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基于 PLC 的交通灯控制系统设计与实现【摘要】: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。
为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化。
用可编程控制器实现交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。
分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的 PLC 设计方案。
可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要,广泛的应用于各个行业。
随着科技的发展,可编程控制器的功能日益完善,加上小型化、价格低、可靠性高,在现代工业中的作用更加突出1.1 交通信号灯的作用和意义 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中最重 要的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京,上海,南京 等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自 80 年代后期,这些城市 纷纷修建城市高速公路,在 高速公路建设完成的初期,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 路的系统研究和控制,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,也决定了城市高速道路的 交通状况必然 受高速道路和普通道路耦合出交通状况的制约。
所以,如何采用合适 的控制方法,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,城区与周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输 管理和城市规划部门亟待解决的主要问题, 根据交通等工艺控制要求和特点,我们采用了日本三菱公司FX2N_48MR。
三菱 PLC 有小型化,高速度,高性能等特点,三菱可编程控制器指令丰富,可以接各种输入,输出扩充设备,有丰富的特殊扩展设备,其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的,能够方便地联网通信。
本系统就是应用可编程控制器(PLC)对十字路口交通控制等实现控制。
本系统采用 PLC 是基于以下四个原因: (1)PLC 具有很高的可靠性,抗干扰能力。
通常的平均无障碍时间都在 30 万小时以上; (2)系统设计周期短,维护方便,改造容易,功能完善,实用性强; (3)干扰能力强,具有硬件故障的自我检查功能,目前空中各种电磁干扰日益严重,为了保证交通控制的可靠稳定,我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的 PLC;(4)近年来 PLC 的性能价格比有较大幅度的提高,是的实际应用成为可能。
【关键词】:PLC 可编程控制器、交通型号灯、可靠性高。
【目录】:关键词 ………………………………………………………………………01第1章 交通信号控制系统…………………………………………………021.1 十字路口交通灯控制实际情况……………………………………041.1.1 南北向(列)和东西向(行)主干道……………………………041.1.2 南北向和东西向人行道……………………………………………041.2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验………………………041.2.1 南北向(列)和东西向(行)主干道……………………………041.2.2 南北向和东西向行人道……………………………………………041.2.3 盲人安全通道控制和手动控制车流量……………………………041.3 流程图………………………………………………………………05第2章 可编程控制器程序设计……………………………………………072.1 可编程控制器选择…………………………………………………072.2 十字路口交通灯模拟控制时序图…………………………………072.3 可编程控制器 IO 端口分配………………………………………102.4 程序设计……………………………………………………………10第3章 总结…………………………………………………………………133.1 难点分析……………………………………………………………133.1.1 行人道红绿灯和主干道红绿灯的对应关系………………………133.1.2 盲人脉冲按键………………………………………………………133.1.3 手动车流控制按键的控制方式……………………………………133.1.4 交通灯闪亮问题……………………………………………………133.2 调试错误与修改方法………………………………………………133.3 PLC 智能化控制交通灯的方法……………………………………133.4 收获与感悟…………………………………………………………14致谢……………………………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………………14 第1章 交通灯信号控制系统1.1 十字路口交通灯控制实际情况 a.南北主干道:直行绿 27S、直行绿闪 3S、左转绿 10S 、左转绿闪 3S、 黄 2S 、红 45S; b.东西人行道:红 45S、绿 27S、绿闪 3S 、红 60S; c. 红 直行绿 27S、直行绿闪 3S、转 绿 10S 、 东西主干道: 45S、 左左转绿闪 3S、黄 2S; d.南北人行道:绿 27S 、绿闪 3S、红 60S; e.循环控制方式; f.交通灯变化顺序表(单循环周期 90 秒)。
1.1.1 南北向(列)和东西向(行)主干道 南北向(列)和东西向(行)主干道均设有直行绿灯 27S,直行绿灯闪亮 3S,左行绿灯 10S,左转绿闪 3S,黄灯 2S 和红灯 45S。
当南北主干道红灯点亮时,东西主干道应依次点亮直行绿灯,直行绿灯闪,左转绿灯,左转绿灯闪亮和黄灯;反之,当东西主干道红灯点亮时,南北主干道依次点亮直行绿灯,直行绿灯闪,左转绿灯,左转绿灯闪亮和黄灯。
1.1.2 南北向和东西向人行道 南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯。
南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮,当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯。
东西人行道通行绿灯于东西主干道直行绿灯点亮时点亮,当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯。
1.2 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验 在 PLC 交通灯模拟模块中,主干道东西南北每面都有 3 个控制灯,分别为: ● 禁止通行灯 (亮时为红色) ● 准备禁止通行灯 (亮时为黄色) ● 直通灯 (亮时为绿色) 另外行人道东西南北每面都有 2 个控制灯分别为: ● 禁止通行灯 (亮时为红色) ● 直通灯 (亮时为绿色) 结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下:当交通灯系统启动开关接通时。
1.2.1 南北向(列)和东西向(行)主干道 南北向(列)和东西向(行)主干道均设有绿灯 10S,绿灯闪亮2S(亮 0.1 灭 0.1)黄灯 2S 和红灯 14S。
当南北主干道红灯点亮时,东西住干道应依次点亮绿灯,绿灯闪亮,黄灯,反之,当东西主干道红灯点亮时,南北主干道依次点亮绿灯,绿灯闪,黄灯。
1.2.2 南北向和东西向行人道 南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯。
南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮,当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮
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