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1、-十字路口交通信号灯PLC控制系统毕业论文-第 19 页十字路口交通信号灯PLC控制系统设 计 题 目: 十字路口交通信号灯PLC控制系统 院 系 名 称: 专 业 班 级: 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 职 称: 二一五年 月目 录摘 要4第1章 绪 论51.1 引言51.2 课题的背景51.3 课题研究的目的意义61.4 国内外现状及未来发展趋势71.4.1 国外发展现状81.4.2 国内发展现状81.4.3 未来发展趋势91.5课题研究的主要内容9第2章 控制系统总体方案与技术要求112.1 系统的基本要求112.1.1信号灯的基本构成112.1.2基本控制要求122.2 PLC的
2、结构及原理132.2.1 PLC的分类132.2.2 PLC的基本结构及原理132.2.3 PLC设计的基本原则142.3 PLC的选用152.4 本章小结16第3章 信号灯控制系统的设计173.1 信号灯结构设计173.1.1工作时序图173.1.2可编程控制器I/O端口分配193.1.3程序梯形图指令表193.1.4信号灯的PLC外部连线图22结论24参考文献25致谢26摘 要随着社会的发展和进步以及人民生活水平的提高，上路的车辆越来越多，但相应的公路设施却没有相应的改善，这就导致了城市交通拥堵问题突出，而且拥堵的地方多是十字路口等车辆汇集处。如何改善交通灯控制系统，以适应现在的交通状况，
3、成为竞相研究的课题，本文对该问题给予了深刻地研究。本文十字路口交通灯控制系统主要用于处理十字路口车辆及行人通过的问题，使其减少相互干扰，提高了十字路口的通行能力。本文总结了交通灯控制技术的发展，讨论了基于PLC的十字路口交通信号灯控制系统的设计可行性。根据PLC的工作原理并结合城市交通的实际状况，本文提出了以三菱公司生产的FX2N-128MT-001型PLC作为基本控制核心，安排了四个方向的直行、左转红黄绿灯，人行道红绿灯以及倒计时数码管的具体配置；设计完成了PLC的I/O端口分配和控制程序；探索了基于红外遥控的十字路口交通信号灯的无线强通控制方案并设计了具体的硬件电路及软件控制程序。关键词：
4、十字路口；信号灯；PLC；三菱；无线控制器第1章 绪 论1.1 引言可编程控制器（programmable controller）属于微型计算机的一种，并且最早为工业控制应用而设计制造。由于其在最初功能上只可实现定时、计数以及逻辑控制等功能，故也被称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。它具有可靠性高，功能完善，抗干扰性好、结构简单、编程方便、体积小、重量轻等优点，是一种专门用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统并且主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、网络技术和通讯技术发展而来的
5、一种新型工业控制自动化装置。随着现代技术的发展，该装置在功能及构造上己经远远超过了早期的PLC。交通问题是现代社会发展的一个重要表现，同时也是社会发展的重要依托。交通运输是城市功能活动的命脉，它直接影响社会经济与生活的各个方面。无论是在古代还是现代，交通运输都具有十分重要的经济意义和战略意义。在现代经济高速发展的今天，交通问题己经被许多国家和地区提上了日程。如何高效、快捷地出行，是关乎人们生产和日常生活的重要问题。而与之相关的方方面面也就自然而然地成为了人们所研究和关注的焦点。本课题通过深入地研究PLC的硬件结构与工作方式，成功地将PLC与十字路口交通信号灯联系起来，初步解决了交通拥堵问题。系
6、统地设计了基于PLC的十字路口交通信号灯控制系统，对包括具体信号灯配置、硬件与软件的设计在内的控制环节进行了深刻研究，并且探索了手持式无线遥控装置对于信号灯的控制。1.2 课题的背景随着社会的发展和进步以及人民生活水平的提高，上路的车辆越来越多，但相应的公路设施却没有相应的改善。这就导致了城市交通拥堵问题突出，而且拥堵的地方多是十字路口等车辆汇集处。在世界各大城市，交通堵塞尤为严重，尽管人们发明了红绿灯，修建了立交桥，但是交通堵塞问题始终没有解决，使之成为世界性的难题。但城市中的交通堵塞状况严重与否还是或多或少地反映出所在城市的经济发达程度和所处的发展阶段。大多数人选择汽车的初始动机主要是为了
