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1、封面作者： PanHongliangxxxxxxxxx学xx院xx毕 业论 文 （ 设 计 ）仅供个人学习课 题 名 称基于 PLC的智能交通灯掌握系统设计机电 308347xxxxxx专 业 及班 级学号姓名指 导 老 师2021 年 5 月 4 日基于 PLC的智能交通灯掌握系统设计摘要针对近年来城市交通的拥挤现象 , 特殊是驾驶员违章严峻、交通事故频发、车辆尾气污染等问题 , 介绍了集运算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心掌握系统；在系统的设计中，主要使用了PLC和传感器相结合的方法 , 自动猎取车辆数据，依据相应流量状况自动增加或削减绿灯时长，进行智能掌握；
2、该系统的安装可以大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行才能；削减了驾驶员违章的次数, 抑制了交通事故的发生, 同时对减轻车辆尾气排放 , 从而降低环境污染都起到了不行低估的作用；分析了现代城市交通掌握与治理问题的现状，结合城乡交通的实际情形阐述了交通灯掌握系统的工作原理，给出了一种简洁有用的城市交通灯掌握系统的硬件电路设计方案；关键词 plc掌握系统交通灯智能掌握Based on PLC intelligent traffic control system designAbstractIn recent years the urban traffic, especially the dr
3、iver crowding illegal serious incidents, vehicles, traffic problems such as exhaust pollution, this paper introduces set computer, information, electronic and communication etc many high-tech means in the integration of intelligent transportation command center controlsystem. In the design of the sy
4、stem, the main use of PLC and sensor combination of methods, the automatic acquisition vehicle data, according to the corresponding traffic automatically increase or decrease the green duration of intelligent control. This system installation can greatly alleviate the urban road congestion phenomena
5、, improve the road transportation capacity. Reduced the number of drivers violation, curbing the traffic accidents, and to reduce vehicle exhaust emission, reducing environmental pollution have played a cannot underestimate role.Analyzes modern urban traffic control and management problems, based on
6、 the status of the actual situation of urban traffic control system is described the working principle of lights, and puts forwarda simple and practical urban traffic control system hardware circuit design.KeywordsPLC control systemtraffic lightsintelligent control目录1 引言11.1城市交通的现状11.2 plc交通灯的国内外进展状
7、况 11.3本文讨论的目的及意义21.4本文主要讨论内容32智能交通灯的理论和方法52.1传感器的挑选52.2掌握方式62.3急车强通掌握方式72.4程序流程图83PLC 硬件设计93.1 I/O安排表103.2 I/O安排点数估算103.3 PLC 的选型103.4 PLC 硬件电路设计114PLC 软件编程设计124.1 PLC 梯形图124.2 PLC 语句表14终止语16致谢17参考文献181 引言1.1 城市的现状随着社会经济的进展，城市交通问题越来越引起人们的关注；人、车、路三者关系的和谐，已成为交通治理部门需要解决的重要问题之一；城市交通掌握系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯
8、掌握与交通疏导的运算机综合治理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分；城市机动车量的不断增加，很多大城市如北京、上海、南京等显现了交通超负荷运行的情形，因此，自 80岁月后期，这些城市纷纷修建城市高速道路， 在高速道路建设完成的初期，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讨论和掌握，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，也打算了城市高速道路的交 通状况必定受高速道路与一般道路耦合处交通状况的制约；所以，如何采纳合 适的掌握方法，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
