PLC可编程序控制器紧急可暂停交通红绿灯设计
PLC可编程序控制器紧急可暂停交通红绿灯设计 [20200128194041]
摘 要
PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现.因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。
交通灯在现在城市交通发展是不可缺少的，外出旅行安全第一，从交通灯的功能出发，它方便了行人车辆的行走，维持了交通秩序，增加了安全感。分析了PLC指令系统和基本原理，论述了紧急情况下可控制交通灯的关键功能和问题，PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理。
摘 要 1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:交通灯紧急情况可编程
一、引言 2
（一）背景 2
（二）编写目的 2
（三）任务概述 3
（四）运行环境 3
（五）设计构思 3
二、系统硬件 4
（一）交通灯的信号时序图 4
（二）I/O地址分配 6
（三）接线与调试 6
（四）硬件系统的安装 7
三、系统软件 9
（一）PLC的FX2N指令语句 9
（二) PLC的语言编程 10
（三）PLC的工作方式 11
（四）程序的模拟调试 12
（五）程序模块分析 12
（六）交通灯的控制程序编写 13
（七）程序中用到的名词定义及注释 16
四、思考与总结 17
谢词 19
参考文献资料 20
一、引言
（一）背景
十字路口交通灯指挥着行人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥功能市交通管理得到改善，它是城市管理交通工作自动化的重要标志。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越严重，越引起人们的关注。现在社会交通安全问题状况百出，人车路三者的关系协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
随着机动车辆的不断增加，许多城市如北京，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，它们曾有效地改善了交通状况。优先发展公共交通是构建和谐社会的现实需要，优先发展交通是真正符合中国国情的选择。中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。最早的交通灯出现于一八六八年英国伦敦。那时的交通灯只有红、绿两色，经改良后，再增加一盏黄色的灯，红灯表示停止，黄灯表示准备，绿灯则表示通行。中华人民共和国道路交通安全法实施条例【第三十八条 机动车信号灯和非机动车信号灯表示：（一）绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行；（二）黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行；（三）红灯亮时，禁止车辆通行。】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公路，环节主干与支道，城区与周边地区的交通拥堵状况，越来越成为社会焦点与待解决的主要问题。
交通红绿灯是目前控制交通秩序的最好方法，不仅为管理道路安全这拱了方便，节约了时间，最重要的是有利于行人车辆安全。紧急情况可控制的红绿交通灯更加增加了它的灵活性与实用性，提高了它的效率。
（二）编写目的
编写十字路口红绿灯主要是根据已学习PLC知识及自己学习拓展知识来编写交通等程序设计，根据路口需要特点编写四个方面交通灯方向。通过对路口宽度，行人多少，车辆行驶方向，各个方向行车特点分析调查及过程分析，建立小模型，画图分析，得到交通灯正常情况下特点，研究并编写程序设计。
最近交通安全事故日益增加，各地媒体新闻报道都是人既担心害怕，同时表示同情之情，也弄得有些人人心惶惶。这种现象不仅严重危害到我们的生命安全，更加危害到社会和谐和社会安定。这种问题是当今社会面对的主要问题之一。所以为了能减轻一点点社会交通负担，为了更加保障大家生活安全级提高生活水平及效率，紧急情况可控制交通红绿灯是一个很好的可以方便大家又用于道路安全的设计。我将会学习有关知识结合所学知识设计一款简单实用的道路交通灯，同时学习好硬件和软件本领，提高自己的编程思考能力，为将来工作为社会打下良好结实基础。
