic light control system analog circuit and other issues to discuss specific analysis. Compared the intelligent control system with the normal timing control system, it has small size，intelligence, maintenance into small, easy to install and so on. Compared with other intelligent transportation system, it adapts to economic and social development, in line with the current status of scientific and technological development.

Keywords：Intelligent; Traffic lights; PLC

目录

摘要............................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章绪论.. (1)

1.1交通灯发展现状 (2)

1.2交通灯监控系统的设计意义 (4)

1.3本文的主要工作 (4)

第2章交通灯系统控制方案 (5)

2.1三种控制方式比较 (5)

2.1.1单片机系统控制 (5)

2.1.2继电器接触控制 (5)

2.1.3可编程序控制器控制 (6)

2.2控制方案总体确定 (6)

2.3系统方案设计 (9)

2.3.1正常控制过程 (9)

2.3.2智能控制方案 (11)

第3章硬件电路简介 (13)

3.1 PLC的基本组成和各部分作用 (13)

3.1.1 PLC基本组成 (13)

3.1.2 PLC各部分作用 (13)

3.2 S7-200系列PLC简介 (17)

3.3车道信号灯 (19)

3.3.1功能 (20)

3.3.2技术指标 (20)

3.3.3箭头灯 (20)

第4章软件介绍 (22)

4.1 STEP7-Micro/WIN编程软件介绍 (22)

4.2软件的安装 (24)

4.3编程软件的启动 (26)

4.4程序的保存 (28)

4.5程序的下载及上传 (28)

第5章程序设计 (30)

5.1 I/O接线图 (30)

5.2梯形图程序 (32)

结论 (41)

致谢 (43)

参考文献 (44)

第1章绪论

当今，红绿灯安装在各个道口上，己经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就己出现了。1859年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝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。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，1914年始安装于纽约市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，对于政导交通流量、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做了规定。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。

1.1 交通灯发展现状

随着社会的发展和进步，上路的车辆越来超多，而通路建设却往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通的问题日益突出，经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情况，在这个时候，道路交通灯的正常运行以及合理的功能就是交通畅通的重要保证[1]。目前设计智能交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法；有应用单片机实现对交通灯控制系统的设计；有应用PLC实现对交通信号灯设计的方法，但检测车流量的装置绝大多数都利用各种形式的传感器进行检测[2]。

单片机是单片微型计算机的简称，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用[3]，不少文献就将单片机应用到交通灯控制系统中。

文献[4]运用超声测距原理，就设计出一个以单片机为控制核心且能根据实时车流量来动态调节各路口通行时间的智能控制系统。提高了交通路口通行效率，有效缓解了交通拥堵，并引入手动遥控模块，以应对严重交通拥堵。笔者认为是一种比较好的控制方案。

针对道路交通拥挤、交叉路口经常出现拥堵的情况，文献[5]也设计出一种基于单片机的智能控制系统。采用单片机作为核心控制器，组成一个集车流量采集、处理、自动控制为一身的闭环控制系统，通过仿真，系统还能进行倒计时显示，车流量检测及调整，交通违规处理和紧急处理等功能，但并未真正运用到实际。

文献[6]利用红外对管来实时检测车流量，也是利用单片机作为控制器来自动调节各路口时间，达到更加高效的车流控制和路口通行效果，并通过无线收发模块实现特种车辆的特殊准许通过。

文献[7]提出了一种新型的智能交通控制系统——基于单片机的智能交通灯控制系统。通过传感器利用光学原理采用照相的方式，使光电池产生不同的电势。对各个方向的车流量进行采集，由控制器单片机对采集数据进行比较，求出比值。根据比较结果，将具体的车流量转换成两位车流量大小的比值。根据比值与红绿灯时长的关系，输出时长控制信号，使交通灯时长可根据车流量改变。

PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置[8]。它面向控制工程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM），已成为自动化系统的基本装置[9]。

文献[10]是将PLC应用到一个批量生产的化学过程控制中，不但能按照要求生产，而且生产一批产品所用的时间是最小的，这就足以说明PLC在控制方面的优势。所以文献[11]就提出一个应用PLC作为交通控制系统的底层控制器的控制方案，PLC 得到中心指令和该交叉路实时交通流量信息后，利用模糊控制策略进行决策，优化交叉口信号灯的配时，达到很好的交通控制效果，有效地解决了交通流量不均衡、不稳定带来的问题。

目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1.两车道的车辆轮流放行时间相同且固定，在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。

2.没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，譬如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。

1.2 交通灯监控系统的设计意义

目前，我国城市十字路口的交通灯控制系统本上都采用定时控制方式。这样必然产生如下弊端：当某条道路的车流量很大却要等待红灯，而此时另一条空道或车流量相对少得多的道路却依然按原定时间亮着碌灯，这种现象是未对道路的实际情况进行实时监控所造成的。这样的交通控制系统效率低，容易造成交通拥挤。而且也浪费人力、物力。因此，我们有必要寻求一种具有智能的交通控制系统。这种智能交通控制系统能够根据车流量的变化自动调节红绿灯的时间长度，最大限度地减少十字路口车辆滞留现象，有效的缓解交通拥挤、实现交通控制系统的最优控制，大大的提高了交通控制系统的效率。随着我国人民生活水平的不断提高，城市化的推进与私家车数量的猛增，道路交通拥挤的问题日益突出，可以预见。智能交通控制系统将具有广大的应用前景。

1.3 本文的主要工作

本设计采用PLC做控制，完成对十字路口交通灯的自动控制与监控，主要实现城市交通路口信号灯自动控制。机动车是否违章、肇事记录的上传、存储和处理；实现显示、通信等功能。从而保证了车辆在城市道路各路口顺畅通行以及安全。

第2章交通灯系统控制方案

2.1 三种控制方式比较

目前普遍使用的电气控制方式主要有：继电器接目器控制、可编程序控制器控制、单片机系统控制等

2.1.1单片机系统控制

单片机微型计算机是微型型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

使用单片机设计交通灯控制系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能很据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间。使用单片机设计的优点在于它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。但是编程复杂，对环境的要求较高，出现故障时进行调试不方便，可靠性不高。