7、出行快捷和节省时间，然而由于交通堵塞所造成的出勤的低效率，往往使得人们的愿望与实际结果产生较大的差异。目前国内城市人口密集区，机动车和非机动车数量讯速增长，严重匮乏且陈旧的道路交通设施、布局不尽合理的城市路网已经不堪重负，这些都导致了城区交通拥堵频繁、交通秩序混乱等问题。特别是早晚行车流量高峰期，道路人流、车流量基本处于饱和或超饱和状态，车辆行驶缓慢，加上小商贩占道摆摊设点、车辆随意停乱放，使得蚕食、侵占道路现象比较突出，而“行车难、停车难”已越来越成为中心城区内的一种常态，是城市交通管理的难点和热点。随着城镇人口不断增长，机动车、非机动车拥有量还会逐年递增，城市安全设施建设的滞后性凸显，交通
8、违法事故、治安事件时有发生，城市安全防控已成为了整个社会所关注的焦点。从相关部门的事后查处的结果来看，造成这些现象其中的一个重要原因就是机动车驾驶员在交警视线外违法行驶的情况非常普遍，交通参与者的交通安全意识普遍偏低。随意违法的问题也在很大程度上反映了我区交通秩序管理缺乏科技手段给予支撑的问题，这些都成为我区道路交通事故处在多发态势的主要原因。 面对日益严重的交通拥堵问题，想要仅仅依靠行政措施是远远不够的。解决交通问题还应该利用科技力量对城市交通进行有效的管理，如何对异常的交通拥堵等交通事件进行有效的监督管理，是城市实现智能交通时需要考虑的重点之一。利用交通灯对车流进行管理，无疑是最为便捷且最
9、为行之有效的方法。眼下一个极为迫切的问题就是如何优化目前的交通信号灯系统。1.3课题研究的目的意义交通运输是城市功能活动的命脉，它直接影响社会经济与生活的各个方面。在世界范围内，随着人口密度高速增长，城市化的脚步不断加快，交通问题日渐严重。龙其在国际性大都市，拥挤的交通己经造成了巨大的能源损失和环境污染，同时也给人们的生活带来了巨大的困扰。在我国这个情况尤为突出。这就说明了交通路口的车辆指挥工作是极为重要的一环，而疏导交通的主要工具.交通信号灯的性能就更为重要。以往的交通灯大都采用继电器或单片机来实现，虽然简单可控成本低，但同时也存在着功能少，可靠性较差，维护量很大等缺点。目前我国的交通信号灯
10、主要靠单片机甚至是更初级的控制方式。该控制方式虽然简单易行，但由于单片机工作稳定性差、易受外界干扰、可实现功能少且联网性差，己越来越不能适应现代化都市对于交通控制的需求。而国内外到目前为止尚无完善的解决方案，这就为PLC的研发应用提供了广阔的空间。PLC控制的信号灯的出现使得该问题迎刃而解。和单片机控制的十字路口信号灯相比，用PLC进行控制主要是考虑PLC具有很强的环境适应性，同时其内部定时器资源非常丰富，可对交通灯进行精确控制。PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、网络技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制自动化装置。可靠性高，功能完善，抗干扰性好、具有结构简单、编程方
11、便、体积小、重量轻等优点，是一种专门用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统。PLC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丰富，可实现精确控制，且具有通讯联网功能，可以将相关路口统一调度管理。并且由于PLC内部均配有实时时钟，因此通过PLC控制可对交通灯实施全天候无人化管理。另外因为PLC具有通信联网功能，所以可以将同一条道路上的交通灯组成局域网进行的统一调度管理，这样就可以缩短车辆等候时间，进而实现科学化管理。该课题的提出和研究有利于填补国内外PLC应用领域的空白和不足，充分发挥PLC在现代工业控制中的优越性。也正是因为如此，如何充分地利用P
12、LC系统的控制优势，使其适应现在的交通状况，成为竞相研究的课题。1.4 国内外现状及未来发展趋势1.4.1 国外发展现状在交通信号灯的控制方面，国外尤其是欧美等发达国家，PLC控制的交通信号灯在大中城市甚至是小城填也早己数见不鲜。在日常出行中，高质量的交通信号无疑也对车的智能控制和减少交通拥堵上起到了至关重要的作用。而且由于PLC具有高可靠性和超长寿命的优点，平时并不需要人工维护，这在人力资源奇缺的西方发达国家来说，是节约劳动力的最好方式。目前，世界上大约有200家PLC生产厂商，400多品种的PLC产品，按地域来说可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品也都各具自己的特色。如