（三）任务概述
本课题主要研究内容是按照城市交通控制的需要，本文讨论了用PLC实现正常时序、紧急情况可暂停2种控制方式，通过传感器与PLC完成对交通异常状况（滞留或堵车）的判别及处理。
开关合上后，东西绿灯亮4S后闪两次（0.5S亮0.5S灭），黄灯亮2S灭，南北接着绿灯亮4S后闪两次（0.5S亮0.5S灭），黄灯亮2S,如此循环。当东西绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应南北红灯亮。而当南北绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应东西红灯亮。 遇紧急情况或需要时,发送信号给交通灯让其对来紧急方向的交通灯进行绿灯畅通.正常情况下，信号灯接正常时序控制；有紧急方向需要时，一律强制让紧急方向的绿灯亮，使车辆放行，直至情况正常车辆通过为止。
（四）运行环境
该设计运用GX 2软件，通过梯形图程序设计和三菱FX2N系列PLC设施完成本设计的操作运行工作。FX2N系列PLC是整个FX系列中最高级的模块。它拥有无以匹及的速度、高级的功能、逻辑选件以及定位控制等特点，FX2N是从16到256路输入和输出的多种易用的选择方案，逻辑控制以及通信连接的可扩展性，因此它对普遍的解决方案有广泛的适用范围。
本软件主要是利用数字输入方式输入输入开关，通过继电器等一些指令来完成输出显示。实际操作是通过键盘或者鼠标选择相应工具栏上的工具，比如常开常闭开关、并联、横线竖线及输出。梯形图输入完毕后，首先通过变换，写入参数与程序与硬件设备连接后执行操作，然后在线监视，运行停止检查程序是否正确现象是否正常显示。输出信息也将在窗口上直接被监视同时运行。
（五）设计构思
虽然交通灯在几十年前甚至几百年前就已经积聚先人的智慧出现并应用在我们的生活中，并且与我们息息相关。但是人类是要发展的，我们必须为此不停的学习努力进步，而不是停滞满足于现状，所以在现在交通灯的基础上设计小小的却对人们大大有利的几个功能，不仅提高了道路通行率和安全性，更能给城市环境带来一种净化效果，使人心情舒畅愉快，并能时时想到珍爱生命生命无价。
可控制在紧急情况下的交通灯会显得不是那么死板，有了一点人文气息，更加像是有了灵性一样。那样不至于在一个十字路口，一条路交通拥挤，另两侧却行人车辆稀少，而红绿灯却依旧如从前，让许多车辆行人一直在等没有人利用的空空的道路。这样会为车辆行人节约了很多时间，并同时不会使人烦躁，减少开车危险性。
二、系统硬件
（一）交通灯的信号时序图
如图2-1所示，是对交通灯做的一个简单的模拟图，一共有12展灯，分别为东西红黄绿各两展，南北红黄绿各两展。当东西绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应南北红灯亮。而当南北绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应东西红灯亮。
如图2-2、2-3为信号波形图，分别有六行表示东西南北向，高电平表示为1，即灯亮，低电平表示0，即灯灭。底下有亮灭时间，可根据高低电平判断灯暗亮和闪烁问题。能够很清楚的表达出想要的信息。
（二）I/O地址分配
（1）I/O分配
表2-1十字路口交通灯控制输入/输出端口分配表
输入设备 输入编号点 输出设备 输入编号点
启停开关SB12 X10 东西向绿灯 Y20
东西紧急开关 X1 东西黄向灯 Y21
南北紧急开关 X1 东西红灯向 Y22
南北向绿灯 Y23
南北黄向灯 Y24
南北红灯向 Y25
（三）接线与调试
根据十字路口交通灯的输入输出分配表，所有的器件有：三菱FX系列PLC、启动按钮SB1，紧急停止按钮SB2、十字路口红绿灯模板，画出如图2-4所示的PLC控制系统I/O外部线图。
图2-4 PLC控制系统I/O外部接线图
（四）硬件系统的安装
（1）电源接线
PLC的供电电源为50HZ、220(1+10%)V的交流电。FN系列PLC有直流24V输出接线端，该接线端可为输入传感器（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。
（2）接地保护措施
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击带来的危害。PLC一般应与其他设备分别采用各自独立的接地装置，如下图2-6（a）所示。若有其他因素影响而无法做到，可与其他设备共用一个接地装置，如下图2-6（b）所示。但是禁止使用串联接地的方式，如下图2-6（c）所示,将对PLC产生不利的影响。