2.1.2继电器接触控制

采用继电接触式控制系统设计交通灯控制系统，主要由继电器，接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。虽然这种系统也具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，但这种控制系统的缺点是采用固定接线方式接线方式，接线多，灵活性差，工作频率低，触电易损坏，可靠性差。

2.1.3 可编程序控制器控制

可编程控制器简称PC（Programmable Controller），它经历了可编程程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在把可编程逻辑控制器简称为PLC。它主要用来取代继电接触器逻辑控制，系统功能仅限于执行继电器逻辑、计时、计数等。

可编程序控制器控制系统是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻揖运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。它具有根强的抗干扰能为，广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于其他一股微型控制系统的一个重要特征。

如果采用PLC作为十字路口交通灯控制系统作为控制核心，只需将程序下载到PLC内即可。并可通过通信随时对控制系统证行调试。PLC适应环境的能力非常强，抗干扰等方面能力都非常强大。性能价格也很高。

2.2 控制方案总体确定

可编程控制器控制技术与继电——接触器控制技术、单片机控制技术的异同点：l、劝能强，性能价格比高

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具休硬件结构软硬件结合，加以完善。继电器是用于逻辑控制，起到过渡作用的，亦可控制小负载。PLC是可编程逻辑控制器，是用软件来进行逻辑控制的，而继电器是用硬件结构来控制的。一台小型PLC 内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控

制功能。与相同功能的继电器相比，具有很高的性能价格比。可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

2、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

可编程序控制器产品己经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置，组成不同的功能、不规摸的系统。可编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC 有很强的带负载能力，可以直接驱动一殷的电磁阀和交流接触器。

3、可靠性高，抗干扰能力强

单片机是靠程序的，井且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。而PLC的编程更比单片机通俗易懂。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由干触点接触不良，容易出现故障，PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10——1/l00，因触点接触不良造成的故障大为减少。

PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。

4、系统的设计、安装、调试工作量少

PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电摇、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。

PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间

要少得多。

PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC 上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时闻比继电器系统少得多。

5、编程方法简单

梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，共电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图和单片机的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户捏序。

梯形图语言实际上是一种面向用户的一种高级语言，可编程序控制器在执行梯形图的程序时，用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。

6、维修工作量少，维修方便

PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的住处迅速的查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。这些郁是继电器和单片机无法比拟的。

7、体积小，能耗低心

对于复杂的控制系统，使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型PLC的体积相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2——1/10。

PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，可以减少大量费用。

将PLC用于对交通信号灯的往制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特

性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC 内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC 本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

综合以上优点，所以，本设计采用可编程序控制器控制系统。

2.3 系统方案设计

信号灯受启动及

停止按钮的控制，当按

下启动按钮时，信号灯

系统开始工作，并周而

复始地循环工作。当按

下停止按钮时，系统将

停止在初始状态，所有

信号灯都熄灭。

交通灯示意图如

图2.1所示，在东西向

南北向两个方向均安装信号灯，两个方向各6个灯，分为三个方向及红、黄、绿三种颜色。

2.3.1正常控制过程

任何干道上右行灯一直绿，也就是说任何干道上的车总能向右拐。交通灯控制时车辆运行情况如图2.2—2.5

所示，南北干道上直行车辆先过，然后依次左拐；东

西边车辆直行通过，然后依次左拐。

正常循环控制方式交通灯变化顺序表：

（1）南北道上交通灯：直行绿灯亮25秒后，闪烁3次（1秒/次），接着黄灯亮，2秒后红灯亮70秒。

图2.2 南北道直行图2.3 南北道左拐

图2.4 东西道直行图2.5 东西道左拐

（2）南北道上交通灯：左行红灯亮30秒，绿灯亮15秒后绿灯闪烁3次（1秒/次），接着黄灯亮2秒后红灯亮80秒。

（3）东西道上交通灯：直行红灯亮50秒，绿灯亮25秒后绿灯闪烁3次（1秒/

次），接着黄灯亮2秒后红灯亮90秒。

（4）东西道上交通灯：左行红灯亮80秒，绿灯亮15秒后绿灯闪烁3次（1秒/次），接着黄灯亮2秒后红灯亮80秒。

初始化时（1）—（4）的状态同时进行。其时序图如图2.6所示：

图2.6 交通信号灯时序图

2.3.2 智能控制方案

正常控制时，相对两个道上的直通和左行是同时进行的，如果直行或左行有一个道上的车流量很少（在10秒内没有一个车通过），则应该变为红灯，在不干扰正

在通行的车辆的情况下让其他道上的车辆通过，这样就能有效减少等待时间，提高路口通行效率。比如如图2.2所示，当南边车道直行没有车辆通过时，可以让东边车道上的左拐车辆通过；南北车道上都没有车辆通过时，将其对应的交通灯都变为红灯，绿灯转向东西边车道，让东西边车道通行，以此类推。

车流量通过地埋压力开关检测器进行检测，当车压过检测器时，检测器就产生一个脉冲信号给PLC，PLC接收到信号就知道这个道上还有车辆走过。当连续10秒没有脉冲信号时，PLC就判断该车道无车辆（车流量很少），让其他可以通过的车辆通行，并在其对应的信号灯上显示倒计时。

第3章硬件电路简介

3.1 PLC的基本组成和各部分作用

3.1.1 PLC基本组成

从广义上说，PLC也是一种工业控制计算机，只不过比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适用于控制要求的编程语言。所以PLC与计算机控制系统十分相似，也具有中央处理器（CPU）)、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源等，如图3.1所示。

图3.1 可变程序控制器的基本组成

3.1.2 PLC各部分作用

1、中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）

中央处理单元是PLC的核心部分，它包括微处理器和控制接口电路。

微处理器是PLC的运算和控制中心，由它实现逻辑运算、数字运算，协调控制系统内部各部分的工作。它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的。其主要任

务有：控制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储；用扫描的方式通过输入部件接收现场的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据存储器中；诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等；PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，经过命令解释后按指令规定的任务进行数据传递、逻辑运算或数字运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容，再经由输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。

PLC常用的微处理器主要有通用微处理器、单片机、位片式微处理器。

一般说来，小型PLC大多采用8位微处理器或单片机作为CPU，如Z80A，8085,8031等，具有价格低，普及通用性好等优点。对于中型PLC，大多采用16位微处理器或单片机作为CPU，如Intel8086，Intel196系列单片机，具有集成度高，运行速度快，可靠性高等优点。对于大型PLC，大多采用高速位片式微处理器，它具有灵活性强，速度快，效率高的优点。