13、日本主要发展中小型PLC，其小型PLC设计先进，结构紧凑，价格便宜，在世界市场上占用重要地位,以PLC为基础的红绿灯在各大城市并不少见，各个PLC生产公司也因此大获其利。就这一角度来说，以PLC控制的信号灯将极具竞争力。PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置，使得其在应用方面受到了限制。但近十多年以来，PLC的应用面却越来越广。究其原因，主要是一方面由于微处理器芯片有关的元件价格大为下降，这使得PLC的成本迅速下降；另一方面PLC的功能大大增强，也能够解决复杂的计算以及通信问题。PLC的应用范围通常可分成5种类型，它们分别是：顺序控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信网络。在工业自动化领域
14、中，国外的PLC己经成为大多数自动化系统的设备基础，由于综合了计算机和自动化技术，PLC的发展更是日新月异，现在己经很大程度地超过了其刚刚出现时的技术水平。1.4.2 国内发展现状虽然PLC在国外的研究己得到了长足的进步，但我国工业企业的自动化程度还普遍较低，不仅PLC产品应用范围有限，生产PLC的厂家也是凤毛麟角，如机械行业80%以上的设备仍然采用传统的继电器和接触器进行控制。PLC在我国的应用潜力远远没有得到充分发挥，PLC产品还有着很大的应用空间。虽然我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分的小型企业还尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。对于交通灯这
15、种技术要求不太高的控制，与PLC有关的研究更是无人问津。近几年来，随着上路的车辆越来越多，与此同时城市交通拥堵问题日益突出，城市交通问题己成为了关乎人民正常生活与否的重要一环。合理的交通控制方法能有效的缓解交通拥挤、减少尾气排放及能源消耗、缩短出行延时，改善我国独有的交通问题，所以对交通信号控制方法的研究具有重大意义。当前我国的十字路口信号灯还主要靠单片机控制，该控制方式虽然简单易行，但由于单片机工作稳定性差、易受外界干扰、可实现功能少且联网性差，己越来越不适应现代化都市对于交通的需求。本文要研究的由PLC控制十字路口交通信号灯正是为了解决上述问题运应而生。PLC凭借其高精度、高可靠性及长寿命
16、为其在交通信号灯的控制上提供了巨大的发展空间。我国在“十五”规划中就已明确提出了“用信息化带动工业化”的发展计划，大量传统产业的自动化改造将为PLC控制。我国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。1.4.3 未来发展趋势和单片机控制的十字路口信号灯相比，用PLC进行控制主要是考虑PLC具有很强的环境适应性，同时其内部定时器资源非常丰富，可对交通灯进行精确控制。由于PLC内部均配有实时时钟，因此通过PLC控制可对交通灯实施全天候无人化管理。另外因为PLC具有通信联网功能，所以可以将同一条道路上的交通灯组成局域网进
17、行的统一调度管理，这样就可以缩短车辆等候时间，进而实现科学化管理。正是由于PLC较之单片机及其它控制的种种优点，以PLC取代城市现有的交通灯控制方法是势在必行的。城市的交通系统是一种时刻变化且非线性的系统。以往的交通控制方面的研究多倾向于实际操作的考虑而非基于理论控制的方法。近年来，随着众多研究控制理论的学者教授的参与，城市交通的自动控制领域方面的研究出现了新的思路和方法，人工智能是新的研究方法之一。人工智能是将PLC控制与智能化计算机结合，利用模糊控制与神经网络控制的技术进行十字路口交通信号灯控制能够取得比定时控制更为有效的结果。这是今后的交通信号灯的主要研究方向。将模糊控制和神经网络控制两
