城市十字路口智能交通灯PLC控制设计 I / 31 明达职业技术学院
毕 业 设 计
城市十字路口智能交通灯的PLC控制设计
专 业 电气自动化技术 学生姓名 许洪生 班 级 08电气(2）班 学 号 指导教师 孙扬 完成日期 2010年12月25日 城市十字路口智能交通灯PLC控制设计
II / 31 明达职业技术学院
毕业设计（论文)任务书
机电工程 系电气自动化技术 专业 班级08电气（2）班 姓名许洪生 学号 课题名称:城市十字路口智能交通灯的PLC控制设计 已知条件及主要技术参数： 用PLC和相关控制电路来设计一个城市十字路口智能交通灯的PLC控制系统。 主要解决的问题和设计（研究）要求: 整个交通灯的工作由PLC来控制，同时由双色LED七段数码管进行倒序计时。红绿灯和双色LED七段数码管倒序计时是同时工作的。东西方向直行、左转、右转、人行和南北方向直行、左转、右转、人行的绿灯通过交替指令交替执行，循环运行。 工作量要求： (1)画出十字路口平面图和I/O分配表 （2）画出PLC外部接线图和工作流程图 (3）用功能指令编写梯形图 进度计划： 第15周:确定题目，查阅相关资料 第16周：画出有关流程图、梯形图，写出指令,对硬件和软件进行设计 第17周:进行上机调试,不断修改、改进、完善程序软件，初步撰写论文 第18周：撰写论文，毕业答辩 城市十字路口智能交通灯PLC控制设计 III / 31 设计（研究)思路及参考文献: 参考有关资料根据所给材料和实地观察来设计控制过程，可按照以下步骤： 1．画出十字路口的平面图。2．确定各方向的红绿灯布局。3．分析红绿灯的运行规律.4．确定所需LED灯的个数和型号。5．列出所需材料表（如面包板、LED灯、各种所需形状接线模板等）。6．画出工作流程图和顺序功能图。7．画出基本指令梯形图。8．上机运行，修改,直到正确后再用功能指令编写，调试。9．确定I/O点数和选择所需PLC型号。10．安装布线. 【参考文献】
[1] 孙振强.可编程控制器原理及应用教程（第2版）.清华大学出版社，2008. [2] 王阿根.电气可编程控制原理及应用。清华大学出版社，2007. [3] 廖常初。PLC基础及应用。机械工程出版社，2003. [4] 丁骏一.机械制图教程（CAD)。机械工业出版社，1998。
指导教师签字： 指导教师: 职称： 职称: 20 年 月 日
教研室意见:
教研室主任签字： 20 年 月 日
系部意见:
系主任签字: （系盖章) 20 年 月 日 城市十字路口智能交通灯PLC控制设计 IV / 31 目 录
摘要。。.。...。.。...。。。.。.。..。。。。。.......。。.。..。。。。..。。.。...。。01
绪论。.。。.。。。...。。。.。。。..。。。.。。。.。.。.。。....。。.。......。..。。..01 第一章 PLC的基础知识。。。.....。.。.。。。。。..。....。。。..。。。。。..。.02 1。1 PLC概述...。..。。。.。.。.。。。。。....。.。.。.。.....。.。。。。...。..02 1。2 PLC的特点..。。。....。..。..。。.。.。。。..。...。。..。。。.。。。。。。..02 1.3 PLC的工作原理和内部运作方式。。.。。.....。..。。。.。...。。..。。。...。..。02
1.4 PLC的应用。。。..。...。。。.。..。。。。。.。.......。。。.。。。。.。.。...03 1.5 PLC的发展趋势和主要品牌..。。.。。..。。。.。.。。.。...。。。.。.。。...03 第二章 交通灯控制系统的硬件选择。..。。.。。。.。.。....。。..。。.。.。04
2。1可编程控制器的选择
..。.。。..。。..。....。.。.。。。。..。。。。.。.。。。.04
2.2十字路口平面图。。。。.。。。......。。.。..。...。。。.。.....。.。。。..04 2。3十字路口交通灯示意图。。。...。..。。。..。。。。。..。...。。.。。...。.。05
2.4 LED灯的选择。....。..。。...。.。..。。。.。...。。。...。。.。..。.。..05 第三章 功能指令和数码管介绍.。。。。.。。.。..。.。.。.。。.。。。..。..。.06 3.1 BIN减法指令（SUB）.。.。..。.。。。.。.。。..。。。。。.。.。.。。。.。。。。。06
3.2 BCD码变换指令。.。。。..。.....。。。。。.。.....。。。。.。。....。...。06
3。3七段译码指令（SEGD)..。.。..。.。。..。。.。.。.。。。。。。.。。。..。。。.07 3。4交替输出指令(ALT）..。..。。。。.。。。....。。。.。。。。.。..。。..。。.。08
3。5七段共阴极数码管引脚图设计。...。。.。..。。。。。。。。.。。。..。..。...。...。09 第四章 交通灯控制系统设计。。.。.。。...。。。.。。。.。。。.。。...。.。.。。.。..。