目前，一些厂家生产的PLC中，还采用了冗余技术，即采用双CPU或三CPU 工作，进一步提高了系统的可靠性。采用冗余技术可使PLC平均无故障工作时间达几十万小时以上。

控制接口电路是微处理器与主机内部其他单元进行联系的部件，它主要有数据缓冲、单元选择、信号匹配、中断管理等功能。微处理器通过它来实现与各个内部单元之间的可靠的信息交换和最佳的时序配合。

2、存储器（Memory）

PLC系统中的存储器配有系统程序存储器和用户程序存储器。

（1）系统程序存储器

系统程序存储器用于存放PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在PROM或EPROM存储器中，用户不可访问和修改。系统程序相当于个人计算机的操作系统，

它关系到PLC的性能。系统程序包括系统监控程序、用户指令解释程序、标准程序模块、系统调用、管理等程序以及各种系统参数等。

（2）用户程序存储器

用户程序存储器可分为三部分：用户程序区、数据区、系统区。用户程序区用于存放用户经编程器输入的应用程序。为了调试和修改方便，总是先把用户程序存放在随机读写存储器RAM中，经过运行考核，修改完善，达到设计要求后，再把它固化到EPROM中，替代RAM使用。

数据区用于存放PLC在运行过程中所用到的和生成的各种工作数据。数据区包括输入、输出数据映像区，定时器、计数器的预置值和当前值的数据等。

系统区主要存放CPU的组态数据，例如，输入输出组态、设置输入滤波、脉冲捕捉、输出表配置、定义存储区保持范围、模拟电位器设置、高速计数器配置、高速脉冲输出配置、通信组态等。

这些数据是不断变化的，但不需要长久保存，因此采用随机读写存储器RAM。由于随机读写存储器RAM是一种挥发性的器件，即当供电电源关掉后，其存储的内容会丢失，因此，在实际使用中通常为其配备掉电保护电路，当正常电源关断后，由备用电池或大电容为它供电，保护其存储的内容不丢失。

3、输入、输出单元（Input/Output Unit）

输入、输出单元是可编程序控制器的CPU与现场输入、输出装置或其他外部设备之间的连接接口部件。输入单元将现场的输入信号，经过输入单元接口电路的转换，变换为中央处理器能接受和识别的低电压信号，送给中央处理器进行运算；输出单元则将中央处理器输出的低电压信号变换为控制器件所能接受的电压、电流信号，以驱动信号灯、电磁阀、电磁开关等。

所有输入、输出单元均带有光耦合电路，其目的是把PLC与外部电路隔离开来，

交通信号灯的PLC控制解析

毕业论文 题目：带有显示器的十字路口交通信号灯的PLC控制系（部）：机电工程系 专业：机电一体化 班级： 学生：巴哈尔姑力·阿卜杜可热木 指导教师：董燕

带有显示器的十字路口交通信号灯的PLC控制 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，采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。 PLC 的智能控制原则是控制系统的核心，采用PLC把东西方向或南北方向的车辆按数量规模进行分档，相应给定的东西方向与南北方向的绿灯时长也按一定的规律分档. 这样就可以实现按车流量规模给定绿灯时长，达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞流，缓解交通拥挤、实现最优控制，从而提高了交通控制系统的效率。 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。 题目：带有显示器的十字路口交通信号灯的PLC控制 中文摘要：城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。目前大多采用的是自适应信号控制，它需要数学建模，且不考虑交通延误、停车次数等。所以经典控制法很难得到满意的效果。而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，达到很好的控制效果。近些年来我国的许多学者也都以不同的思路对单个交叉口、交通干线的模糊控制进行了研究，但因研究的局限性，实际中得到应用的寥寥无几，本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统。 根据前后相流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的理论研究成果，用PLC实现单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法，以单个十字路口4相位交通灯为例，把PLC作为一个模糊控制器，采用梯形图编程。通过实验保证了系统运行稳定可靠，能根据不同的交通流量进行模糊控制决策，优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。 关键词：交通; 智能控制； PLC 目录

PLC实验报告(交通灯控制系统)

交通灯控制系统 一、实验目的 (1)用PLC构成十字路口交通灯控制系统。 (2)掌握程序调试的步骤和方法。 (3)掌握构建实际PLC控制系统的能力。 二、实验要求 (1)复习PLC常用指令的功能及用法。 (2)复习PLC程序设计的一般方法。 (3)根据实验要求提前编写程序，待上机验证调试修改。 三、实验环境 软件：STEP 7-Micro_WIN V40+ SP9：S7-200的编程软件 STEP 7-Micro_WIN V32指令库 硬件：THSMS-2A型PLC实验箱（西门子）、电脑、连接导线、USB-PPI 通信电缆 四、实验内容及步骤 交通灯控制系统面板图如上图所示，控制要求如下： 交通信号灯受一个总控制开关控制，当总控制开关接通时，信号灯系统开始工作。 开始工作后，南北红灯和东西绿灯同时点亮，4秒后东西绿灯开始闪烁，闪烁2秒后熄灭，熄灭同时切换成东西黄灯亮，2秒后东西黄灯和南北红灯同时熄灭，东西红灯和南北绿灯同时点亮。4秒后南北绿灯开始闪烁，闪烁2秒后熄灭，熄灭同时切换成南北黄灯亮，2秒后南北黄灯和东西红灯同时熄灭，再次切换成南北红灯和东西绿灯同时点亮。如此循环，周而复始。 当总控制开关断开时，所有信号灯都熄灭。

(1)确定I/O点数。列出详细的I/O地址分配表。如（该表仅为举例， (3)输入编好的PLC控制程序。 (4)运行程序，按控制要求设置各输入量，观察PLC运行情况，记录南北、东西各灯顺序亮、灭的运行情况。调试程序直至正确为止。 解：由题目要求得，

②梯形图如下图①，语句表如下图②，时序图如下图③： 图①图① 图②图② 图③ 五、注意事项

西门子PLC交通信号灯控制系统设计(详细步骤)