18、者结合起来用于十字路口交通信号灯的控制将很有可能成为今后交通信号灯控制研究的重点，所以对其进行一次系统全面的研究是十分必要的。1.5 课题研究的主要内容本设计主要研究了基于PLC的十字路口交通信号灯控制。十字路口信号灯系统的具体构成元素包括：东、西、南、北方向四个主干道直行“红绿黄”灯。当按下按钮后，东西方向的绿灯亮5秒，闪烁2秒后灭，黄灯亮2秒后灭，然后红灯亮9秒后灭，如此循环;而对东西方向绿灯、红灯、黄灯亮时，南北方向的红灯亮9秒后灭，接着绿灯亮5秒，闪2秒，黄灯亮2秒后灭，如此循环。本设计的研究技术路线如图所示：研究了解信号灯的工作原理和动作规律查阅相关资料并选择适合本课题的技术确定PL
19、C的技术路线实现PLC控制系统设计的基本要求并设计出PLC的控制程序依照自己的设计做出总体布局设计完成PLC控制系统设计流程图绘制编写毕业论文设计技术路线第2章 控制系统总体方案与技术要求2.1 系统的基本要求2.1.1 信号灯的基本构成十字路口交通的具体的交通灯分布如图所示，在十字路口的东、西、南、北方向装有主干道直行“红绿黄”灯。交通灯分布1. 南北主干道南北主干道的交通灯有3个，分别是直行红灯、直行绿灯和直行黄灯。2. 东西主干道东西主干道的交通灯也是3个，分别是直行红灯、直行绿灯和直行黄灯。2.1.2 基本控制要求交通信号灯控制系统的要求是能够实现南北和东西方向6组灯交替点亮的正常循环
20、运行。交通信号灯的正常循环运行逻辑流程图如图所示，具体控制要求如下：（1）按下启动按钮后，交通信号灯系统开始工作。先亮南北方向红灯和东西方向的绿灯，再亮东西方向红灯和南北方向绿灯，然后再亮南北方向红灯和东西方向的绿灯，如此一直循环运行。（2）东西向主干道直行绿灯先亮5s，然后闪烁2s，再亮直行黄灯2s，然后是直行红灯亮9s；同时南北向红灯先亮9s，其次绿灯亮5s，然后闪烁2s，再亮直行黄灯2s，依次循环。开始南北直行绿灯闪2s南北直行红灯亮9S南北直行绿灯亮5s南北直行黄灯亮2s东西直行绿灯亮5s东西直行绿灯闪2s东西直行黄灯亮2s东西直行红灯亮9s交通灯正常循环运行流程图2.2PLC的结构及
21、原理2.2.1 PLC的分类1. 按I/O点数和存储器容量可分为：（1）小型PLC；（2）中型PLC；（3）大型PLC2. 按结构型式可分为：（1）整体式PLC；（2）模块式PLC；（3）叠装式PLC3. 按功能可分为：（1）低档机；（2）中档机；（3）高档机2.2.2 PLC的基本结构及原理可编程控制器的硬件结构主要由微处理器、存储器、电源、I/O接口电路、扩展接口、外设接口和编程器等构成。PLC接受了来自现场的控制信号后经过中央处理元件处理后送入驱动受控元件进而实现对象的操作控制。PLC分为整体式和组合式两种结构，整体式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块以及电源等。所有这些元素
22、组合成为一个不可拆解的整体。模块式PLC包括CPU模块、电源模块、内存、机架等，这些硬件设施可以按不同的排列组合形成一定功能的模板。PLC工作时主要是取指令及执行指令以完成一定的功能，其内部工作过程大致可分为如下阶段：(1)输入采样阶段在此阶段中， PLC以扫描的方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，立即转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的数据和状态也不会因此而改变。(2)程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按照由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描一条梯形
23、图的同时，又总是先扫描梯形图左边的控制线路，并按照先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算得出的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中所对应位的状态；或者是刷新该输出线圈在I/O映象中所对应位的状态；又或者是确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。（3）输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的数据和状态来刷新所有的输出锁存电路，和外接电路，再经输出放大电路驱动相应的外设。2.2.3 PLC设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC
24、控制系统时，应遵循以下基本原则：1、最大限度地满足被控对象的控制要求如何充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，这是设计PLC控制系统的首要目标，这也是设计中最为重要的一条原则。要求设计人员在设计前就要深入现场来进行调查和研究，收集控制现场的各方资料以及相关先进的国内、国外资料。2、保证PLC控制系统的安全可靠保证PLC控制系统能够长期可靠、安全、稳定地运行，这是设计控制系统的重要原则。要求设计者在系统的设计、元器件的选择、软件的编程上要全面考虑，以确保控制系统能够安全可靠地运行。例如：保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在各种非正常情况下如突然掉电再上电、按钮按错等，也能
25、正常工作。3、力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能够提高产品的数量和质量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入和技术的培训以及设备的维护也将导致运行资金的急剧增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的经济效益，另一方面也要注意不断地降低工程的造价成本。这些要求设计者不仅应该使控制系统简单并且兼具经济性的特点，而且还要使控制系统的使用和维护方便、成本低，而不能一味盲目地追求高指标。4、适应发展的需要由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断提高，所以设计时要适当考虑到今后控制系统的发展和完善的需要。这就要求在选择PLC的输入/输出模块、I/O点数和
26、内存容量时，要适当地留有余量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。在可编程逻辑控制器系统的设计时，首先应该确定控制方案，下一步工作就是可编程逻辑控制器的设计和选型。工艺流程的特点和应用要求就是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应该是高度集成的、标准的，按照其易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则来选用型号，而且所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有成熟可靠的系统和投运业绩的各类产品，与其系统硬件、软件配置及功能应该和控制要求相适应。2.3 PLC的选用PLC发展到了今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业监测和控制场合。除了逻辑处理功能
27、以外，现代PLC大多还具有完善的数据运算能力，因而可用于各种数字控制领域。以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸几乎小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积十分小从而很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。近年来PLC的功能单元大量涌现，这使得PLC渗透到了温度控制、位置控制和CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的快速发展，使用PLC组成的各种控制系统变得非常容易。PLC用于存储逻辑代替接线逻辑从而大大减少控制设备外部的接线，这使得控制系统设计及建造的周期大为缩短，与此同时维护也变得更加容易起来。最重要的是使同一设备经过了改变程序改变使得
28、生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。目前生产可编程控制的器的厂家很多，并且每个厂家本身生产的产品也不尽相同，但就其基本构造和指令都相近，因此只需从中选择一款适合控制系统要求的PLC即可。本文采用的是三菱公司的FX2N-16MR，其中输入点：8，输出点：8，继电器输出。FX2N-16MR，属于第三代小型可编程控制器，集高速、高性能及高容量于一身。作为一种新型PLC，具有自身一些独有特点，下列是关于FX2N-16MR的一些基本介绍：PLC平均无故障时间（MTBF）高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的外部电路来说，使用PLC构成控制系统，和
