毕业论文plc交通灯设计

基于PLC的城市交通控制系统设计论文编号:ZD468 论文字数:26796,页数:58，有开题报告，任务书，文献综述，PLC：S7-400摘 要：随着全球工业化和城市化进程的加快，城市将成为人类居住的主要场所，由此决定了城市作为人类文明的象征，随之而来的是一系列城市交通问题的出现，并日趋严重，传统的监控模式已经不能满足当代城市交通控制系统的矛盾，要求要有一种更加合理，更加简便的城市交通控制系统出现，以保证城市道路的安全畅通。而基于PROFIBUS现场总线的城市交通控制系统正是这样一种系统。本文首先叙述了几种交通灯控制方法的特点，然后介绍了几类比较流行的现场总线及其特点，重点介绍了PROFIBUS的特点和发展前景，并阐述了本课题的意义和发展趋势；接着对硬件进行了设计，给出了拓扑结构图，选出了所需的硬件部件并详细介绍了其功能，还给出了交通灯硬件接线图及硬件配置表；然后提出了基于PROFIBUS现场总线网络的通信网络方案和通信原理，介绍了PROFIBUS的协议结构和存储协议，详细阐述了帧的结构、系统行为、数据通信及扩展功能等；最后详述了系统工作方式，并设计出系统的主要程序，以及输入输出的保护。关键词：PROFIBUS；城市交通；PLCThe urban traffic control system based on PLCABSTRACT：Industrialize along with the world to turn the progress with city quickly, the city will become the main place that the mankind live, coming to a decision the symbol that the city is mankind's civilization from here, the emergence that what to follow is a series of city transportation problem, and gradually serious, the traditional supervision mode has already can't satisfy the antinomy that the contemporary city transportation controls the system, requesting to a kind of more reasonable, the more simple city transportation control system appear, to guarantee that the safety of the city road is control the system according to the PROFIBUS the spot city transportation of the total line exactly and thus a kind of text describes a few transportation lights to control the characteristics of method first, then introduced the spot total line and its characteristicses that several types relatively spread, the point introduced the PROFIBUS characteristics and the development foregroundses, and elaborated the meaning of this topic and develop the trend;Carried on the design to the hardware immediately after, give the rushes toward the structure diagram, selecting the hardware parts need to combine detailed introduced its function, return to the transportation light hardware connects the line diagram and the hardware allocation tables;Then put forward according to the PROFIBUS the spot correspondence network project of the total line network and correspond by letter the principle, introduce the PROFIBUS agreement structure and saving agreement, detailed elaborated the structure, system behavior, data correspondence of and expand function etc.;Went into detail the system work method finally, and design the main procedure of a system, and input the output's ：PROFIBUS；URBAN TRAFFIC；PLC目 录摘 要 ⅠAbstract Ⅱ第1章 概 述 现场总线的发展现状 本课题的研究意义 本课题的发展趋势 4 交通灯的出现与发展 4 交通灯的控制方法 4第2章 系统组成及控制要求 系统网络拓扑结构图 硬件配置 PLC模块安装排布顺序及地址表 外围电路设计 16 外围电路图 16 外围电路分析 16 外围电路器件明细 17第3章 PROFIBUS通信原理 PROFIBUS的协议结构 PROFIBUS传输技术 20 用于DP／FMS的RS485传输技术 20 用于PA的IEC1158—2传输技术 20 光纤传输技术 PROFIBUS总线存取协议 22 令牌的传递 23 逻辑环的建立 23 站的增减 24 主从方式的优先级调度 FDL帧的结构 系统行为 27 DPM1和DP从站间的循环数据传输 28 DPM1和系统组态设备间的循环数据传输 28 同步和锁定模式 28 保护机制 28 扩展DP功能 29第4章 软件设计 电子设备数据文件（GSD） PROFIBUS行规 30 PROFIBUS—DP行规 30 PROFIBUS—PA设备行规 31 PROFIBUS-FMS行规 PLC和存储点的地址分配 程序设计及说明 用户界面开发 43第5章 输入输出的保护 输入端保护 输出端保护 45结 束 语 46参考文献 47致 谢 48附录 49以上回答来自:

摘 要 近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。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。随着中国加入WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通安全。作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应适合社会实际情况。因此，本人选择制作十字路口交通灯。Key word: Traffic light, PLC, automatic allies control。AbstractWith the development at full speed of science and technology in recent years, the application of the one-chip computer is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hardware , and direct against and use the software of target's characteristic to combine concretly, perfect .The appearance of the traffic signal lamp , make the traffic be controlled effectively, for dredging the flow of traffic, improving the traffic capacity of the road, there are obvious results to reduce the traffic accident. As China joins WTO, we will not only be in line with international standards in such different fields as economy ,culture ,sciencandtechnology ,etc. should be in line with international standards too in traffic control. As the saying goes " want rich , repair the roads first ", but way build up if control do road well to be unable to ensure the unblocked security in traffic. The traffic signal lamp of the important composition component controlled as the traffic should be suitable for the social actual conditions too. So, I choose to make the crossroad

西门子PLC交通灯毕业设计论文编号:ZD033 字数:11073,页数:32 包括源程序摘 要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系统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道路，在高速道路建设完成的初期，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与普通道路耦合处交通状况的制约。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、城区同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。为此，笔者进行了深入的研究，本文就城乡交通灯模拟控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。实现路口交通灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。其中用标准逻辑器件来实现电路在很大程度上要受到逻辑器件如门电路等的影响，调试工作极为不易，而笔者对单片机运用来进行系统的设计开发也不是很熟悉，因此，最终笔者选择了用可编程的控制器PLC来实现系统功能的设计，完成本次设计的题目。关键字：PLC 交通灯 程序 报告 设计 任务要求:1. 交通红绿灯控制系统启停控制.信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,交通信号灯系统,行人信号灯系统,电子警察记录违章闯红灯系统开始工作,且先南北交通红灯亮,东西交通绿灯亮;东西行人交通红灯亮,南北行人交通绿灯亮;按规律循环控制.当启动开关断开时,交通信号系统,行人信号灯系统,电子警察记录违章闯红灯系统停止工作. 南北向交通红灯亮维持60秒,东西向交通红灯亮60秒.进入下一个循环. 在南北向交通红灯亮的同时,东西向交通绿灯亮25秒,熄灭.然后东西向交通黄灯闪烁5秒后熄灭.随后东西向交通红灯亮,同时南北向转向绿灯高25秒,闪烁5秒后熄灭.进入下一个循环. 在东西向交通红灯亮的同时,南北向交通绿灯亮25秒,熄灭;然后南北向交通黄灯闪烁5秒后熄灭.随后南北向交通红灯亮,同时东西向转向绿灯亮25秒,闪烁5秒后熄灭.进入下一个循环.2. 行人红绿灯控制与交通红绿灯系统同时控制,南北向交通红灯持续亮时,东西向行人绿灯启动,南北向行人经灯亮维持60秒,东西向行人红灯亮30秒.进入下一个循环. 在东西向行人红灯亮的同时,南北向行人绿灯亮25秒,然后闪烁5秒后熄灭,提醒行人赶快通过马路.进入下一个循环. 在南北向行人红灯亮的同时,东西向行人绿灯亮25秒, 然后闪烁5秒后熄灭,提醒人赶快通过马路.进入下一个循环.3. 电子警察记录违章闯红灯系统控制在南北向交通红灯亮的同时,如果有车辆违章闯红灯(南北向各用开关或用光栅来模拟),蜂鸣器响;绿灯时接通开关不起作用.在东西向交通红灯亮的同时,如果有车辆违章闯红灯(南北向各用开关或用光栅来模拟), 蜂鸣器响;绿灯时接通开关不起作用. 目录摘要 2ABSTRACT 3第1章 绪论 交通信号灯的作用与研究意义 PLC发展的现状: 可编程序控制器的特点及应用 概述 9第2章 系统的方案设计 112．1任务要求: 112．2控制方案 PLC的选择 扩展模块的选用 、PLC的网络设计 、软件编制 确定所选PLC 程序设计 流程图(见下图) 时序图 程序 实验仿真 原件清单 24设计小结 25致谢 27参考文献 28附录:完整语句表 29以上回答来自:

用PLC实现智能交通控制 1 引言 据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。 智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。 2 车辆的存在与通过的检测 (1) 感应线圈(电感式传感器) 电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成如图1(a)中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分，则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。 电感式传感器的高频电流频率为60kHz，尺寸为 2×3m，电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在％以上[1，2]。 电感式传感器安装在公路下面，从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。 (2) 电路 检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图2所示, 输出脉冲波形见图1(b)。 (3) 传感器的铺设 车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器，方案如图3(以典型的十子路口为例)，同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的最长停车车龙为好。 3用PLC实现智能交通灯控制 控制系统的组成 车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然，也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便[3]。 利用PLC，可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连，非常方便可靠。 本设计例中,PLC选用FX2N-64，其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲，输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择:在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯(箭头方向型)。 车流量的计量 车流量的计量有多种方式: (1) 每股行车道的车流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器1(见图3)时，使统计数加1，经过第二个传感器2出路口时，使统计数减1，其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值)，可以与其他道的值进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (2) 先统计每股车道上车辆的滞留量，然后按大方向原则累加统计。如，将东西向的(见图3)左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加，再与其它的3个方向的车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则(不影响行车安全的多道相向行驶)累加统计。如，东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加，再与南北向的总车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据(下面的例子就是按此种方式)。 以上计算判别全部由PLC完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序，方便调用。 程序流程图 本例就上述所描述的车流量统计方式,就图3中的十字路口给出一例PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图如图5所示，其行车顺序与现实生活中执行的一样[4]，只是时间长短不一样。 (1) 当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时(相当于比较严重的堵车)，红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式; (2) 当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时(反之亦然)，该方向的通行时间=最小通行定时时间＋自适应滞环比较增加的延时时间(是变化的)，但不大于允许的最大通行时间。其中最小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;最大通行时间是为了保障公平性，不能让其它的车或行人过分久等。进一步的说明在后面的注释中。 (3) 自适应滞环比较(本例的核心控制规律)增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ(如30辆车或其它值)时，先让东、西向的左转弯车左行15s(定时控制，值可改)，再让直行车直行30s(直行时间的最小值，值可改)后再加一段延时保持，直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ，才结束该方向的通行，切换到其它路上，否则一直延时继续通行下去，直至到达最大通行时间而强制切换。滞环特性如图6所示。实际应用时σ的值需整定，过小则导致红绿灯切换过频，过大又不能实现适时控制。 流程图注释 (1) 流程图中的15s、30s、75s等时间分别为交管部门定的车辆左转弯时间、直行最小时间、允许的最大通行时间;σ为车流量的偏差量。以上值及其4个路口车流量的满溢值均可在程序初始化中任意更改。 (2) 车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面，应加以适当限制，故车辆左转弯始终采用最小定时控制，以减小系统的复杂程度，提高可靠性。 (3) 车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间，红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同，不再赘述。 (4) 人行道的红绿灯接线与现用的方式相同，其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致，但要较车辆直行绿灯提前熄灭，采用定时控制，如绿灯定时亮18s。其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制。若人车分流，右转弯车辆不受限制。较简单，流程图中略。 (5) 车流量的计量是不间断的，与控制呈并行关系，该系统属多任务处理，编程尤其应注意。 4 结束语 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低，特别适合繁忙的、未立交的交通路口，更适合于四个以上的路口，也可方便连网。 参考文献 [1] 黄继昌等. 传感器工作原理及应用实例[M]. 北京:人民邮电出版社,1998. [2 ]张万忠. 可编程控制器应用技术[M]. 北京:化学工业出版社,2001. [3] 英.索尔特. 道路交通分析与设计[M]. 张佐周等译. 北京:中国建筑工业出版社,1982. 不是很完整，您可以拿去做借鉴， 希望对您有帮助。

Micrologix1000 PLC在交通灯控制上的应用 PLC技术及其在公路交通系统中的应用 用PLC实现智能交通控制 1 引言 据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。 智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。