毕业设计说明书 （2010 届） 课程名称：可编程控制器应用 题目：交通信号灯PLC控制系统设计专 业班级： 学生姓名： 学号：指导教师： 2010 年 1月 8 日

一、设计题目 交通信号灯PLC控制系统设计 二、设计目的 课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 三.设计要求 1技术要求： 某十字路口东西方向和南北方向各装有直行(包括右转弯)控制红、黄、绿交通信号灯和左转弯控制红、绿交通信号灯，另外还有到计时显示器。显示器用于显示相应方向直行控制当前点亮信号灯还要持续的时间(剩余时间)，由另外的单片机系统构成。 PLC通过串口以自由口方式输出八位二进制数据，最高位为0表示东西方向数据。1表示南北方向数据，单位为秒。系统中有两个控制开关，东西控制开关SEW和南北控制开关SSN。SEW接通SSN关断则东西方向绿灯全亮南北红灯全亮，其他全灭。接通南北方向绿灯全亮，东西方向红灯全亮，其他全灭。SEW 和SSN都关断停止工作SEW和SSN都接通则进入正常工作状态，按照以下规律控制：(参考中华路与人民路交叉路口的信号灯) 2设计规律：: (1)系统启动后，南北红灯全亮35秒；与此同时东西直行绿灯亮20秒,东西左转弯红灯亮；(2) 东西灯亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒。(3)东西直行绿灯闪亮3 秒后变成黄灯亮，维持2秒；(4)东西直行黄灯亮2秒后变成红灯亮；同时东西左转弯绿灯亮，维持10秒；(5)东西左转弯绿灯亮10秒后变成红灯亮;(至此东西方向全是红灯亮，维持40秒)；同时南北方向直行控制红灯灭，绿灯亮。维持20秒；南北左转弯继续红灯亮.；(6)南北直行绿亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒；(7)南北直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮，

交通信号灯PLC控制系统设计说明

电气及自动化课程设计报告题目：交通信号灯PLC控制系统设计 学生： 学生学号： 年级： 2014级 专业：自动化 班级： 14自动化1班 指导教师： 机械与电气工程学院制 2017年5月

交通信号灯PLC控制系统设计 机械与电气工程学院自动化专业 1 前言 随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤，交通秩序混乱，出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼，例如：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府规划的一个重要问题。 通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论，基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论，基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是，通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际操作锻炼了勇于探索，刻苦钻研的工作作风。 1.1 PLC的基本知识 早期的可编程控制器主要是用来代替继电器控制系统的，因此功能较为简单，只能进行开关逻辑控制，称为可编程控制器（programmable logic controller），简称PLC。随着电子技术，计算机技术和通行技术的快速发展，20世纪70年代后期微处理器被用作可编程控制器的中央处理器，从而较大的扩展了可编程控制器的功能。可编程控制器有开关逻辑，模拟量控制，高速计数，PID贿赂调节，远程I/O和网络通信等功能。1980年，美国电气制造协会正式将其命名为可编程控制器，简称PC。1987年2月，国际电工委会对PLC的具体含义做出了明确的定义：在工业环境的背景之下，一种常用来做数字运算操作的电子系统，它既可以进行逻辑运算、顺序控制，也可以进行定时、计数、数字运算等操作。虽然它中间的运算是采用的数字模式，但

PLC 十字路口交通灯控制模拟

PLC实验报告 实验三十字路口交通灯控制模拟 一、实验目的 1、掌握可编程控制器的工作原理。 2、通过动手接线，提高学生的实际动手能力以及加强对PLC基本结构的了解。 3、通过实验，，加强学生对PLC逻辑顺序编程的理解，使学生能够熟练应用PLC 定时器，以及PLC的基本辅助继电器 二、实验内容 十字路口南北方向和东西方向均设有红、黄、绿三只信号灯，交通灯启动时，6 只信号灯依一定的时序循环往复工作。交通信号灯的时序图如下图所示。

图1 整个交通灯系统至少要设置有启动键，停止键以及复位键。启动键启动系统按照上面时序开始运行；停止键停止系统，6个信号灯全部熄灭；复位键复位系统，此时无论系统处于什么状态，复位后系统重新开始运行。 本实验是一个简单时序的顺序控制实验，关键是要将交通灯状态变化的时间点标记出来。分析时序图，找出交通灯状态发生变化的每个时间点，并使PLC 做出相应的动作改变交通灯的状态。 三.实验I/O端口分配 1.输入端口 2.输出端口

四．硬件接线图 24V PLC 南北红灯南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯 五．实验梯型图及程序简介

六．系统使用说明书 1.按下启动键SB1，常开接点X000闭合，继电器M0闭合并进行自锁，定时器T0 T1 开始计时，首先东西方向红灯Y27亮，南北方向绿灯Y6亮，南北方向通行。 2.定时器T1计满13秒时，南北方向黄灯Y6开始闪亮，黄灯闪亮时间为2秒 3.定时器T3和T4形成一个分频电路，周期为1秒，占空比为50%，用这样一个矩形波去控制黄灯的闪亮 4.T0 计满15秒时，南北方向红灯Y17亮，东西方向绿灯Y4亮，其他灯灭，东西方向通行。 5.定时器T1计满13秒时，东西方向黄灯Y5开始闪亮，黄灯闪亮时间为2秒，闪亮原理同上。然后循环重复上述过程。 6.当停止按钮SB2，继电器M0失电，此时所有的输出灯都将熄灭，程序停止运行。 7.无论何时当复位按钮SB3按下时，定时器T0 T1将复位，程序重头开始运行。 七．实验小结 大二做过智能交通灯的程序设计，也是用的梯形图语言，然而到现在却大抵忘却了。 通过老师及书本上一些知识的介绍，我们组又重新了解了PLC 的相关知识及梯形图语言，经过一番理解与全局的设计，但是在实验