摘 要
PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现.因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。
交通灯在现在城市交通发展是不可缺少的，外出旅行安全第一，从交通灯的功能出发，它方便了行人车辆的行走，维持了交通秩序，增加了安全感。分析了PLC指令系统和基本原理，论述了紧急情况下可控制交通灯的关键功能和问题，PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理。
摘 要 1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:交通灯紧急情况可编程
一、引言 2
（一）背景 2
（二）编写目的 2
（三）任务概述 3
（四）运行环境 3
（五）设计构思 3
二、系统硬件 4
（一）交通灯的信号时序图 4
（二）I/O地址分配 6
（三）接线与调试 6
（四）硬件系统的安装 7
三、系统软件 9
（一）PLC的FX2N指令语句 9
（二) PLC的语言编程 10
（三）PLC的工作方式 11
（四）程序的模拟调试 12
（五）程序模块分析 12
（六）交通灯的控制程序编写 13
（七）程序中用到的名词定义及注释 16
四、思考与总结 17
谢词 19
参考文献资料 20
一、引言
（一）背景
十字路口交通灯指挥着行人和车辆的安全运行，实现红绿灯的自动指挥功能市交通管理得到改善，它是城市管理交通工作自动化的重要标志。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越严重，越引起人们的关注。现在社会交通安全问题状况百出，人车路三者的关系协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
随着机动车辆的不断增加，许多城市如北京，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，它们曾有效地改善了交通状况。优先发展公共交通是构建和谐社会的现实需要，优先发展交通是真正符合中国国情的选择。中国最早的马路红绿灯，是于1928年出现在上海的英租界。最早的交通灯出现于一八六八年英国伦敦。那时的交通灯只有红、绿两色，经改良后，再增加一盏黄色的灯，红灯表示停止，黄灯表示准备，绿灯则表示通行。中华人民共和国道路交通安全法实施条例【第三十八条 机动车信号灯和非机动车信号灯表示：（一）绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行；（二）黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行；（三）红灯亮时，禁止车辆通行。】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公路，环节主干与支道，城区与周边地区的交通拥堵状况，越来越成为社会焦点与待解决的主要问题。
交通红绿灯是目前控制交通秩序的最好方法，不仅为管理道路安全这拱了方便，节约了时间，最重要的是有利于行人车辆安全。紧急情况可控制的红绿交通灯更加增加了它的灵活性与实用性，提高了它的效率。
（二）编写目的
编写十字路口红绿灯主要是根据已学习PLC知识及自己学习拓展知识来编写交通等程序设计，根据路口需要特点编写四个方面交通灯方向。通过对路口宽度，行人多少，车辆行驶方向，各个方向行车特点分析调查及过程分析，建立小模型，画图分析，得到交通灯正常情况下特点，研究并编写程序设计。
最近交通安全事故日益增加，各地媒体新闻报道都是人既担心害怕，同时表示同情之情，也弄得有些人人心惶惶。这种现象不仅严重危害到我们的生命安全，更加危害到社会和谐和社会安定。这种问题是当今社会面对的主要问题之一。所以为了能减轻一点点社会交通负担，为了更加保障大家生活安全级提高生活水平及效率，紧急情况可控制交通红绿灯是一个很好的可以方便大家又用于道路安全的设计。我将会学习有关知识结合所学知识设计一款简单实用的道路交通灯，同时学习好硬件和软件本领，提高自己的编程思考能力，为将来工作为社会打下良好结实基础。
（三）任务概述
本课题主要研究内容是按照城市交通控制的需要，本文讨论了用PLC实现正常时序、紧急情况可暂停2种控制方式，通过传感器与PLC完成对交通异常状况（滞留或堵车）的判别及处理。
