PLC_人车分行交通信号指挥灯的控制

PLC 课程设计报告书

题目

2011年7月8日

课程设计（论文）任务书

指导教师签字： 系（教研室）主任签字：

年 月 日

1．课程设计的性质、目的和任务

红绿灯信号系统是现代城市道路交通管理中不可或缺的重要组成部分，是城市建设和道路交通发展的必然产物，是实现静态管理与动态管理相结合的主要方式。其作用是多方面的而且是显而易见的。我们不难想象，一个没有红绿灯信号系统的现代化城市将会陷入怎样的混乱！

红绿灯（交通信号灯）系以规定之时间上交互更迭之光色讯号，设置于交岔路口或其他特殊地点，用以将道路通行权指定给车辆驾驶人与行人，管制其行止及转向之交通管制设施。为一由电力运转之交通管制设施，以红、黄、绿三色灯号或辅以音响，指示车辆及行人停止、注意与行进，设于交岔路口或其他必要地点, 也是城市交通管理工作自动化的重要标志之一。可编程序控制器(PLC) 是一种新型的通用的自动控制装置, 它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体, 是专能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。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系统中最重要的组成部分。

对交通的管控能力，也就从一个侧面体现了这个国家对整个社会的管理控制能力，因此各国都很重视用各种高科技手段来强化对交通的管控能力。在交通建设和管理中，无锡交通充分重视现代化信息技术对交通发展的推动作用。将PLC 用于对交通信号灯的控制，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交通信号灯是日常生活中遇到的一个普通实例，它的控制也颇具典型和实用价值。由于交通路口的形状和规模不一，所采用的信号灯的数量、控制要求不一，控制的复杂程度也就不一样。本实验以威海市码头路口为例。

本实验设计在传统红绿灯控制形式的基础上增加绿灯闪烁（简称绿闪）功能，即在绿灯时段行将结束的最后3秒闪烁二次，其目的是提示绿灯时段行将结束，并保留黄灯缓冲过度。可附带人行横道红绿灯。

2. 题目要求

码头路口交通灯一个循环为105s ，总共可分为四个大状态，四个状态中可分为若干子状态。

状态一总共20s ，可分为： 1~16s：北侧左转绿灯亮，北侧直行绿灯亮，南侧调头灯绿灯亮，其它灯为红。16~19s：北侧左转绿灯闪烁，其它灯状态不变。19~20s：北侧左转黄灯亮，北侧左转绿灯灭，其它灯状态不变。

状态二总共40s ，可分为：20~55s：北侧直行绿灯亮，南侧直行绿灯亮，其它灯为红。55~58s：北侧直行绿闪烁，南侧直行绿闪烁，其它灯状态不变。58~60s：北侧直行绿灯灭，南侧直行绿灯灭，北侧直行黄灯亮，南侧直行黄灯亮，其它灯状态不变。

状态三总共25s ，可分为：60~80s：东西侧绿灯亮，其它灯为红。80~83s：东西侧绿灯闪烁，其它灯状态不变。83~85s：东西侧绿灯灭，东西侧黄灯亮，其它灯状态不变。 状态四总共20s ，80~105s，人行绿灯亮，东西南北侧红灯亮。

3. 总体设计

1：南直行 2：南掉头 3：北直行 4：北左转 5：东直行 6：西直行

现场地形图

交通灯时序图

PLC 机输入/输出接线关系——接口定义：

输入设备 输入编号点 起动开关 X1

停止开关 X2

输出设备 输入编号点

北左转绿灯 Y1

北前行绿灯 Y2

南调头灯 Y3

北左转黄灯 Y4

北前行/南黄灯 Y5

北左转红灯 Y6

北前行红灯 Y7

南红灯 Y10

南绿灯 Y11

东西红灯 Y12

东西黄灯 Y13

东西绿灯

Y14

人行红灯 Y15 人行绿灯 Y16

5. 信号灯梯形图

6.PLC 控制信号灯程序

7. 调试中遇到的问题及解决的方法

开始的时候对PLC 不是很熟悉，造成自己对于硬件接线不是很熟悉，经老师指点之后迅速的熟悉了PLC, 以后的设计相对比较顺利。另外就是闪烁的问题，红绿灯闪烁问题，开始找不到思路，最后小组成员共同研究并查阅资料，把闪烁解决的很成功，体现了团队的力量。

8. 心得体会

这是大学第一次真正的深入现场调研，确实收获不小。作为一个工科学校的学生，应该学会现场调研，现场分析问题解决问题的能力。

开始看红绿灯，觉得很简单，没什么太复杂的，但是实际的调研，却不是那么简单，对于码头路口，车流量有大有小，然后威海红绿灯人车分行，这些都是事先没有考虑到得。经过我们仔细观察，从实际出发，把红绿灯分成四个阶段，对每个阶段进行记录，经过两个多小时的调研，对码头的红绿灯各个阶段都认真记录，至此，现场调研结束。 由此得出从书本上学习到的，与实际的问题解决有很大的区别的，实际中需考虑到实际的很多问题。

第二点就是在学习上容易出现眼高手低的问题，以为调研完了，编程似乎就是水到渠成的，但是，从实际的编程，却遇到了很多的问题，开始的时候想到自上而下编程，但编到一半时却发现越编越复杂，根本没法实现，用的定时器很多，而且逻辑混乱，于是我们就改变思路，从时序入手来解决，如上文中的图所述，通过总体把握，参考时序，设置几个主要的定时器，然后在PLC 上实现，成功的实现。

最后，考虑闪烁，把闪烁加入，并加入九个定时器，把闪烁问题实现，特别有成就感。可以说，从开始的调研到最后的软件硬件实现，小组成员积极配合，相互鼓励，相互启发，收获的不仅仅是成功的实现课设，更重要的学会了相互配合，实现1+1>2的团队合作。

参考文献

《电气控制及其可编程序控制器》 林明星 范文利 机械工业出版社 《可编程序控制器课程设计及实验讲义》 张华强