1、 1 目目 录录 第 1 章 绪 论3 1.1 课题的背景3 1.2 课题研究的目的和意义6 1.3 交通信号系统的历史、现状和发展7 第 2 章 站前路口交通信号灯设计要求及其相关8 2.1 交通灯控制系统的设计要求和工作过程.8 2.2 北新道站前路口交通信号灯要求图表与时序图.9 第三章 S7-300 可编程控制器的介绍.10 3.1 S7-300系列PLC基本结构.10 3.2 S7-300 系列 PLC 的工作原理.15 3.3 S7-300PLC CPU的运行模式.16 3.4 S7-300PLC I/O 模块地址的确定.17 3.5 S7-300PLC硬件模块的安装和接线17 第
2、四章 Windows Control Center （WinCC） 仿真软件介绍.18 4.1 WinCC 的概述18 4.2 WinCC 的性能特点21 4.3 WinCC 的编辑工具简介22 第五章 交通灯 S7-300 程序与 WinCC 组态画面24 5.1 交通灯 S7-300 程序及其相关.24 5.2 交通灯 WINCC 组态画面.32 致谢39 参考文献40 2 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 选题背景选题背景 交通信号系统的执行终端就是交通信号灯，所以交通信号系统的发展 历史也 就是交通信号灯的发展历史。 19 世纪初，在英国中部的约克城， 红、绿装分别代表女性的不同身份。
3、其中穿红装的女人表示我已结婚，而 穿绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人 的事故，于是人们受到红绿装启发，1868 年 12 月 10 日，信号灯家族的第 一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德哈特设 计、制造的灯柱高 7 米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯-煤气交通 信号 灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随 心 所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩， 它的前面 有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世 23 天的煤气灯突 然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。 从此，城市的交通信号灯
4、被取缔了。直到 1914 年，在美国的克利夫兰 市才率 先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和 芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色 灯(红、 黄、绿三种标志)于 1918 年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安 装在纽约市五号街的一座高塔上， 由于它的诞生， 使城市交通大为改善。 黄 色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造， 在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁 华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽 车呼地一声擦身而过，吓了
5、他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想 到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议 3 立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指 挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。 现今交通灯信号系统主要采取的是电子定时监控，也就是预先设定固 定的长然后红绿灯轮流亮以此来对交通进行指挥。也就是定时控制。这种 控制方式以历史的交通流的统计值为依据，找出每个日/周和时/日不同交通 流变化规律，用人工方法和计算机仿真方法预先准备好不同日/周不同时间 区间（时段）所使用的配时方案（即一组周期长、绿信比和相位差所组成 的控制参数组合） ，采用程序存储方式将这些配
6、时方案存储在信号控制器或 中心计算机中。在实施信号控制时可以用不同的方式调用这些配时方案。 通常可用日历钟在规定的时间表的控制下选用对应的方案。这只是自动控 制离智能控制还有很长的路要走。 交通信号控制系统的主要发展方向就是向着计算机智能化控制进行。 发展比较迅速的是基于感应控制的交通系统智能化控制。感应控制的原理 是根据车辆检测器测量的交通流数据调整相应的绿灯时间的长短和时间顺 序，以适应交通的随机变化。这种方式比定时控制有更大的灵活性。感应 控制源于单个交叉路口的车辆感应（“VA”）控制，后经发展，干线和交通 网络也利用了类似的控制方法。这样可以很好的对单个路口的交通进行智 能化控制，然后再通过计算机系统的联网对每个路口的路况进行数据采集、 归纳、计算，然后得出各个路口的佳红绿灯时长情况，反馈会各个路口的 交通灯进行针对各个不同车流量的应变， 实现交通车流的智能化实时控 制。 当今城市的交通状况不容乐观，城市中拥堵的情况时有发生，其主要 原因有： （1）道路容量严重不足。截至 2013 年底，我国城市人均道路面积为 10.3 平方米，这虽然比 2012 年增加了