29、同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到了数百甚至数千分之一，故障率也就因此大大降低。此外，PLC还带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可以及时地发出警报信息。从PLC功能来看，该型号PLC的CPU 处理速度达到了0.065us并且内置了高达64K 的大容量RAM 存储器。高内存大幅增加了内部软元件的数量，强化了指令的功能，提供了多达209 条应用指令，包括像与三菱变频器通讯的指令，CRC 计算指令，以及产生随机数指令等等。晶体管输出型的基本单元内置了3 轴独立最高100kHz 的定位功能，并且增加了新的定位指令；带DOG 搜索的原点回归（DSZR ），中断单速定位（DVIT）
30、和表格设定定位（TBL），从而使得定位控制功能更加强大，使用更加地方便；内置了6 点同时100kHz 的高速计数功能，双相计数时可以进行4 倍频计数，大大地提升了运行速度。此外该型号PLC还有一些其它特殊功能：1.定位指令增加。2.可扩展高速脉冲输出模块FX3U-WHSY-ADP 用于定位。3.可扩展定位模块FX3U-20SSC-H模块用于定位。4.可连接FX系列之前的定位模块。2.4 本章小结 本章提出了信号灯系统的总体构思，并且提出了十字路口信号灯系统的具体构成元素：东、西、南、北方向装有主干道直行“红绿黄”灯。并且通过对PLC各个型号的对比以及从设计的实际要求出发选择了PLC的具体型号。
31、第3章 信号灯控制系统的设计3.1 信号灯结构设计本文以十字路口信号灯的PLC控制为主进行研究。该课题中的十字路口信号灯包括南北直行红黄绿灯，东西方向左转红黄绿灯两组。本节设计主要围绕各个信号灯的工作时序图和具体的PLC控制程序来做介绍，同时分配了各个信号灯PLC端口。3.1.1 工作时序图1南北方向对于该方向，本文采用的是以18s为周期，其信号灯工作时序如图所示。对于直行红黄绿灯，该组信号灯的3个灯以红灯（9s） 绿灯(5s) 绿灯闪烁（2s） 黄灯(2s)依次循环。 红灯绿灯黄灯 南北方向信号灯工作时序图2东西方向东西方向的信号灯工作与南北方向呈对称方式，行车与南北方向道路交替进行，其工作
32、时序如图所示。对于该方向，本文采用的是以18s为周期，其信号灯工作时序如图所示。对于直行红黄绿灯，该组信号灯的3个灯以绿灯（5s） 绿灯闪烁(2s) 黄灯（2s） 红灯(9s)依次循环。红灯绿灯黄灯东西方向信号灯工作时序图3.1.2 可编程控制器I/O端口分配由于本设计所选用的PLC为输入点：8，输出点：8，继电器输出。而本设计中的输入输出点数共为7点，均在PLC的基本输入输出点数范围之内，所以无需进行I/O扩展，在设计时只需赋与其不同的端口地址即可。1.外部输入控制按钮本设计当中的1个外部控制按钮的具体I/O端口分配方式如表所示。外部输入控制按钮I/O端口分配名称符号输入点启停开关SB1X0
33、002.信号灯输出PLC系统的信号灯输出量主要是由各个方向的红、黄、绿灯所构成的。信号灯输出的I/O端口分配方式如下表所示： 信号灯输出的I/O端口分配名称符号输出点南北直行红灯HL0Y000东西直行绿灯HL1Y001东西直行黄灯HL2Y002南北直行绿灯HL3Y003东西直行红灯HL4Y004南北直行黄灯HL5Y0053.1.3 程序梯形图本设计的梯形图设计力求简单、高效，在完成设计要求的同时，尽量简化系统，充分利用系统资源。交通灯PLC系统梯形图交通灯PLC系统梯形图指令表具体的工作过程描述如下： 当起动开关SB1合上时，X000触点接通，Y000得电，南北红灯亮；同时Y000的动合触点闭
34、合，Y001线圈得电，东西绿灯亮，维持到5秒，T1的动合触点接通，与该触点串联的T10动合触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使东西绿灯闪烁。又过2秒，T2的动断触点断开，Y001线圈失电，东西绿灯灭；此时T2的动合触点闭合，Y002线圈得电，东西黄灯亮。再过2秒后，T3的动断触点断开，Y002线圈失电，东西黄灯灭；此时起动累计时间达9秒，T0的动断触点断开，Y000线圈失电，南北红灯灭，T0的动合触点闭合，Y003、Y004线圈得电，东西红灯亮、南北绿灯亮。又经过5秒，T4动合触点闭合，与该触点串联的T10的触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使南北绿灯闪烁；闪烁2秒，T6动断触点断开，Y003