9、堵状况，越来越成为交通运输治理和城市规划 部门亟待解决的主要问题；1.2 智能交通灯国内外进展状况智能交通系统的进展，最早可以追溯到20 世纪七八十岁月的一系列车辆导流 系统 新 技 术 的开 发和 应用 ； 1991 年 美国 通过 “ 地 面 交通 效 率 法 ”（ ISTEA），俗称“冰茶法案”，从今美国的IVHS 讨论开头进入宏观运作阶段；1994 年，美国将 IVHS更名为 ITS；之后，之后，欧洲、日本等也相继加入了这一行列；经过 30 年的进展，美国、欧洲、日本成为世界ITS 讨论的三大基地；美国是当今世界在 ITS 开发领域进展最快的国家，它从上个世纪 80 岁月开头，先后开展
10、了与智能汽车技术相关的 PATH、 IVI 、VII 和 CVHAS等国家工程 1995 年 3 月美国交通部正是出版了“国家智能交通系统工程规划”，明确规定了智能交通系统的 7 大领域和 29 个用户服务功能目前 7 大领域包括：出行和交通关系系统、出行需求治理系统、公共交通运营系统、商用车辆运营系统、电子收费系统、应急治理系统、先进的车辆掌握和安全系统；日本于上个世纪 90 岁月初就制定了大力进展智能交通系统的国家爱战略， 其中智能汽车作为只鞥交通的重要组成部分，也得到了深化讨论；日本政府主 导的先进安全汽车 ASV工程已于 2000 年取得初步有用化成果；我国 ITS 的进展起步较晚，
11、70 岁月以来，从国外引进、消化了一些工程，并进行了一些 ITS 或类 ITS 基础工程的讨论和应用； 70 岁月中至 80 岁月初， 主要是进行城市交通信号掌握试验讨论，80 岁月中至 90 岁月初，在一些大城市引进和消化城市交通信号掌握系统，实现了一些（高速）大路监控系统、高等级大路电子收费系统和路边信息服务系统；90 岁月中以来，开头讨论部门ITS 进展战略和 GIS、GPS、EDI 在交通中的应用等，重视交通信息网络的建设，大路和桥梁治理用基础数据库和道路交通量和气象数据采集等经过多年的 努力，也已取得明显的进展；1.3 讨论目的和意义在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为
12、交通参加者的安全供应了强有力的保证；但是随着社会、经济的快速进展，原先的交通灯掌握系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况；如何改善交通灯掌握系统，使其适应现在的交通状况，成为讨论的课题；传统的十字路口交通掌握灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查， 运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好；然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异；即使是经过长期运行、较适用的方案，仍旧会发生这样的现象：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；这种流量变化的偶然性是无法建立精确模型的，统计的方法已不能适应迅猛进展的交通现状，更为现实的需要是能有
13、一种能够依据流量变化情形自适应掌握的交通灯；目前，大部分城市中十字路口交通灯的掌握普遍采纳固定转换时间间隔的掌握方法；由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的， 采纳固定时间的掌握方法，常常造成道路有效利用时间的铺张，显现空等现 象，影响了道路的畅通；为此，需要一种新型的掌握方法才能较好地解决这个问题；智能交通系统（ ITS Intelligent Transport Systems） ITS 是一个跨学科、信息化、系统化的综合讨论体系，其主要内容是：将先进的人工智能技术、自动掌握技术、运算机技术、信息与通讯技术及电子传感技术等有效的集成，并应用于整个地面交通治理系统而建立的一
14、种在大范畴内、全方位发挥作用的，实时、精确、高效的综合交通运输治理系统；交通掌握系统是ITS 讨论的一个重要方面；由于交通系统具有较强的非线性、模糊性和不确定性，是一个典型的分布式非线性系统，而且具有多种信息来源、多传感器的特点，用传统的理论与方法很难对其进行有效的掌握；把先进的智能掌握技术、信息融合技术、智能信息处理技术与交通治理技术结合起来，代表着城市交通信号掌握系统进展的方向；智能交通的进展是现代社会经济进展的客观要求，交通运输是国民经济和现代社会进展的基础；由于现代社会城市化速度越来越快、国民经济的高速增长、全球经济的一体化进程加快、个人旅行与休闲时间的不断增加以及人们对交通需求越来越
15、高，智能交通便成为现代社会经济进展的客观要求；1.4 主要讨论内容由于城市的高速进展，交通障碍也随之增加，为了实现交通道路的治理， 力求交通治理先进性、科学化；用可编程掌握器实现交通灯管制的掌握系统， 以及该系统软、硬件设计方法，试验证明该系统实现简洁、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行才能；分析了现代城市交通掌握与治理问题的现状，结合交通的实际情形阐述了交通灯掌握系统的工作原理，给出了一种简洁有用的城市交通灯掌握系统的 PLC设计方案；本课题主要应用传感器与 plc 相结合，以车辆等待绿灯的滞留数来确定该该方向是否繁忙；如下图 1以南北向为例，每当车辆进入十字路口必先经过检测器1和
16、3，检测器就会发生 2个脉冲给 PLC， PLC对检测器 1和3的计数就可得到车辆进入候车入口的总数和 Y；车辆连续往前就会经过检测器2和4，同样检测器 2和4也会发出 2个脉冲给 PLC，PLC对检测器 2和4脉冲的计数就会得到车辆驶出候车入口的总数和 X，那么 Y进入总量 -X （驶出总量） =Z1南北向车辆滞留数 , 同样， 东西方向， PLC通过对检测器脉冲的计数就可得到滞留量Z2；图1 十字路口传感检测器布置设Z1-Z220，就南北方向繁忙，东西一般，南北直行绿灯时长加5s, 南北左转绿灯时长加 5s，东西红灯时长加 10s；Z1-Z2-20 ，就东西方向繁忙，南北一般，东西直行绿灯
17、时长加5s，东西左转绿灯时长加 5s，南北红灯时长加 10s；-20=Z1-Z220否-20=Z1- Z2=20检 测 开 关SB4 自动闭合是 检 测 开 关SB3自动闭合是东西道南北道直行道左转道直行道左转道绿灯亮红灯 25s红灯 50s红灯 75s东西直通绿灯增加 5s东西左转绿灯加 5s南北直通绿灯增加 5s东西左转绿灯加 5s闪 3s黄灯亮 2s红灯 75s绿灯亮闪 3s黄灯 2s绿灯 20s闪耀 3s黄灯 2s绿灯 20s闪耀 3s黄灯 2s3.1 I/O安排表红灯 50s红灯 25s图 6 基本掌握流程图序号输入设备端号输出设备端号1启动按钮 SB1X0南北红灯Y02停止按钮 S
