1、- I - 毕毕 业业 论论 文文 题题 目目 十字路口交通灯信号 PLC 控制系统设计与调试 学生姓名 指导教师 院 系 电子工程系 专 业 电气自动化 级 别 专科 2014 年 12 月 1 日 - II - 摘要 当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切 相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技 术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技 术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。 自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进。设计方法也 开始多种多样，从而使交通灯显
2、得更加智能化。交通信号灯主要是以 PLC 来实现 控制导航的，PLC 以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原 理图编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活,而且 结构简单，抗干扰能力强。 本设计是用 PLC 来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是采用西 门子的 S7-200 系列 CPU224 型号 PLC 对东西南北的红、黄、绿、左绿灯实现有规 律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。控制过程中采用了顺序控制设计法 用了八个定时器六个计数器分时段分频率自动实现对八个控制对象的控制。控制 程序包括有顺序功能图（SFC）、梯形图(LAD)、指令表(S
3、TL)等。 关键词 PLC，交通控制，自动化， S7-200，交通信号灯，顺序功 能图，梯形图，仿真调试，自动控制。 - I - 目录 摘要 .I 目录 .I 第一章 绪论 1 1.1 课题介绍及研究意义 . 1 1.2 相近研究课题的特点及优缺点分析 . 1 1.3 现行研究存在的问题及解决办法 2 1.4 本论文的目的及工作内容 . 3 1.5 PLC 的简介 3 1.6 PLC 的用途与特点 4 第二章 系统方案设计 7 2.1 研究设计中要解决的问题 . 7 2.2 方案原理分析 . 7 2.2.1 功能要求 7 2.2.2 性能要求 . 8 2.3 可行性研究 . 9 2.3.1 要
4、解决的问题的可行性分析及复杂性分析 9 2.3.2 具体实现中采用的关键技术 . 10 2.3.3 经济可行性分析 12 2.3.4 设计任务和内容 13 2.3.5 控制系统设计概要 13 第三章 十字路口交通信号灯的具体设计 15 3.1 十字路口交通信号灯的控制要求 15 3.3 PLC 硬件控制电路设计 . 17 3.5 详述控制系统的实现方法 . 20 3.6 检测与调试 . 22 3.6.1 调试中遇到的问题 22 3.6.2 问题的分析与解决方案 23 第四章 结论 25 4.1 心得 25 4.2 难点分析 . 25 参考文献 26 第 1 页 第一章 绪论 1.1 课题介绍及
5、研究意义 可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自60 年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、网络通信及与DCS 等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有 力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。 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，提高运营效率来设计的。但是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。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。 靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。 那么控制系统是 如何实现红、 绿、 黄三种颜色信号灯有条
6、不紊工作的呢?交通信号灯控制方式很多， 可以用电子电路来实现，也可以用单片机编程控制来实现。本文主要介绍如何利 用PLC来实现十字路口交通灯的控制。 1.2 相近研究课题的特点及优缺点分析 城市交通矛盾的日益突出，已开始影响城市的发展，解决这个问题最行之有 效的良方或许就是大力发展智能化交通。 智能化交通管理体系在国外已经有了 40 多年的发展历史，是目前发达国家普遍采用的交通管理方式，这种方式是在发达 的交通网络基础上，应用卫星定位系统，对所辖区域的交通流量实施有效控制， 使有限的交通网络功能得到充分合理的利用，极大发挥城市的载体功能。智能交 通系统将大大提高交通效率而节省大量的燃料和时间;除此之外， 智能交通系统能 够减少交通事故，减少因事故造成部分经济损失。在与世界发达国家机动车人均 拥有量差距还很大的情况下，我国一些特大城市的交通拥堵已排在世界前列。 目前国内外对智能交通系统的理解不尽相同，但不论从何种角度出发，有一 点是共同的:智能交通系统是用各种高新技术，特别是电子信息技术提高交通效 率，增加交通安全性和改善环境的技术经济系统。日本、欧