基于plc的十字路口交通信号灯控制系统设计

1目录 基于s7-200 plc的十字路口交通信号灯控制系统设计错误！未定义书签。 摘要......................................................................................................................................... I II 目录........................................................................................................................................... I 1 设计任务描述 (5) 1.2 设计要求 (5) 1.2.2 基本要求 (5) 1.2.3 发挥部分 (6) 2 设计思路 (6) 3 设计与分析 (7) 3.1设计框图 (7) 3.2设计分析 (8) 4 硬件部分 (9) 4.1 PLC I/O分配 (9) 4.2系统的硬件结构图 (10) 4.3 PLC的接线形式 (11) 5软件设计部分 (12) 5.1 梯形图 (13) 5.2语句表 (16) 6 PLC概述 (19) 6.1PLC硬件结构 (19) 6.2中央处理单元(CPU) (19) 6.3存储器 (20) 6.4输入/输出模块 (21) 图6.4.1 (23) 图6.4.2 (23) 7元件清单 (24) 小结 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) 设计主要内容及要求 1.1 设计目的： 编程序控制器（PLC）于20世纪60年代在美国诞生，在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高工业装备电气自动化水平的重要设备和强大支柱。因此，PLC技术已成为电气自动化专业技能型人才必不可少的重要技能，通过实践，可以帮助学生加深对理论知识消化吸收，提高PLC编程技

基于西门子S7-200 PLC的交通灯控制设计讲解

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Ab st r ac t (1) Key words (1) 1绪论 (2) 1.1课题的研究背景与意义 (2) 1.2主要内容 (2) 2 PLC的概述 (2) 2.1 PLC的定义，分类及特点 (3) 2.2 PLC的功能和应用 (3) 2.3 PLC的工作原理 (3) 2.4 PLC的工作过程 (3) 2.5的编程语言 (4) 2.6 PLC定时器指令介绍 (5) 3 PLC控制系统的实现 (6) 3.1方案的比较与选择 (7) 3.2 I/0分配表 (7) 3.3接线图 (8) 3.4工作流程图 (8) 3.5工作时序图 (9) 3.6梯形图 (9) 3.7仿真过程 (10) 4.总结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)

基于西门子S7-200 PLC的交通灯控制设计 机械设计制造及其自动化李金辉 指导教师吕永田 摘要：交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。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。虽然自交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统不断地被改进，设计方法也多种多样，但随着经济条件的升高，数字交通电路灯越来越不能满足日益增加的交通压力。现今PLC技术飞速发展，可编程控制系统的功能日益完善，加上小型化，可靠性高，价格低等优点，在现代工业中的作用更加突出。 因此，本文的设计就是运用PLC技术实现对十字路口的交通灯控制，通过对交通灯控制系统进行实地考察，我选择了一种最优方案，运用西门子系列的S7-200 PLC来控制交通灯的变化。 关键词：交通灯控制系统PLC The design of traffic light’s control based on Siemens S7-200 PLC Student majoring in Mechanical design and manufacturing automation Li Jinhui Tutor Lv Yongtian Abstract：The traffic control system is a unique public management system now, producing with logistics, travel and so on. The coordination of the relationship between people, vehicles and roads has become one of the important issues which need to be addressed with traffic management. Since the traffic lights produced, the internal circuit control system has been improved and the design methods varied also, but with the increasing of economic conditions, digital traffic lights can not meet the increasing traffic pressure. Nowadays the PLC technology development quickly, the function of programmable control system become refinement also the characters of miniaturization, high reliability, and low prices make it more prominent in modern industry. Therefore used PLC technology to control the traffic lights at the intersection, through fielding trips to traffic light control system, selected an optimal programmer, then using Siemens S7-200 PLC to control the traffic lights' change. Key words: traffic lights;control system;PLC

1.《交通信号灯的PLC控制》教学设计

《交通信号灯的PLC控制》教学设计 一、教学目标 知识目标： 1、进一步学习PLC的编程。 2、掌握交通信号灯的控制原理。 能力目标： 培养学生的动手操作能力和自主探究能力。 情感目标：通过“工学一体化”的课堂教学，让学生边学边做，体验学习的充实与快乐。在小组合作学习中，互相交流促进，增强学生合作意识。 二、教学重点与难点 重点：交通灯PLC控制电路的组装与工作过程。 难点：交通灯PLC程序设计、调试运行。 三、教法与学法 教法：项目教学法（确定项目、制定计划、实施计划、检查评估、记录归档、知识延伸） 学法：小组学习法（将学生分为六个小组，每个小组设工段长、 操作工等不同岗位，让学生分别明确自己的任务和职责。） 四、课时 2 课时 五、教学准备 PLC与变频器实训室（集PLC编程电路安装、教室功能于一体，

并具有多媒体演示功能）；主要设备：S7-200 PLG 计算机、万用表。 六、设计理念 本次项目实施设置了六个环节，如图所示： 七、教学过程 （一）确定项目（约10分钟） 采用创设工作情境的方式引入项目: 假设道路上没有交通灯，世界将变成什么样子？实际生活中交通 灯是如何控制的？如果用我们所学的 PLC 知识，应该如何完成？ 一组同学展示： 1、 彩色图片展示：搜集十字路口交通灯图片。 2、 交通灯工作演示：通过多媒体展示交通灯工作示意图 ，各组 同学在操作中认识交通灯工作原理。 确 定项目 知 识 延 仲

项目任务描述： 1、启动：当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。 2、停止：当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。 3、信号灯正常时序： (1)信号灯系统开始工作时，南北红灯亮，同时东西绿灯亮。 (2)南北红灯亮维持25s，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮并维持20s, 20s后，东西绿灯闪亮3s (亮0.5s。熄0.5s)，绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮并维持2s，2s后，东西红灯亮，南北绿灯亮。 (3)东西红灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s，到25s时南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，并维持2s，到2s时，南北黄灯熄，南北红灯亮，同时东西红灯熄，东西绿灯亮，开始第二个周期的动作。 (4)以后周而复始地循环，直到停止按钮被按下为止。 (二)制定计划(约10分钟) 学生分小组讨论列出元器件清单，制定实施项目的步骤和操作程序，最后由老师审核确定项目计划。 项目实施步骤：电路安装、程序设计、运行调试

plc交通灯控制系统知识讲解

p l c交通灯控制系统

目录 1 题目背景意义 (1) 1.1交通灯的研究背景及意义 (1) 1.2交通灯控制系统设计意义 (2) 2 设计题目介绍 (2) 2.1设计内容及要求 (2) 2.2交通灯控制系统设计意义 (2) 3 系统设计方案 (3) 3.1设计方案 (3) 3.2设计思路流程图 (3) 4硬件系统设计 (4) 4.1控制系统的模块配置 (5) 4.2 PLC I/O口设置 (5) 4.3硬件接线图 (6) 5 软件系统设计 (6) 6 系统仿真调试 (8) 6.1 软件调试 (9) 6.2 运行调试 (10) 7 结论 (10) 参考文献 (11) 附录 (11)

