plc的交通灯设计
摘 要本文利用s7-200编写了交通灯控制系统的模拟程序，通过现场的勘察，结合交通十字路口的实际情况，我做出的简单的关于交通灯控制的PLC设计方案。在方案里，分东西向以及南北向，东西向有直行红灯，直行绿灯，直行黄灯，左转红灯，左转绿灯，左转黄灯；同样的，南北向也有直行红、绿、黄灯，左转红、绿、黄灯，然后右转向是绿灯常亮，所以就不添加右转向灯，默认为绿灯。然后还分为2种不同时刻的交通灯状况，分别为正常以及高峰。经过程序的调试，本次设计的交通灯模拟可行，具有一定的应用价值。
目录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 各国家的交通控制系统 2
1.3 未来交通灯发展的状况以及方向 2
1.4 本课题的设计要求 3
第二章 PLC概述 4
2.1 PLC的分类 4
2.2 PLC的特点 4
2.3 PLC的功能和发展前景 5
2.4 PLC的结构 7
第三章 交通灯控制系统的方案与设计 8
3.1 控制要求 8
3.2 系统设计方案分析 8
3.3 交通灯状态图 9
第四章 硬件设计 11
4.1 硬件选择 11
4.2 S7200 PLC的信号扩展模块 11
4.3 PLC的I/O分配表 12
4.4 硬件接线图 13
第五章 软件设计 14
5.1 交通灯的时序流程图 14
5.2 十字路口交通信号灯梯形图 16
5.3 实验调试 25
结束语 25
致谢 26
主要参考文献： 27
第一章 绪论
1.1 引言
交通灯控制系统的的历史也还算悠久，人类工业文明在不断的发展，从而使各种交通工具呈现出一片繁荣的景象。这些交通工具的大量使用让人们的出行显得更为方便，在方便大家的同时，越来越大的交通压力也日趋明显，交通指挥系统在各个路口的需求也增加了许多。在先前的1868年，全世界第一台红绿灯由英国工程师纳伊特发
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
明的，并把它安装在了伦敦威斯特敏斯特街口，然而没多久，它就消身匿迹了，因为它引发了一场爆炸事故。在之后的1914年前后，交通灯又再次出现在大众的视线里，一款由电力驱动的交通灯在美国制造成功，在纽约和芝加哥等地被安装及利用，那时侯的交通灯的概念和如今的相比大致相同。1926年，自动化控制的交通灯的利用，为现代城市交通打下了扎实基础。在1968年联合国颁布的《道路交通和道路标志信号协定》上对交通灯的各种意义做出了明确的规定，使一些法则让人们清楚的了解到交通灯指示，大大推动了交通灯的发展，有效缓解了交通压力，也改善了人们的出行状况。经济的飞速发展和人们生活水平的提高，人们使用汽车的数量逐年增长，传统的交通灯系统明显已经满足不了现在的交通压力需求。根据这样的状况，这次设计主要是根据不同时刻的需求来改变交通灯的读秒时间，用这种方式在一定程度上缓解交通压力。
1.2 各国家的交通控制系统
1.2.1 TRANSYT路面交通控制系统（英国）
经过无数次的实验和自己的经验基础上，英国道路研究所用了好多年的时间，最终TRANSYT路面交通控制系统被研制出来。在全球400余个城市得到了广泛的采用，光在这一方面的成果来看，可以说是挺成功的。它的通信方式主要靠内部的其内部的有线装置实现。他它采用静态模式来控制，所谓静态模式，就是控制绿信比和相位差主要依靠数学模型交通信号灯。当然，一切事物并非完美，其缺陷也是存在的，比如说它的周期无法被优化，相对来说很难来获得最优的整体分配方案。只有采取大量的交通数据流以及路网几何，才能实现经行离线优化。
1.2.2 SCAT路面控制系统（澳大利亚）
澳大利亚在70年代末的时候开创了开发了SCAT路面控制系统 。SCAT在当时是算一种比较先进的计算机网络控制技术，也同样是依靠有线来通信的。它可以的地区实现联机，然而你在中央既能采用联机也可以采用脱机这两种模式。当你在控制的时候，它会预先设定几个参数并在实际情况中选定具体使用哪组数据，当然要建立在路面情况经行分析基础之上。它的优点在于计算机结构好改变，控制方案也能够进行很好的变换。然而它的移植能力受到了限制和信息无法及时反馈成了也很头疼的问题，谁让它对硬件要求过高呢。
1.2.3 SCOOT路面控制系统（英国）
