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十字路口交通灯的PLC顺序控制毕业设计(常用版).doc
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2022-12-01
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十字路口交通灯的PLC顺序控制毕业设计(常用版).doc
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十字路口交通灯的 PLC 顺序控
制毕业设计(常用版)
(可以直接使用,可编辑 完整版资料,欢迎下载)
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
统控制检测日新月异更新。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,针对具体应用对象的特点,配以其它器件来加
以完善。
电气控制与 PLC 是本学期新开的一门技术课,也是非常重要的一门课,对
于以后的工作有很大的帮助。为了能更好的认识和理解 PLC 方面的知识,以便
能更好的掌握 PLC 这门技术。
PLC 课程组决定让我们完成一份 PLC 课程设计说明书。这一周是 PLC 课程
设计周,我要全面的投入课程设计当中,按时完成一份完整的并排版打印好的
《PLC 课程设计》说明书。
本课程设计是我经历了一周的时间,花费了很多的精力才完成的。
我设计的题目是“十字路口交通灯的 PLC 控制”,此次设计主要内容包括:工
作过程分析,梯形图,接线图,电气原理图及情况说明,由于是第一次写 PLC 课程设
计,经验还不是很丰富,可能写的还不是很完美,还望任课老师们及同学们提出宝
贵的意见和建议。
关键词:十字路口,交通灯,PLC
目 录
摘要 ………………………………………………………………………… 1
一、课题背景 ……………………………………………………………… 3
1、课题背景 …………………………………………………………………… 3
2、研究目的和意义 …………………………………………………………… 3
3、本文的主要工作 …………………………………………………………… 5
二、已知情况、控制要求、设计要求 ………………………………………… 6
1、已知情况 …………………………………………………………………… 6
2、控制要求 …………………………………………………………………… 6
3、设计要求 …………………………………………………………………… 7
三、总体设计思路 …………………………………………………………… 8
四、程序设计及调试 ………………………………………………………… 9
1、PLC 的选型及 I/0 分配图 ………………………………………………… 9
2、拟定程序的 SFC 顺序功能图 …………………………………………… 10
3、梯形图、程序工作过程简析及编程元件明细表 ……………………… 11
五、电气设计 ………………………………………………………………… 16
1、PLC 外部接线原理图 …………………………………………………… 16
2、交通灯顺控设备电气接线线原理图 …………………………………… 16
六、安装、接线、及系统联合测试 …………………………………………… 17
七、后期工作 ………………………………………………………………… 18
1、操作过程简要说明 ……………………………………………………… 19
2、常见故障及排除方案 …………………………………………………… 19
3、编写并提交(课程)设计说明书 ………………………………………… 20
八、尚存在的问题及方案建议 ……………………………………………… 21
九、课程设计总结 …………………………………………………………… 22
十、致谢 ……………………………………………………………………… 23
十一、参考文献 ……………………………………………………………… 24
新华书店十字路口交通灯的 PLC
一、课题背景
1、课题背景
1858 年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械
扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868 年,
英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界
上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停
止”,绿色表示“注意”。1869 年 1 月 2 日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。
1914 年,电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光
器组成,安装在纽约市 5 号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示
“通行”。 1918 年,又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯,
一种是把压力探测器安在地下,车辆一接近红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器
来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下嗽叭,就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当
行人踏上对压力敏感的路面时,它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号
灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发生交通事故。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。1968 年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含
义作了规定。绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除
非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的
车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交
叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但
车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
2、研究目的和意义
在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通,并为交通参与者的安全
提供了强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展,原先的交通灯控制系统
已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统,使其适应现
在的交通状况,成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是:事先经过车辆流量的调查,运
用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而,实际上车辆流量的变
化往往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经
过长期运行、较适用的方案,仍然会发生这样的现象:绿灯方向几乎没有什么车
辆,而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模
型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是能有一种
能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。
目前,大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控
制方法。由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的,采用
固定时间的控制方法,经常造成道路有效利用时间的浪费,出现空等现象,影响
了道路的畅通。为此,采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器,
能较好地解决这个问题。另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用,城市
空中各种电磁干扰日益严重,为保证交通控制的可靠、稳定,选择了能够在恶劣
的电磁干扰环境下正常工作的 PLC 是必要的。
随着科学技术的日新月异,自动化程度要求越来越高,原有的交通灯装置远
远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制
技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品;充
分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了
分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配
置灵活、组态方便。
可编程控制器交通灯控制系统的特点:
①脱机手动工作;
②联机自动就地工作;
③上机控制的单周期运行方式;
④由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动控制;
⑤自动启动、自动停机控制方式。
近年来 PLC 的性能价格比有较大幅度的提高,使得实际应用成为可能。
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