开关合上后，东西绿灯亮4S后闪两次（0.5S亮0.5S灭），黄灯亮2S灭，南北接着绿灯亮4S后闪两次（0.5S亮0.5S灭），黄灯亮2S,如此循环。当东西绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应南北红灯亮。而当南北绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应东西红灯亮。 遇紧急情况或需要时,发送信号给交通灯让其对来紧急方向的交通灯进行绿灯畅通.正常情况下，信号灯接正常时序控制；有紧急方向需要时，一律强制让紧急方向的绿灯亮，使车辆放行，直至情况正常车辆通过为止。
（四）运行环境
该设计运用GX 2软件，通过梯形图程序设计和三菱FX2N系列PLC设施完成本设计的操作运行工作。FX2N系列PLC是整个FX系列中最高级的模块。它拥有无以匹及的速度、高级的功能、逻辑选件以及定位控制等特点，FX2N是从16到256路输入和输出的多种易用的选择方案，逻辑控制以及通信连接的可扩展性，因此它对普遍的解决方案有广泛的适用范围。
本软件主要是利用数字输入方式输入输入开关，通过继电器等一些指令来完成输出显示。实际操作是通过键盘或者鼠标选择相应工具栏上的工具，比如常开常闭开关、并联、横线竖线及输出。梯形图输入完毕后，首先通过变换，写入参数与程序与硬件设备连接后执行操作，然后在线监视，运行停止检查程序是否正确现象是否正常显示。输出信息也将在窗口上直接被监视同时运行。
（五）设计构思
虽然交通灯在几十年前甚至几百年前就已经积聚先人的智慧出现并应用在我们的生活中，并且与我们息息相关。但是人类是要发展的，我们必须为此不停的学习努力进步，而不是停滞满足于现状，所以在现在交通灯的基础上设计小小的却对人们大大有利的几个功能，不仅提高了道路通行率和安全性，更能给城市环境带来一种净化效果，使人心情舒畅愉快，并能时时想到珍爱生命生命无价。
可控制在紧急情况下的交通灯会显得不是那么死板，有了一点人文气息，更加像是有了灵性一样。那样不至于在一个十字路口，一条路交通拥挤，另两侧却行人车辆稀少，而红绿灯却依旧如从前，让许多车辆行人一直在等没有人利用的空空的道路。这样会为车辆行人节约了很多时间，并同时不会使人烦躁，减少开车危险性。
二、系统硬件
（一）交通灯的信号时序图
如图2-1所示，是对交通灯做的一个简单的模拟图，一共有12展灯，分别为东西红黄绿各两展，南北红黄绿各两展。当东西绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应南北红灯亮。而当南北绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应东西红灯亮。
如图2-2、2-3为信号波形图，分别有六行表示东西南北向，高电平表示为1，即灯亮，低电平表示0，即灯灭。底下有亮灭时间，可根据高低电平判断灯暗亮和闪烁问题。能够很清楚的表达出想要的信息。
（二）I/O地址分配
（1）I/O分配
表2-1十字路口交通灯控制输入/输出端口分配表
输入设备 输入编号点 输出设备 输入编号点
启停开关SB12 X10 东西向绿灯 Y20
东西紧急开关 X1 东西黄向灯 Y21
南北紧急开关 X1 东西红灯向 Y22
南北向绿灯 Y23
南北黄向灯 Y24
南北红灯向 Y25
（三）接线与调试
根据十字路口交通灯的输入输出分配表，所有的器件有：三菱FX系列PLC、启动按钮SB1，紧急停止按钮SB2、十字路口红绿灯模板，画出如图2-4所示的PLC控制系统I/O外部线图。
图2-4 PLC控制系统I/O外部接线图
（四）硬件系统的安装
（1）电源接线
PLC的供电电源为50HZ、220(1+10%)V的交流电。FN系列PLC有直流24V输出接线端，该接线端可为输入传感器（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。
（2）接地保护措施
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击带来的危害。PLC一般应与其他设备分别采用各自独立的接地装置，如下图2-6（a）所示。若有其他因素影响而无法做到，可与其他设备共用一个接地装置，如下图2-6（b）所示。但是禁止使用串联接地的方式，如下图2-6（c）所示,将对PLC产生不利的影响。
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