PLC-毕业课程设计报告-交通灯设计

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1、 十字路口交通灯控制 摘要 近年来随着科技的飞速发展，PLC 的应用正在不断地走向深入，同时带动传 统控制检测日新月益更新。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。由于 PLC 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地实现。 因此现在越来越多地将 PLC 应用于交通灯系 统中。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。用可编程控制器实现交

2、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。针对选题十字路口交通信号灯控制系统 设计，本文采用顺序控制设计法中并行序列的顺序功能图设计方法，将东西、南 北两个方向的路灯并行控制，再以转换为中心的方法将顺序功能图转换为梯形 图，最后利用编程器将指令输入 PLC 中进行调试，最终实现交通灯的自动控制。 关键词：关键词：PLC、自动控制、梯形图、顺序功能图、交通灯控制系统 第一章第一章 十字路口交通信号灯的具体设计十字路口交通信号灯的具体设计 3.1 3.1 方案比较方案比较 3.1.1 3.1.1 方案一：采用数字方

3、案一：采用数字逻辑电路设计逻辑电路设计 工作原理:选用十六进制计数器 74161 和 3 线-8 线译码器 74LS138。 经过译 码后，输出十字路口南北、东西二个方向的控制信号。其中黄灯信号必须满足间 歇闪耀；在夜间时黄灯一直闪耀，而绿、红灯灭。 基本组成:主要由控制器部分和数字显示部分,秒脉冲发生器等组成。显示 控制部分实际上是一个定时控制电路。当绿灯亮时，使减法计数器开始工作（用 对方的红灯信号控制），每来一个秒脉冲，使计数器减 1，直到计数器为“0” 停止。译码显示可用 74LS47 驱动 BCD 码七段译码器，计数器采用可预制加、减 计数器，如 74LS168、74LS190、74

4、LS193 等 数字电路的特点:数字电路的信号是不连续变化的数字信号， 所以在数字电 路中工作的器件多数工作在开关状态，即工作在饱和区和截止区，而放大区只是 过渡状态。数字电路的主要研究对象是电路的输入和输出之间的逻辑关系，因而 在数字电路中就不能采用模拟电路的分析方法，例如，微变等效电路法等就不适 用了。这里的主要分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要用真值表，逻辑表 达式及波形图等。其在任何时刻的输出，仅取决于电路此刻的输入状态，而 与电路过去的状态无关，它们不具有记忆功能。 或者在任何时候的输出， 不仅取决于电路此刻的输入状态，而且与电路过去的状态有关，它们具有 记忆功能。 3.1.2

5、3.1.2 方案二：方案二：PLCPLC 设计设计 采用计算机和 FX2N-48M2 系列 PLC，在计算机上编译调试好交通灯控制程 序，启动 PLC 写入程序，经过运行后，输出十字路口南北、东西二个方向的控制 信号。 其中黄灯信号必须满足间歇闪耀； 在夜间时黄灯一直闪耀， 而绿、 红灯灭。 可编程控制器交通灯控制系统的特点： 编程简单， 维修方便； 联机自动就地工作； 上机控制的单周期运行方式； 由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现 自动控制；自动启动、自动停机控制方式。近年来 PLC 的性能价格比有较大幅度 的提高，使得实际应用成为可能。 3.1.3 3.1.3 最终方案确定最终方

6、案确定 经过比较，本实验决定采用经过比较，本实验决定采用 PLCPLC 设计，总结原因如下：设计，总结原因如下： PLC 具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在 30 万小时以上； 编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现； 抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的靠 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； 安装简单维修方便，PLC 不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接 运行。使用时只需要将现场的各种设备与 PLC 相应的 I/O 端连接，系统便可投入 运行。 综上所述，确定方案二为最终方案。 3.2 3.2 十字路口交通信号灯的控制要求十字路口交通信号灯的控制要求 随着城市和经济的发展，交通信号灯发挥的作用越来越大，正因为有了交 通信号灯，才使车流、人流有了规范，同时，减少了交通事故发生的概率。然而， 交通信号灯不合理使用或设置，也会影响交通的顺畅。 交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许 通行，黄灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信