1 题目背景意义 1.1交通灯的研究背景及意义 随着我国经济的飞速发展，城市人口越来越多，居民出行次数和机动车拥有量不断增加，城市道路拥挤、车流量不均衡等问题日趋严重。人们经常会为道路拥挤、交通秩序混乱、出行时间过长等城市交通问题倍感苦恼，例如：绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫，如何才能保持城市交通的安全便捷、高效畅通和绿色环保，已成为政府政策规划的一个重点问题。 通过对十字路口交通灯控制系统的设计与制作，使我们进一步巩固和加深了对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握。同时也培养自身综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力，更使我们受到了PLC系统开发的综合训练，从而能够使我们进行PLC系统设计和实施，并且掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路。更重要的是：通过对十字路口交通灯系统的每个环节的实际制作，锻炼了自身的刻苦钻研、勇于探索、实事求是、善于与他人合作的工作作风，这为我们将来的上岗实习做好了充分的准备。 1.2交通灯控制系统设计意义 随着城市汽车数量的增多和汽车进入家庭步伐的加快，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，该路口会塞得一塌糊涂，甚至造成严重的交通事故。原交通信号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。 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做了软件和硬件的设计，能基本达到控制要求。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。 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。因此，交通灯的设计是十分重要且迫在眉睫的。随着社会的发展，一个城市的交通是否便捷是衡量其是否具有发展潜力的重要指标，目前，我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象，特别是大城市，随着城市机动车量的不断增加，如北京、上海、南京等出现了交通

交通信号灯的PLC控制教(学)案

交通信号灯的PLC控制 使用教材：《可编程序控制器及其应用》（中国劳动社会保障） 授课班级：10秋电气班（中职二年级学生） 学生人数：30人 教学容：基于课本《基本指令综合运用》一节的容作拓展学习 授课类型：理实一体 一、教学目标 知识技能目标：1.进一步学习PLC的编程。 2.掌握交通信号灯的控制原理。 专业能力目标：培养学生的动手操作能力和自主探究能力。 职业情感目标：通过“工学一体化”的课堂教学，让学生边学边做，体验学习的充实与快乐。在小组合作学习中，互相交流促进，增强学生合作意识。 二、教学重点与难点 重点：交通灯PLC控制电路的组装与工作过程。 难点：交通灯PLC程序设计、调试运行。 三、教法与学法 教法：项目教学法（确定项目、制定计划、实施计划、检查评估、记录归档、知识延伸） 学法：小组学习法（将学生分为六个小组，每个小组设工段长、操作工等不同岗位，让学生分别明确自己的任务和职责。） 四、课时、教具 课时：2课时 教具：PLC与变频器实训室（集PLC编程电路安装、教室功能于一体，并具有多媒体演示功能）；主要设备：S7-200 PLC、计算机、万用表。 五、教学程序 本次项目实施设置了六个环节，如图所示：

六、教学过程 教学过程一、确定项目（约10分钟） 采用创设工作情境的方式引入项目： 假设道路上没有交通灯，世界将变成什么样子？实际生活通灯是如何控制的？如果用我们所学的PLC知识，应该如何完成？ 一组同学展示： 1．彩色图片展示：搜集十字路口交通灯图片。 2．交通灯工作演示：通过多媒体展示交通灯工作示意图，各组同学在操作中认识交通灯工作原理。 项目任务描述： 1、启动：当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。 2、停止：当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。 采用创设情境的方式引入项目，此方式使学生更直观了解本节课的实训项目，引起学生的学习兴趣。 充分发挥学生的自主能动性，使学生充分参与到教学活动中来。

交通灯PLC控制实验报告

交通灯的PLC控制实验报告 学院：自动化学院班级：0811103 姓名：张乃心学号：2011213307 实验目的 1．熟悉PLC编程软件的使用和程序的调试方法。 2．加深对PLC循环顺序扫描的工作过程的理解。 3．掌握PLC的硬件接线方法。 4．通过PLC对红绿灯的变时控制，加深对PLC按时间控制功能的理解。 5．熟悉掌握PLC的基本指令以及定时器指令的正确使用方法。 实验设备 1．含可编程序控制器MicroLogix1500系列PLC的DEMO实验箱一个 2．可编程序控制器的编程器一个（装有编程软件的PC电脑）及编程电缆。3．导线若干 实验原理 交通指挥信号灯图

I/O端子分配如下表 输入输出 启动按钮IN/0 东西红灯OUT/0 东西黄灯OUT/1 东西绿灯OUT/2 南北红灯OUT/3 南北黄灯OUT/4 南北绿灯OUT/5 注：PLC的24V DC端接DEMO模块的24V+ ； PLC的COM端接DEMO模块的COM 。 系统硬件连线与控制要求 采用1764-L32LSP型号的MicroLogix 1500可编程控制器，进行I/O端子的连线。它由220V AC供电，输入回路中要串入24V直流电源。1764系列可编程控制器的产品目录号的各位含义如下示。 1764：产品系列的代号 L：基本单元 24：32个I/O点（12个输入点，12个输出点） B：24V直流输入 W：继电器输出 A ：100/240V交流供电 下图为可编程控制器控制交通信号灯的I/O端子的连线图。本实验中模拟交通信号灯的指示灯由24V直流电源供电。O/2-O/4为南北交通信号灯，O/5-O/7为东西交通信号灯。 DC COM I/0 V AC VDC V AC VDC O/2 O/3 O/4 O/6 O/5 O/7 红绿 黄红绿 黄 24V DC 24V DC 24V DC MicroLogix1500

PLC实现十字路口交通灯控制

河南科技大学 课程设计说明书 课程名称：电气控制技术 题目：PLC实现十字路口交通灯控制 学院：车辆与动力工程学院 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期：2013年7月6号