在之前的基础上经过改良，又用了8年的时间来研究，英国的道路交通研究所又推出了一个更为先进的SCOOT路面系统，它的中文全名为动态交通控制系统，他能够自动适应路面情况。正是因为它的控制方式为动态，所以它的各个方面的性能都要远远高于那些以静态为核心的交通控制系统。这种控制系统的出现，被许多国家大量采用。 SCOOT路面控制系统的效率相比较之前的所有控制系统来说是非常高的，因为它采用有线这种方式来通信，而且还用联机的方式来控制各个路口的交通信号灯，是一次非常大的跨越式改进。优点非常的明显，它的缺点还是存在的，第一，它不能够自动增减已经过确认的相位，第二，固定的程序对应固定的路口，无法灵活地套用程序，第三，安装过于困难。
1.2.4 城市路面控制系统（日本）
VICS中心和交通控制中心是日本路面控制系统的两个组成部分，在东京一些地区运营的是交通控制中心交通控制中心主要因为它极具代表意义，它的高效性体现在对一般城市的路面交通。通过收集，处理和发布交通信息，控制中心通过收集，处理以及发布一些交通信息对交通信号进行控制。对一些东西收集来的信息进行分析，利用后台众多计算机网络进行快速运算，这样可以实时指挥路面的交通情况。在你指挥交通的同时，也会用各种方式将收集到的资料信息向社会各方面发布。
1.2.5 我国（中国）交通灯控制技术现状
我国起步较晚，交通运输业起步较晚，基本上是新中国成立后，作为社会发展的必要条件，在各个不同的成熟领域中，我们只有不断的建立并且去完善它也就是交通控制系统，自己不断研发创新也行，也能去靠国外的。只要交通部门能够不断创新活着去引进国外的新的技术，在其中的一些的我们国家城市中，抛弃掉那些应该被淘汰的模式，应用相对现在来说是先进的是领先的技术。我们国家呢，和发达国家的差距还是很明显的，但这并不代表我们在一些领域的表现也不如别人。按照当前的情况，交叉口控制只是我国交通控制的其一，而且是控制集和的那些干线控制信号的输出和交叉口的现代城市道路的所有交通信号控制中的其中之一的那一个混合交通信号控制的区域公路和城市综合控制。
1.3 未来交通灯发展的状况以及方向
经过我的综合分析我们国家中国的那些先进的交通控制系统，结合了一些我实地勘察的实际情况，在此同时的，我也对我们国家的城市未来的交通状况和我们城市的道路以及交通的建设发展展开了思考同，对我们国家的关于道路的智能交通控制系统的发展模式按道理应该具有以下这么些特点：
（1）多模式的道路交通控制技术。首先，我们要收集英国交通系统中的一些长处当然还有其他分布式智能交通系统，在控制端口的各地区可以转换成一个框架，他能够被灵活的使用，是一个系统结构它基于交通流变化的区域变化。此外，在一些不同区域的特定条件下，最大容量的交叉点，最小的延迟等，这些方面的因素能够作为选择不同的系统的参考。
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第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 各国家的交通控制系统 2
1.3 未来交通灯发展的状况以及方向 2
1.4 本课题的设计要求 3
第二章 PLC概述 4
2.1 PLC的分类 4
2.2 PLC的特点 4
2.3 PLC的功能和发展前景 5
2.4 PLC的结构 7
第三章 交通灯控制系统的方案与设计 8
3.1 控制要求 8
3.2 系统设计方案分析 8
3.3 交通灯状态图 9
第四章 硬件设计 11
4.1 硬件选择 11
4.2 S7200 PLC的信号扩展模块 11
4.3 PLC的I/O分配表 12
4.4 硬件接线图 13
第五章 软件设计 14
5.1 交通灯的时序流程图 14
5.2 十字路口交通信号灯梯形图 16
5.3 实验调试 25
结束语 25
致谢 26
主要参考文献： 27
第一章 绪论
1.1 引言
交通灯控制系统的的历史也还算悠久，人类工业文明在不断的发展，从而使各种交通工具呈现出一片繁荣的景象。这些交通工具的大量使用让人们的出行显得更为方便，在方便大家的同时，越来越大的交通压力也日趋明显，交通指挥系统在各个路口的需求也增加了许多。在先前的1868年，全世界第一台红绿灯由英国工程师纳伊特发
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
明的，并把它安装在了伦敦威斯特敏斯特街口，然而没多久，它就消身匿迹了，因为它引发了一场爆炸事故。在之后的1914年前后，交通灯又再次出现在大众的视线里，一款由电力驱动的交通灯在美国制造成功，在纽约和芝加哥等地被安装及利用，那时侯的交通灯的概念和如今的相比大致相同。1926年，自动化控制的交通灯的利用，为现代城市交通打下了扎实基础。在1968年联合国颁布的《道路交通和道路标志信号协定》上对交通灯的各种意义做出了明确的规定，使一些法则让人们清楚的了解到交通灯指示，大大推动了交通灯的发展，有效缓解了交通压力，也改善了人们的出行状况。经济的飞速发展和人们生活水平的提高，人们使用汽车的数量逐年增长，传统的交通灯系统明显已经满足不了现在的交通压力需求。根据这样的状况，这次设计主要是根据不同时刻的需求来改变交通灯的读秒时间，用这种方式在一定程度上缓解交通压力。
