毕毕业业设设计计说说明明书书交通信号灯交通信号灯 PLC 控制系统的设计控制系统的设计专业专业电气工程及其自动化学生姓名学生姓名孙敦峰班级班级Z 电气 111学号学号1160601147指导教师指导教师朱学来完成日期完成日期2015 年 6 月 5 日盐城工学院本科生毕业设计说明书（2015）毕业设计说明书毕业设计说明书独创性声明独创性声明本人声明所呈交的毕业设计说明书是本人在导师指导下进行的研究、设计工作后独立完成的。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，说明书中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究所做贡献集体和个人，均己在说明书中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计说明书（毕业论文）作者签名(手写): 日期: 年 月 日指导教师签名(手写):日期: 年 月 日盐城工学院本科生毕业设计说明书（2015）2交通信号灯交通信号灯 PLC 控制系统的设计控制系统的设计摘 要：在路口设置交通灯能够对交通繁忙和拥堵进行有效的疏通，还可以使交通参与者的权利得到强有力的保障。目前我国城市中的交通信号控制系统都比较死板，不存在智能处理的功能。当前的交通灯采用传统的计时器作为控制核心，这种交通信号系统存给交通行驶带来诸多的不便。该设计采用 PLC 控制核心，实现交通信号灯的时间参数设置和倒计时显示。同时可以根据实际的交通情况，解决交通繁忙和交通堵塞的问题，使得整个交通控制最优化。考虑到原来交通信号灯的弊端和设备的缺点与局限性，该设计采用可编程序控制器 PLC 进行整体控制，其主要原因是考虑到 PLC 具有操作简单易懂而且方便维修、性能可靠、编程灵活通用、体积小且使用寿命很长等一些的优点。在可靠性方面得到很大的提升，硬件设备的故障率减少，更重要的是实现了智能控制，根据实际需要更改放行时间参数，合理确定各路口交通信号灯之间的时间差，以及白天和夜晚两种模式的切换和快速时间调整，使控制系统变得更加便捷、灵活，有效的缩短了行驶车辆的等待时间，大大的提高十字路口的利用率，逐步实现科学化的管理。这样一个智能化的交通控制系统对城市现代化的建设有着很重要的意义。关键字：交通事故; PLC;交通信号灯;智能化;控制系统盐城工学院本科生毕业设计说明书（2015）Design of Traffic Light Control System based on PLCAbstract: The installation of traffic lights at the junction with heavy traffic and congestion able to effectively clear, you can make right traffic participants get strong protection. At present, Chinas urban traffic signal control system are relatively rigid, intelligent processing function does not exist. Current traffic lights with traditional timer as the control, this traffic signal system memory to traffic with a lot of inconvenience. The design uses a PLC control core, realize the time parameter set of traffic lights and countdown display. At the same time according to the actual traffic conditions, heavy traffic and congestion solving problems, making the traffic control optimization.Considering the shortcomings and limitations of the original traffic signal lights and the malpractice of the equipment, the design of the programmable controller PLC integrated control, the main reason is considered to the PLC has simple operation and convenient and reliable performance, programming flexibility, small volume and the use of life is very long, some of the advantages.Has been greatly improved in reliability, the hardware equipment failure rate is reduced, the more important is to realize the intelligent control, according to the actual need to change the release time parameters, reasonably determine the time difference between the intersection traffic signal, and day and night modes for and rapid time to