18、B2X1南北绿灯Y13自动开关 SB3X2南北黄灯Y24自动开关 SB4X3南北左转红Y3X4南北左转绿Y4X5南北左转黄Y57SB6东西红灯Y68东西绿灯Y79东西黄灯Y1010东西左转红Y1111东西左转绿Y1212东西左转黄Y1313报警灯Y1456东西强通开关SB5南北强通开关3.2 I/O安排点数估算系统输入信号：手动挑选按钮 4个，需要 4个输入端自动挑选按钮 2个，需要 2个输入端以上共需要 6个输入信号点，考虑到以后可能会对系统进行补充调整，所以再增加 2个备用点，这样就共需要 8个输入点；系统输出信号：南北和东西需要12个输出信号，再加 1个报警器，因此共需要13个输出信号，
19、考虑到以后可能补充调整再加2个信号点，所以一共要 15个输出点；3.3 Plc的选型本设计可采纳三菱的 FX2-32MR机型，该掌握器有 16个输入点和 16个输出点，性能高体积小，基本执行指令速度为0.48 s/ 步，程序储备器的容量可扩展至8K步，采纳循环扫描方式，完全可以满意需要；3.4 Plc硬件电路图Y0SB1X0Y1SB2X1Y2SB3X2Y3SB4X3Y4SB5X4Y5SB6Y6X5FX2N-32MRY7Y10COMY11NY12LY13Y14COM图 7 输入/输出接线图4 PLC 软件编程设计GX Developer 是三菱 PLC的编程软件；适用于 Q、QnU、QS、QnA
20、、AnS、AnA、 FX等全系列可编程掌握器；支持梯形图、指令表、 SFC、 ST 及FB、Label 语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更换、监控及调试，具有异地读写 PLC程序功能；改程序梯形图和语句表就可以用该软件完成；4.1 plc梯形图4.2 程序语句表终止语通过此次毕业设计，我不仅把学问融会贯穿，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也明白了很多课外学问，开拓了视野，熟悉了将来电子的进展方向，使自己在专业学问方面和动手才能方面有了质的飞跃；毕业设计是我作为一名同学即将完成学业的最终一次作业，他既是对学校所学学问的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个
21、良好开端，毕业设计是我对所学学问理论的检验与总结，能够培育和提高设计者独立分析和解决问题的才能；是我在校期间向学校所交的最终一份综合性作业，从老师的角度来说，指导做毕业设计是老师对同学所做的最终一次执手训练；其次，毕业设计的指导是老师检验其教案成效，改进教案方法，提高教案质量的绝好机会；毕业的时间一天一天的接近，毕业设计也接近了尾声；在不断的努力下我的毕业设计最终完成了；在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学学问的大致总结，但是真的面对毕业设计时发觉自己的想法基本是错误的；毕业设计不仅是对前面所学学问的一种检验， 而且也是对自己才能的一种提高；通过这次毕业设计使我明白了自己原先学问
22、太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然；自己要学习的东西仍太多，以前老是觉得自己什么东西都会， 什么东西都懂，有点眼高手低；通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积存的过程，在以后的工作、生活中都应当不断的学习，努力提高自己学问和综合素养；总之，不管学会的仍是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手；最终最终做完了有种如释重负的感觉；此外，仍得出一个结论：学问必需通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发觉是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了；致谢在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学沟通体会和自学，并向老师请教等方式，使自己
23、学到了不少学问，也经受了不少艰辛，但收成同样庞大；在整个设计中我懂得了很多东西，也培育了我独立工作的才能，树立了对自己工作才能的信心，信任会对今后的学习工作生活有特别重要的影响；而且大大提高了动手的才能，使我充分体会到了在制造过程中探究的艰巨和胜利时的欢乐；虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收成和财宝，使我终身受益；最终，诚心感谢我的论文指导老师，从论文的结构到材料的收集，详细内容的支配老师都赐予了尽心的指导，没有她的帮忙我是不行能完成这篇论文的；再次表示诚心的感谢！参 考 文 献1 电气掌握与 PLC原理及应用，林春方主编，上海交通高校出版社，2021
24、2 李伟机床电器与 PLC西安：西安电子科技高校出版社， 20063 社会交通与社会进展，黎德扬， 20014 常斗南可编程序掌握器原理应用试验北京：机械工业出版社，19985 廖常初主编 PLC基础及应用 , 北京：机械工业出版社， 20046 智能交通系统讨论进展动向与启示，陆化普，史其信，1996版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is Pan Hongliangs person
25、al ownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、讨论或观赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵害本网站及相关权益人的合法权益；除此以 外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权益人的书面许可，并支付酬劳；Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at th
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