1.2 各国家的交通控制系统
1.2.1 TRANSYT路面交通控制系统（英国）
经过无数次的实验和自己的经验基础上，英国道路研究所用了好多年的时间，最终TRANSYT路面交通控制系统被研制出来。在全球400余个城市得到了广泛的采用，光在这一方面的成果来看，可以说是挺成功的。它的通信方式主要靠内部的其内部的有线装置实现。他它采用静态模式来控制，所谓静态模式，就是控制绿信比和相位差主要依靠数学模型交通信号灯。当然，一切事物并非完美，其缺陷也是存在的，比如说它的周期无法被优化，相对来说很难来获得最优的整体分配方案。只有采取大量的交通数据流以及路网几何，才能实现经行离线优化。
1.2.2 SCAT路面控制系统（澳大利亚）
澳大利亚在70年代末的时候开创了开发了SCAT路面控制系统 。SCAT在当时是算一种比较先进的计算机网络控制技术，也同样是依靠有线来通信的。它可以的地区实现联机，然而你在中央既能采用联机也可以采用脱机这两种模式。当你在控制的时候，它会预先设定几个参数并在实际情况中选定具体使用哪组数据，当然要建立在路面情况经行分析基础之上。它的优点在于计算机结构好改变，控制方案也能够进行很好的变换。然而它的移植能力受到了限制和信息无法及时反馈成了也很头疼的问题，谁让它对硬件要求过高呢。
1.2.3 SCOOT路面控制系统（英国）
在之前的基础上经过改良，又用了8年的时间来研究，英国的道路交通研究所又推出了一个更为先进的SCOOT路面系统，它的中文全名为动态交通控制系统，他能够自动适应路面情况。正是因为它的控制方式为动态，所以它的各个方面的性能都要远远高于那些以静态为核心的交通控制系统。这种控制系统的出现，被许多国家大量采用。 SCOOT路面控制系统的效率相比较之前的所有控制系统来说是非常高的，因为它采用有线这种方式来通信，而且还用联机的方式来控制各个路口的交通信号灯，是一次非常大的跨越式改进。优点非常的明显，它的缺点还是存在的，第一，它不能够自动增减已经过确认的相位，第二，固定的程序对应固定的路口，无法灵活地套用程序，第三，安装过于困难。
1.2.4 城市路面控制系统（日本）
VICS中心和交通控制中心是日本路面控制系统的两个组成部分，在东京一些地区运营的是交通控制中心交通控制中心主要因为它极具代表意义，它的高效性体现在对一般城市的路面交通。通过收集，处理和发布交通信息，控制中心通过收集，处理以及发布一些交通信息对交通信号进行控制。对一些东西收集来的信息进行分析，利用后台众多计算机网络进行快速运算，这样可以实时指挥路面的交通情况。在你指挥交通的同时，也会用各种方式将收集到的资料信息向社会各方面发布。
1.2.5 我国（中国）交通灯控制技术现状
我国起步较晚，交通运输业起步较晚，基本上是新中国成立后，作为社会发展的必要条件，在各个不同的成熟领域中，我们只有不断的建立并且去完善它也就是交通控制系统，自己不断研发创新也行，也能去靠国外的。只要交通部门能够不断创新活着去引进国外的新的技术，在其中的一些的我们国家城市中，抛弃掉那些应该被淘汰的模式，应用相对现在来说是先进的是领先的技术。我们国家呢，和发达国家的差距还是很明显的，但这并不代表我们在一些领域的表现也不如别人。按照当前的情况，交叉口控制只是我国交通控制的其一，而且是控制集和的那些干线控制信号的输出和交叉口的现代城市道路的所有交通信号控制中的其中之一的那一个混合交通信号控制的区域公路和城市综合控制。
1.3 未来交通灯发展的状况以及方向
经过我的综合分析我们国家中国的那些先进的交通控制系统，结合了一些我实地勘察的实际情况，在此同时的，我也对我们国家的城市未来的交通状况和我们城市的道路以及交通的建设发展展开了思考同，对我们国家的关于道路的智能交通控制系统的发展模式按道理应该具有以下这么些特点：
（1）多模式的道路交通控制技术。首先，我们要收集英国交通系统中的一些长处当然还有其他分布式智能交通系统，在控制端口的各地区可以转换成一个框架，他能够被灵活的使用，是一个系统结构它基于交通流变化的区域变化。此外，在一些不同区域的特定条件下，最大容量的交叉点，最小的延迟等，这些方面的因素能够作为选择不同的系统的参考。
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