10
4.1交通灯工作流程图设计 .。。.。。。.。.。。。.。。。。。。..。。。。.。.。。.。.。10
4。2交通灯的I/O分配表设计.。。..。。...。。。.......。。。.。.。.。。.。..13 城市十字路口智能交通灯PLC控制设计 V / 31 4。3交通灯的外部接线图.....。.。...。.。。.。.。。。.。。。..。.。。。.。.....。.。。。14 4。4交通灯的梯形图设
计。.。..。..。。..。。.。.。...。。。.。。.。.。。。.。。...。。..。16
小结...。。.。.....。。.。。。.。.。..。。..。。...。。..。。...。....。。。.。.。。.。.。。....21 参考文献。.。.。。。。.。.。。。。....。。。。.。..。。。。.。。。。...。...。..。。。.。。。...。..21 致谢.。。....。。.。..。。....。。..。...。.。。..。.。。。..。。.。.。.。。.。。。.。。.....。。。
22
附录。.。..。.。。。.。。..。。..。。。.。。。...。。。。......。。。.。....。...。。。。.。..。...23 城市十字路口智能交通灯PLC控制设计 城市十字路口智能交通灯的PLC控制设计 许洪生 ［摘 要] 交通灯作为交通控制的重要组成部分。目前交通灯大部分采用单片机控制,在控制和维护上存在许多缺陷.可编程控制器的功能日益完善，向小型化、廉价化方向发展。本设计采用三菱FX2N系列PLC设计十字路口交通灯，介绍了控制系统的组成和基本原理。
［关键词] 交通灯 PLC 梯形图 绪 论
1918年，出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。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。 随着社会的发展，人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。人多、车多、道路少的现象更加明显了。这就迫切需要进一步提高道路的运行能力，如何提高呢，那就是进一步完善控制系统。过去交通灯一般采用手动控制或单片机控制，在控制和维护上存在许多不足之处.1969年,美国数字设备公司研制出世界上第一台可编程控制器并在GM公司汽车生产线上首次应用成功,实现了生产的自动化控制。此后日本、德国等相继引用可编程控制器,使之迅速发展起来.20世纪70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，可编程逻辑控制器更多地具有了计算机的功能，做到了小型化和超小型化。现今，PLC的价格越来越合理和自动化程度越来越高，在工业自动化中应用越来越广泛。 为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法，能够更高效地疏导交通，提高交通路口的通行能力.分析了现代城市交通控制及管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种较合理的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。 城市十字路口智能交通灯PLC控制设计
- 2 - / 31 第一章 PLC的基础知识 1.1 PLC的概述 可编程控制器(Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制.随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免及个人计算机（Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC，PLC自1966年出现,美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。
1.2 PLC的特点 可编程控制器之所以能够高速发展，除了顺应工业自动化的客观需要外，还由于其具有许多适合工业控制的独特优点,能较好地解决工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题,其主要特点如下: （1）可靠性高，抗干扰能力强 （2）编程简单，操作方便 （3)系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便 (4）体积小，能耗低
1.3 PLC的工作原理和内部运作方式
1. PLC的工作原理
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期.在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 （1）输入采样阶段 （2）用户程序执行阶段 （3)输出刷新阶段