电气控制技术课程设计任务书 姓名班级学号 设计题目用PLC实现十字路口交通灯控制 设计目的 进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力；掌握一般生产电气控制系统的设计方法；掌握一般生产电气控制系统的施工设计、安装与调试方法；培养查阅图书资料、工具书的能力；培养工程绘图、书写技术报告的能力。 设计任务及要求 某交通信号灯系统采用PLC控制。信号灯分东西、南北两组，每组均由红、黄、绿灯组成，并假设东西方向交通情况与南北方向一样繁忙。 1）实现真实环境的十字路口交通灯模拟控制（即有东西南北方向红灯停、绿灯行、黄灯准备，并且有转向：东西方向分别能向南北方向转向）。 2）用数码管分别显示东西和南北方向的红灯的减法计数识别（建议以一支数码管表示一个方向）。 设计时间安排 查阅资料（1天） 设计并绘制电气控制原理图（2天） 设计PLC控制程序（2天） 模拟调试（2天） 撰写课程设计说明书（2天） 答辩（1天） 主要参考文献 1.黄永红.电气控制与PLC应用技术, 北京: 机械工业出版社, 2011. 2.王建华.电气工程师手册, 北京: 机械工业出版社, 2006. 3.吴晓君.电气控制课程设计指导, 北京: 中国建材工业出版社, 2007. 4.高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例人民邮电出版社，2004. 5.张立科. PLC应用开发技术与工程实践人民邮电出版社，2005. 指导教师签字：年月日

交通信号灯PLC自动控制

交通信号灯PLC自动控 一、实验目的 1.掌握十字路口交通信号灯的控制原理。 2.掌握PLC定时器﹑计数器的使用方法。 二、实验器材 1.PLC可编程序控制器实验台1台 2.PLC-DEMO001交通信号灯PLC自动控制演示板1块 3.PC机或编程器1台 4.编程电缆1根 5.自锁式连接导线若干 三、实验要求 1.本装置与交通信号灯控制一致，采用LE模拟信号灯，信号灯分东西﹑南北二组分别有“红”“黄”“绿”三种颜色。其工作状态由PLC程序控制，“启动”、“停止”按钮分别控制信号灯的启动和停止。“白天/黑夜”开关控制信号灯白天黑夜转换。 2.对“红”“黄”“绿”灯控制要求如下： 3.假设东西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此东西方向的绿灯通行的时间多一倍。 4.控制时序要求如错误！未找到引用源。所示。 5.按下“启动”按钮开始工作，按下“停止”按钮停止工作，“白天/黑夜”开关按下闭合时为黑夜工作状态，这时只有黄灯闪烁，断开时按时序控制图工作。 6.根据具体情况还可增加控制要求，如紧急控制，某一方向绿灯常亮。 PLC简介 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中最重要的组成部分。 1.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公路，在高速公路建设完成的初期，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和普通道路耦合出交通状况的制约。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，城区与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， 2.根据交通等工艺控制要求和特点，我们采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC有小型化，高速度，高性能等特点，三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程控制器（PLC）对十字路口交通控制等实现控制。本系统采用PLC是基于以下四个原因： 3.PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力。通常的平均无障碍时间都在30万小时以上； 4.系统设计周期短，维护方便，改造容易，功能完善，实用性强； 5.干扰能力强，具有硬件故障的自我检查功能，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC； 6.近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，是的实际应用成为可能。2 PLC及PLC简介 7.可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。 8.可编程控制器（PLC）是用来取代控制系统中的继电器的一种设备，它通过检测输入端口，并根据输入端口的状态，按照程序控制输出口，可编程控制器的程序一般要使用一定的软件编写，使用人员通过输入预先编写的程序，使可编程控制器按预定的控制方案执行控制任务。目前大多数城市采用的交通信号灯指挥控制系统，采用电子线路加继电器构成，也有少数采用单片机构成。对信号灯的要求也越来越高，采用电子线路加继电器的控制方

交通信号灯PLC控制系统设计说明

信息和电气工程学院 课程设计说明书 （2010/2011学年第一学期） 课程名称：可编程控制器使用 题目：交通信号灯PLC控制系统设计 专业班级：电气工程及其自动化0706班 学生： 学号： 指导教师： 设计周数：两周 设计成绩： 2011 年 1月 14日 目录 一、课程设计的要求 (2) 1、1课程设计目的及意义 (2) 1、2课程设计的主要任务 (2) 1、3课程设计的技术要求 (3) 1、4课程设计的控制规律 (3) 二、课程设计的容 (4) 2、1 控制对象 (4) 2、2硬件选择 (5)

2、3编制I/O地址分配表 (6) 2、4控制系统的电路接图 (6) 三、交通信号灯程序流程图 (7) 四、交通信号灯时序图 (8) 五、程序梯形图 (8) 六、参考文献 (12) 七、心得体会 (12) 八、成绩评语 (13) 一.课程设计的要求 1、1 课程设计目的及意义 可编程序控制器，英文全称Programmable Controller,简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场使用而设计，采用可编程序的存储器，用以在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC式微机技术和传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优点，有照顾到了现场电气操作维修人员的技能和习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学，调试和简易的用户程序编制工作，就灵活方便地将PLC使用于生产实践之中。

TIA博途,plc控制交通信号灯

人才培养模式改革和开放教育试点理工类毕业设计（论文） 安徽广播电视大学 毕业设计(论文) 分校名称马鞍山电视（网络）大学 教学点名称马鞍山电大 年级名称02秋开放（本科） 专业名称计算机科学与技术 课题名称plc控制交通信号灯 学生姓名 指导教师 2017年 5 月18 日

摘要： 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，随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多，而道路建设却往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通的问题日益突出，经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情况，在这个时候，道路交通灯的正常运行以及合理的功能就是交通畅通的重要保证。而以往的交通信号灯大都采用继电器或是单片机来实现。存在着功能少。可靠性差。维护量大等缺点，而PLC编程简单。易维护，可以随着不同场合的需要灵活改变程序以实现不同的功能需求。且可靠性高。性价比较好，最重要的是PLC很适合来控制交通信号灯这类的时序控制系统。所以设计了一种用PLC控制的城市十字路口交通灯控制系统。详细的阐述了设计方案的选择以及整个程序设计的过程。经过上机实践，结果表明，该系统设计方案合理，可靠性高，达到预期目标，实现效果好

