plc的交通信号灯自动控制系统设计(附件)【字数：11089】
摘 要摘 要随着社会经济的迅速发展，人们生活水平逐步提高，有很大一部分家庭都有私家车，这就导致本就不是很宽的车道显得更加拥挤，车流密度的不断增大，对运输、出行等等都造成了很大的压力，尤其在十字路口等交通要道，经常会发生堵车滞留的现象。所以，更是急需一个合理有效的智能化交通控制方法，以使得十字路口的交通更加的安全、迅速、有序。可编程逻辑控制器（PLC）具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，随着科技的不断进步，可编程逻辑控制器的功能也更加强大，更加完美。本文通过可编程逻辑控制器(PLC)来对交通信号灯控制系统进行设计，根据十字路口安置的传感器检测到的数据，通过查表对照找出绿灯的延时时间，使交通信号灯能够实时的根据滞留量来决定红绿灯的时间长短，从而实现对交通信号灯的智能控制，能够合理的改善路况。关键字: 十字路口 交通信号灯控制系统 可编程逻辑控制器（PLC）
目 录
第一章 绪论 1
1.1交通信号灯的产生与发展 1
1.2国内外的交通问题及现状 2
1.3本文主要研究内容 3
第二章 PLC基础知识 4
2.1可编程控制器（PLC） 4
2.1.1可编程控制器的基本概念 4
2.1.2可编程控制器的特点及应用 4
2.1.3PLC的应用领域 5
2.1.4可编程控制器的发展 6
2.1.5可编程控制器的组成及其各部分功能 7
2.2中央处理器（CPU） 7
2.3存储器 7
2.4输入输出接口 8
2.5电源 11
2.6外部设备 11
2.7可编程控制器的结构及软硬件 12
2.7.1可编程控制器的结构 12
2.7.2可编程控制器的软件 13
2.8可编程控制器的工作原理 16
2.8.1分时处理及扫描工作方式 16
2.8.2 PLC的两种工作状态及扫描工作过程 17
2.8.3输入输出滞后时间 18
第三章 基于PLC的交通信号灯自动控制系统设计 19
3.1可编程控制器控制系统设计 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目 录
第一章 绪论 1
1.1交通信号灯的产生与发展 1
1.2国内外的交通问题及现状 2
1.3本文主要研究内容 3
第二章 PLC基础知识 4
2.1可编程控制器（PLC） 4
2.1.1可编程控制器的基本概念 4
2.1.2可编程控制器的特点及应用 4
2.1.3PLC的应用领域 5
2.1.4可编程控制器的发展 6
2.1.5可编程控制器的组成及其各部分功能 7
2.2中央处理器（CPU） 7
2.3存储器 7
2.4输入输出接口 8
2.5电源 11
2.6外部设备 11
2.7可编程控制器的结构及软硬件 12
2.7.1可编程控制器的结构 12
2.7.2可编程控制器的软件 13
2.8可编程控制器的工作原理 16
2.8.1分时处理及扫描工作方式 16
2.8.2 PLC的两种工作状态及扫描工作过程 17
2.8.3输入输出滞后时间 18
第三章 基于PLC的交通信号灯自动控制系统设计 19
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的基本原则 19
3.2可编程控制器的系统设计的内容和步骤 19
3.3交通信号灯控制系统的设计思路 20
3.4交通信号灯控制系统流程图 20
3.5可编程控制器的I/O点地址分配 23
3.6时序图及延时查询表 24
3.7交通信号灯控制系统梯形图 25
3.7.1数据采集与程序 25
3.7.2信号灯亮起时序控制 26
3.7.3时间显示程序 26
第四章 交通信号灯自动控制系统梯形图及功能实现 28
4.1交通信号灯的自动控制系统梯形图 28
4.2交通信号灯的自动控制系统功能实现 31
4.3控制结果分析 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
第一章 绪论
1.1交通信号灯的产生与发展
1858年，英国伦敦安装了用来指挥马车通行的红绿灯，这也是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。同现在一样是红灯停绿灯行。但在不久之后发生爆炸，由于安全隐患等问题，这种信号灯遂渐被取消掉。
由于汽车的发明以及交通需求的不断增加，交通信号日益成为一种需要，在美国更是如此。20 世纪初，美国发明并安装了第一批自行研发的交通信号灯。4 年后，红绿灯由红、绿两色增添为红、黄、绿三种颜色。1914年，电气式信号灯第一次在美国亮相。
二十世纪，二十年代，出现了一种带控制的信号灯。这种信号灯有两种，一是通过压力传感器反馈的数据判断有车通过的，二是声控式的信号灯，当司机需要通过时，只需鸣笛即可。还有一种红外线式的，感应行人的信号灯，当有人过马路时，感应器发出信号，使信号灯变红，待路人过了马路后再变绿，以避免发生交通事故。
英国于1925年再次改进并使用。一年之后，最先应用自动化控制系统来作为交通信号灯的控制器。起初，设置交通信号灯对于路口车辆的控制和疏导起到了良好有效的作用，然而，因其固定的时间周期不能准确的根据路况判断控制，越来越禁不住时间的考验，由于城市的高速发展，交通也变得更加复杂，更容易产生各种各样的问题。原始的交通信号灯便愈发捉襟见肘，难当大任，最终退出历史舞台。人类的科学水平随着社会的不断发展也更上一层楼，适时的产生了符合多种时间分离方法的多样化的现代化交通信号灯，一些专业的研究人员也提出了一些信号控制方案，例如定时控制、感应控制等[1]。
1930年，美国人发明的联动式系统把几组相邻的路口作为一个整体，用人工的方式进行集中控制，这类控制系统就是现如今的协调控制系统的雏形。传感器技术也随着时间的流逝变得更加成熟，在各交通路口设置感应器，而且这种方法能够实时的监视并反馈数据，从而根据检测器接收的数据调整交通方案。
1963年，加拿大多伦多市建立了一套基于模糊逻辑控制系统的算法，由JBM650型计算机控制交通信号系统。这也是交通信号灯控制系统技术的里程碑。这也是第一次把计算机技术应用到信号灯的控制系统当中，使交通信号灯控制系统得到了有效的改善，显著的提升了交通信号灯控制的效率。直到二十世纪八十年代初期，世界上约有250座城市建立了交通信号灯控制系统，对城市中的各个路口实行了集中式的控制。
二十世纪，八十年代末期，英国和澳大利亚研发并推出了SCOOT系统和SCAI系统。这些个控制系统可依据检测器检测的实时交通数据通过联机的方式进而生成配时方案，并时刻修正控制参数，来应对车流的实时变化。也因此，这种系统对于路口的控制能够很准确，并且能够迅速做出应对，并且应用在了发达国家的城市交通网络的控制系统当中。伴随着社会科技的不断发展，智能控制技术也愈加成熟，一些科学家提出了更广阔更多样化的智能控制方法，如：静态多段配时控制、准动态多段配时控制、模糊控制、最优控制、神经网络控制和网络路由控制等等。相应的，这些技术的提出与应用，均不同程度的实现了减小车辆的延误和提高道路的流畅度，有效改善交通环境。
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