adjust, so that the control system has become more convenient and flexible, effective relationship vehicle waiting time, greatly improve the utilization rate of the crossroads, the progressive realization of the scientific management. Such an intelligent traffic control system is very important for the construction of the city modernization.Keywords: Traffic accident；PLC；Traffic lights；Intelligent；Control Systems盐城工学院本科生毕业设计说明书（2015）目 录1、概论.1 1.1 交通灯的发展与研究意义.1 1.2 当前国内外的交通现状.1 1.3 课题设计内容.2 2、PLC 简介.3 2.1 PLC 的组成.3 2.1.1 PLC 的硬件系统组成3 2.1.2 PLC 的软件系统组成5 2.2 PLC 的工作原理.5 2.2.1 PLC 的工作方式5 2.2.2 PLC 的工作过程和特点6 2.3 PLC 的编程语言.7 2.3.1 编程语言的特点.7 2.3.2 编程语言的形式.8 2.4 PLC 的扫描周期和响应时间.8 2.4.1 PLC 的 I/O 响应时间 8 2.4.2 PLC 工作方式带来的特殊性8 3、系统硬件设计.9 3.1 硬件系统组成.9 3.2 I/O 地址分配.9 3.3 PLC 选型.10 3.4 时间显示模块10 3.5 交通灯时间控制模块.10 4、系统软件设计.11 4.1 编程软件简介.11 4.1.1 三菱编程软件11 4.1.2 PLC 编程软件 GX Developer 的使用概述11 4.2 系统的工作原理.13 4.3 功能流程图14 4.4.交通灯正常运行时序图.15 4.5 梯形图设计.16 4.5.1 状态转移图16 4.5.2 数码管显示程序.17 4.5.3 计时程序.18 4.5.4 亮灯时间预置程序.18盐城工学院本科生毕业设计说明书（2015）5、系统仿真与调试.19 5.1 仿真系统硬件接线.19 5.2 系统程序调试.20 5.3 程序调试过程中遇到的问题22 6、 结束语.23 参考文献.24 致 谢.25 附 录.26 附录 1 设计图纸.26 附录 2 系统综合程序27 附录 3 元器件清单35交通信号灯 PLC 控制系统的设计0交通信号灯 PLC 控制系统的设计1、概论1.1 交通灯的发展与研究意义交通运输系统是社会经济的“血液循环系统”,是城市功能活动的命脉，是现代社会发展的一个重要表现，同时也是社会发展的重要依托。交通系统直接影响社 会经济与生活的各个方面。随着我国交通事业的快速发展，各式各样的公交、运 输汽车、私家车等的迅速增加，造成城市交通要道越来越拥堵，城市交通问题越 来越突出。交通拥堵、环境污染和车辆行驶安全等一系列问题阻碍了社会和经济 的可持续发展。 20 世纪以前的交通信号灯控制系统，控制做法流程是：a.先进行调查现场车流 量的总体情况；b.采用运用统计学的基本方法将两个不同方向交通灯的时间延时参 数事先设置好；这样一个系统没有考虑到实际车流量的变化是一个不确定值，而 且不同时间段不同交通路段的路况也是不确定的。因此，我们需要一种能够依据 车流量、道路、时间段，甚至季节的变化情况来改变控制方式或者自动调节交通 信号灯的时间长度的智能交通信号控制系统。这种交通信号控制系统可以解决车 辆在十字路口滞留的问题，使交通变得通畅，便捷，很大程度上提高交通控制系 统的工作效率。设计采用可编程序控制器 PLC 进行整体控制，在可靠性方面得到很大的提升， 硬件设备的故障率减少，更重要的是实现了智能控制，根据实际需要更改放行时 间参数，合理确定各路口交通信号灯之间的时间差，使控制系统变得更加便捷、灵活，有效的缩短了行驶车辆的等待时间，大大的提高十字路口的利用率，对交 通状况实现了科学化的管理。这样一个智能化的交通控制系统对城市现代化的建 设有着很重要的意义！1.2 当前国内外的交通现状当代世界各国大中小城市中普遍存在着车辆堵塞、道路拥挤、交通秩序混乱 等不和谐现象。总结起来，当前世界各国城市交通主要问题表现在如下特点和问 题： a.城市规模逐步扩大，运输压力沉重。第二次工业革命以来，世界各国取得了 经济上的增长和大城市化规模的辉煌成就。城镇化水平越来越高，相继带来各国 人民的出行和物资交流频繁，给城市交通带来沉重的压力。 b.机动车增长加快，道路容量不足。随着科技的进步，高性能的原材料产能不 断增加，近十几年来城市里机动车数量迅速增长，私家车、出租车、面包车、货 运车以至于公交车增幅度很大。而与之相对应的人均道路面积却一直处于低水平 状态，尽管近十几年来已经有了很大发展，但是目前的交通状况依然呈现出拥挤盐城工学院本科生毕业设计说明书（2015）1状态。c.公共交通萎缩，出行结构不合理。从 20 世纪 80 年代后期开始，私家车和出 租车的不断增加，致使世界各国的城市公共汽车交通行业持续萎缩，从运营效率 到经营管理，从服务水平到经济效益，这两个方面都出现了大幅度的衰退。另外 公共交通事业遭受到来自其他行业的冲击，那些被转移出来的乘客被迫需要寻求 其它出行方式，因而加剧出行结构不合理化。1.3 课题设计内容本课题对基于 PLC 的交通信号灯控制系统进行科学的设计，以三菱系列的 PLC 为控制核心，设计并制作交通信号灯控制系统，用于十字路口的车辆交通管 理。具体要实现的功能如下： a.实现路口紧急处理 当交通道路严重堵塞时，用户可以及时的处理，按下紧急按钮后使用