目录 一、摘要 (2) 二、 PLC与TIA博途介绍 (4) 1、plc的特点与应用 (4) 2、全集成自动化软件TIA portal的简介 (6) 三、梯形图的设计与编程方法 (7) 四、 plc程序 (11) 五、设计总结 (17)

1、plc的特点与应用 SIMATIC S7-1200控制器 随着可编程序控制器在工业自动化中的发展，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，在现代工业中的应用更加突出。 SIMATIC S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC，可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI 和网络通信等任务。具有支持小型运动控制系统、过程控制系统的高级应用功能。 可实现简单却高度精确的自动化任务。SIMATIC S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计，功能强大、投资安全并且完全适合各种应用。可扩展性强、灵活度高的设计，可实现最高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。SIMATIC S7-1200 系统有五种不同模块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一种模块都可以进行扩展，以完全满足您的系统需要。 (1)安装简单方便 所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣，可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置，当需要安装面板时，可提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置，为您提供其它安装选项。 (2)节省空间的设计 所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过专门设计，以节省控制面板的空间。例如，经过测量，CPU 1214C 的宽度仅为 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm。结合通信模块和信号模块的较小占用空间，在安装过程中，该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间，为您提供了最高效率和最大灵活性。 S7-1200SIMATIC S7-1200硬件创新 集成Profinet / Ethernet 端口 不需要专用编程电缆和以太网扩展模块，减少了安装空间和成本。 信号板可以增加额外的I / O点，而不必要改变CPU的体积；例如仅仅需要一路热电阻传感器信号的输入，通过信号板就可以完成。 CPU本体集成数字量I/O，模拟量I/O和运动控制I/O 不需要额外的硬件扩展，减少了PLC安装空间和成本。

PLC控制交通信号灯的几种编程方法

PLC控制交通信号灯的几种编程方法 通过对PLC控制交通信号灯的几种编程方法探索，以学生在学习过程中的具体作品为例，阐述了PLC控制在教学中不同的设计方法，使学生的编程能力得以提高。 标签： PLC控制技术；交通信号灯；编程方法 TB 交通灯是PLC教学中很常见的控制课题，设计方法有很多种，可以用基本逻辑指令编程，也可以用比较指令编程，还可以用步进指令编程。基本逻辑指令编程适用于简单逻辑控制程序，比较指令编程适用于对指令系统相当熟悉，并且对控制过程足够了解的同学。由于交通灯是随着时间的推移，按一定的规律变化，学生如果掌握了这种规律，看懂了时序图的话，用基本逻辑编写程序就很容易了。不仅程序简洁明了，可读性还会有很大提高。本文就交通灯的控制给大家阐述一下编程方法。 三种编程方法所示的梯形图程序实现交通灯的控制要求如下：当启动开关接通时，东西绿灯和南北红灯亮东西绿灯亮20秒，闪烁3秒后，东西黄灯亮2秒，2秒后东西黄灯南北红灯一起熄灭。然后东西红灯和南北绿灯同时亮，南北绿灯亮25秒，闪烁3秒后，南北黄灯亮，2秒后，南北黄灯和东西红灯一起熄灭。东西绿灯和南北红灯亮，如此循环。我们画出一个时序图来表示交通灯的变化过程。 第一种方法：用基本逻辑指令来进行编程。这种方法的设计思路是根据上面的时序图来设计。在时序图中，我们先按照时间的顺序找到六个定时器，就是上图标的T0到T5。T0表示东西绿灯常亮的时间，T1表示东西绿灯闪烁的时间，T2表示东西黄灯接通的时间，T3表示南北绿灯常亮的时间，T4表示南北绿灯闪烁的时间，T5表示南北黄灯接通的时间。在这里，南北红灯和东西红灯的时间是通过各方向绿灯和黄灯的时间体现出来的，这样，在设计上就少了两个定时器，编程时就简化了很多。然后根据定时器顺序循环执行的方法，把六个时间继电器并联或串联。用启动开关接通后，根据时间的变化来接通不同的回路。最终完成的程序在下图中显示出来。第二种方法是用比较指令来进行编程。这种方法的设计思路是通过交通灯一个周期里不同的灯的变化来设计的。用一个定时器T0来表示。在这个时间里，分成不同的阶段，用比较指令把时序图中的六组交通灯的状态表示出来。这种方法省去五个定时器，通过时间的变化来实现。EV0是定时器的经过值寄存器，时间由55秒倒计数到0的话，经过了八个阶段，把每个阶段经过的时间存储在EV0中，再通过比较指令设计出在时间范围内交通灯的变

plc交通信号灯控制实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除plc交通信号灯控制实验报告 篇一：交通灯pLc控制实验报告 交通灯的pLc控制实验报告 学院：自动化学院班级：0811103姓名：张乃心学号：20XX213307 实验目的 1．熟悉pLc编程软件的使用和程序的调试方法。2．加深对pLc循环顺序扫描的工作过程的理解。3．掌握pLc的硬件接线方法。 4．通过pLc对红绿灯的变时控制，加深对pLc按时间控制功能的理解。5．熟悉掌握pLc的基本指令以及定时器指令的正确使用方法。 实验设备 1．含可编程序控制器microLogix1500系列pLc的Demo 实验箱一个 2．可编程序控制器的编程器一个（装有编程软件的pc 电脑）及编程电缆。3．导线若干

实验原理 交通指挥信号灯图 I/o端子分配如下表 注：pLc的24VDc端接Demo模块的24V+；pLc的com端接Demo模块的com。 系统硬件连线与控制要求 采用1764-L32Lsp型号的microLogix1500可编程控制器，进行 I/o端子的连线。它由220VAc供电，输入回路中要串入24V直流电源。1764系列可编程控制器的产品目录号的各位含义如下示。1764：产品系列的代号L：基本单元 24：32个I/o点（12个输入点，12个输出点）b：24V 直流输入w：继电器输出 A：100/240V交流供电 下图为可编程控制器控制交通信号灯的I/o端子的连线图。本实验中模拟交通信号灯的指示灯由24V直流电源供电。o/2-o/4为南北交通信号灯，o/5-o/7为东西交通信号灯。 实现交通指挥信号灯的控制，交通指挥信号灯的布置，控制要求如下：（1）信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始正常工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯熄灭。 （2）南北红灯维持25秒。在南北红灯亮的同时东西绿