十字路口交通灯 PLC 控制系统设
计
系 （部）：
专 业：
学 号：
学 生 姓 名：
指 导 教 师：
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摘 要
针对近年来城市交通的拥挤现象，特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、
车辆尾气污染等问题，介绍集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于
一体的智能交通指挥中心控制系统。该系统的安装及使用，大大缓解了城市道路
堵塞现象、提高了道路的通行能力。减少了驾驶员违章的次数，抑制了交通事故
的发生、同时能够减轻车辆尾气排放，从而对降低环境污染起到了不可低估的作
用
[1]
。
特别是现在由于城市车流量的增加,以及频发的交通事故!对行人过马路时造
成了严重的威胁!因此我们需要彻底分析现代城市交通控制与管理问题的现状，
结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出一种简单实用
安全有效的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。既能保持交通的流畅又能
保证行人的生命安全!
关键词：交通灯，PLC，定时器
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目 录
摘要……………………………………………………………………………………………….2
第一章 绪论………………………………………………………………………………..4
1．1 引言…………………………………………………………………………………………..4
1．2 课程研究背景…………………………………………………………………………….4
1．3 现在城市路口交通灯控制技术现状…………………………………………….5
1．4 本课题主要研究内容………………………………………………………………….6
第二章 PLC 功能简介……………………………………………………………………7
2．1PLC 的定义…………………………………………………………………………………7
2．2PLC 的基本机构………………………………………………………………………….7
2．3PLC 的应用………………………………………………………………………………….8
2．4PLC 的发展趋势…………………………………………………………………………..8
2．5PLC 的基本工作原理……………………………………………………………………9
第三章 S7-200 编程软件 STEP 7 –Micro/Win SP6………………………11
3．1 程序作业的控制………………………………………………………………………….11
3．2STEP7 的程序使用……………………………………………………………………….12
3．3Step 7 Micro/WIN V4.0 文件的新建…………………………………………….12
3．4PLC 程序的下载………………………………………………………………………….14
第四章 程序的设计……………………………………………………………………..15
4．1 交通灯时序图…………………………………………………………………………..15
4．2I/O 分配表与外部接线图…………………………………………………………..16
4．3PLC 主机的选择………………………………………………………………………..17
4．4 顺序功能图……………………………………………………………………………….18
4．5 程序梯形图……………………………………………………………………………….19
4．6 程序的调试顺序………………………………………………………………………..23
结论……………………………………………………………………………………………..24
致谢……………………………………………………………………………………………..25
参考文献……………………………………………………………………………………..26
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第一章 绪论
1.1 引言
十字路口的红绿灯指挥着行人和车辆的安全运行,实现红绿灯的自动指挥能
使交通管理工作得到改善,也是城市交通管理工作自动化的重要标志之一。可编
程序控制器(PLC) 是一种新型的通用的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、
计算机技术和通讯技术融为一体,是专能加强、编程简单、使用方便以及体积小、
重量轻、功耗低等一系列优点。因此,本文介绍了西门子公司的 PLC 产品来实现
交通灯的自动控制。
1.2 毕业设计研究背景
可变成序控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，在日
常生活中得到了广泛的应用。
PLC 是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采
用可编程序的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数
和算术等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或
生产过程。
PLC 具有可靠性高，抗干扰能力强等优点，PLC 的平均无故障运行时间（又
称平均故障间隔时间 MTBF）已经高达几十万小时。其次，PLC 具有通用性强，
使用方便的特点。由于 PLC 产品的系列化和模块化，PLC 配备有品种齐全的各
种硬件装置供用户选用，可以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自
己再设计和制作硬件装置。用户在硬件方面的设计工作只是确定 PLC 的硬件配
置和 I/O 的外部接线。一个控制对象的硬件配置确定以后，可以通过修改用户程
序，方便快速地适应工艺条件的变化。
PLC 还具有功能强，适应面广的特点，现代 PLC 不仅具有逻辑运算、计时、
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计数、顺控等功能，数值运算和数据处理等功能。因此，它既可对开关量进行控
制，也可以对模拟量进行控制，既可控制一台生产机械、一条生产线，也可控制
一个生产过程。PLC 还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系
统。用户只需根据控制的规模和要求，适当选择 PLC 的型号和硬件配置，就可
以组成所需的控制系统。
随着交通的不断发展和汽车化进程的加快，交通拥挤加剧，交通事故频发，
交通环境恶化，已经成为引人注目的城市问题之一。交通问题不仅的发展中国家，
就在发达国家也是一个令人困扰的严重问题。众所周知，缓解交通拥挤的最直接
和最有效办法是提高路网的通信能力。但无论哪个国家的大城市，不可能无限制
地修建道路，不论是资金因素还是土地因素，都限制了道路的无节制增长。因此，
不可能通过无限制地修建道路难满足日益增长的交通需求。与此同时，通过限制
车辆增加削减交通需求也因受到客观因素的制约而无法取得满意的结果。事实上，
由于交通系统是一个相当复杂的大系统，无论单独从车辆方面考虑还是从道路方
面考虑，都很难从根本上解决问题。
早在 19 世纪，人们就开始研究交通信号，用信号指挥车通行，控制车辆进
出交叉口的次序。据文献记述，早在 1868 年，英国伦敦的威斯特明斯特
(Westminster)街就安装了红、绿色两色的交通信号灯。到 1917 年，美国的盐湖
城开始使用由人工控制的红、黄、绿 3 色的信号灯。1925 年，这种由人工控制
的 3 色信号灯也首次出现在英国伦敦的皮克的时路口。次年，英国人研制出了自
己的自动控制信号机。
道路通交通系统是一个地区、一个城市的主要组成部份，这个系统的运行状
况如何，直接反映了一个地区、一个城市的现代化管理水平。在这一系统中，道
路不仅仅是易变化的部分，而其它组成部分则存在着较大的可变性和随机性。只
有对这一系统的组成及其运行机理进行科学客观的分析研究，对能制定出科学有
效的管理和控制对策，从而保障系统的有效运行。
1.3 现在城市路口交通灯控制技术现状
随着社会经济的发展，城市交通问题引起越来越多的人的关注，交通问题成为制约我国经
济发展的一个大问题，因为我国人口较多，所以大部分城市都会出现交通拥堵现象,特别是一