35、线圈失电，南北绿灯灭；此时T6的动合触点闭合、T11的动断触点断开，Y001线圈得电，南北黄灯亮。维持2秒后，此时起动累计时间达9秒，T5动断触点断开，Y005线圈失电，南北黄灯灭，Y004线圈失电，东西红灯灭，同时T0复位。上述是一个工作过程，然后再周而复始地进行。3.1.4 信号灯的PLC外部连线图信号灯的PLC外部连线较为简便，信号灯输出一端直接接PLC的输出端，另一端在并上一个24V的直流电源后接入PLC的接地端COM1。信号灯的PLC外部连线图如所示： 信号灯的PLC外部连线图结 论十字路口交通信号灯是城市交通控制中重要的一环，信号灯合理化运行是车辆高效出行的重要保证。本设计在对交通
36、灯进行全面分析后，完成了以下内容：信号灯部分，本设计通过对PLC的工作原理和信号灯的工作规律进行深入探究，设计完成了信号灯的具体配置、时序要求、端口分配、梯形图程序，并且进一步设计了PLC外部接线。本设计采用了三菱公司GX-Developer成功实现了信号灯仿真运行。通过接收端与PLC相连接成功实现了交通灯控制系统的正常循环运行工作方式。参考文献1 许卫洪.PLC结合MCGS组态软件在交通信号灯控制系统中的应用M.武汉船舶职业技术学院学报， 2011（02）48. 2 冯泽虎.基于PLC的交通信号灯模糊控制系统的研究M.数字技术与应用，2010（4）47.3 褚渊博,唐云龙.PLC、触摸屏仿真
37、软件在交通信号灯系统设计中的应用M.石家庄铁道学院学报(自然科学版)，2010(03) 149. 4 李胜多,张惠莉.基于三菱PLC和组态技术的交通信号灯控制系统设计M.青岛农业大学学报(自然科学版)，2009（12）157. 5 布挺,王帆基. S7.226型PLC的交通信号灯系统设计M.安徽电子信息职业技术学院学报， 2009(08) 146. 6 孙晗.基于PLC交通信号灯控制系统在MCGS组态软件中的实现M.工业控制计算机， 2009（03） 247. 7 程周，常辉.电气控制与PLC应用技术J. 电子工业出版社,2011. 8 咸庆信.PLC技术与应用:专业技能入门与精通(第2版)J
38、. 机械工业出版社 ，2011. 9 张泽荣.可编程控制器原理与应用M.清华大学出版社，2010.10 鲁远栋.PLC机电控制系统应用设计技术M.电子工业出版社,2008（10）.致 谢历时近六个月的毕业设计终于完成。在这段时间里，我系统且充分地运用大学期间学到的专业知识，终于顺利地完成了本次毕业设计内容。在该毕业设计中通过方案的论证、理论的设计计算、各个部件的设计、电气图的绘制以及设计说明书的撰写等环节的训练，让我的个人理论水平和实际动手能力有了一次飞跃，全面地锻炼了自己在设计、分析以及动手实践等方面的多项能力，同时使所学专业知识得到一次全面的巩固和加强也使自己的专业知识得以应用。此次设计是
39、在导师的指导下完成的。从设计选题、资料搜集到绘制图纸及撰写说明书的整个过程都经过了老师的悉心指导。早在毕业设计的前期，老师就对我的选题提供了无私的帮助，包括为我指明了选题方向，为我分析题目的可行性和实际中可能出现的问题以及需要注意的事项，为我提供毕业设计所需要的参考资料，在设计当中时时为我答疑解惑，不惜牺牲自己的休息时间对我悉心指导，使我的毕业设计能顺利进行。老师渊博的专业知识、严谨的治学态度、科学的工作方法以及平易近人、关心学生的生活作风，这些点点滴滴无一不在感动着我，让我如沐春风。值此论文完成之际，真诚的向老师道一声谢谢，老师您辛苦了！同时，我也要感谢大学期间所有教过和没有教过但给我很多帮助的老师，是他们孜孜不倦的教导让我能在四年里学到很多的专业知识，为我以后工作和学习打下了坚实的基础，是他们的谆谆教诲使我明白了许多为人处事的道理，给我今后的人生足迹烙下了更深的印迹，在此我衷心地感谢所有帮助过我的老师。此外该毕业设计能够顺利完成，和很多同学亲友以及其它人的关心、帮助和支持也是分不开的，在此本人向他们一并致谢！由于时间和个人知识及能力水平有限，论文中难免会有一些纰漏或错误之处，恳请各位老师批评指正。