歐姆龍plc交通燈設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　引言-----------------------------2</p><p>　　第一章：交通信號(hào)控制系統(tǒng)--------------2</p><p>　　第二章：可編程控制器程序設(shè)計(jì)--------6</p><p>　　第三章：總結(jié)--------

2、---------------------19</p><p>　　第四章：參考文獻(xiàn)-----------------------21</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化

3、。用可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問(wèn)題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通的實(shí)際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的城市交通燈控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)方案?？删幊绦蚩刂破髟诠I(yè)自動(dòng)化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價(jià)格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)

4、中的作用更加突出。</p><p><b>　　交通信號(hào)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　1 十字路口交通燈控制實(shí)際情況</p><p>　　南北主干道 直行綠 27S直行綠閃3S左轉(zhuǎn)綠 10S 左轉(zhuǎn)綠閃 3S 黃2S 紅 45S</p><p>　　東西人行道 紅 45S綠 27S 綠閃3S 紅 60S</p

5、><p>　　東西主干道 紅 45S 直行綠 27S 直行綠閃3S左轉(zhuǎn)綠 10S 左轉(zhuǎn)綠閃 3S 黃2S</p><p>　　南北人行道 綠27S 綠閃3S紅 60S</p><p><b>　　循環(huán)控制方式</b></p><p>　　交通燈變化順序表（單循環(huán)周期90秒）</p><p>　　1．1

6、南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有直行綠燈27S，直行綠燈閃亮3S，左行綠燈10S，左轉(zhuǎn)綠閃3S，黃燈2S和紅燈45S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉(zhuǎn)綠燈，左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈；反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉(zhuǎn)綠燈，左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈。</p><p>　　1．2 南北向和東西向人行道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)

7、在南北主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道直行綠燈閃亮?xí)r南北行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道直行綠燈閃亮是東西行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。</p><p>　　2 結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實(shí)驗(yàn)</p><p>　　在PLC交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有3個(gè)控制燈，分別為：</p>

8、;<p>　　● 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）</p><p>　　● 準(zhǔn)備禁止通行燈 （亮?xí)r為黃色）</p><p>　　● 直通燈 （亮?xí)r為綠色）</p><p>　　另外行人道東西南北每面都有2個(gè)控制燈,分別為：</p><p>　　● 禁止通行燈

9、 （亮?xí)r為紅色）</p><p>　　● 直通燈 （亮?xí)r為綠色） </p><p>　　結(jié)合十字路口交通燈實(shí)際情況設(shè)計(jì)交通燈模擬控制系統(tǒng)如下：</p><p>　　當(dāng)交通燈系統(tǒng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，</p><p>　　2．1南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有綠燈 10S，綠燈閃亮2S（亮0.1 滅0.1）,

10、黃燈2S和紅燈14S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西住干道應(yīng)依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃，黃燈。</p><p>　　2．2南北向和東西向行人道均設(shè)為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r南北行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西行人道通行綠燈于東西主干道綠燈點(diǎn)亮是點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道綠燈

11、閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r東西行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。</p><p>　　2．3 除此之外另設(shè)兩個(gè)功能，使用10個(gè)脈沖開(kāi)關(guān)。實(shí)現(xiàn)讓盲人可以方便通過(guò)十字路口和手動(dòng)控制車(chē)流量。其中8個(gè)安裝在人行道的兩邊當(dāng)東西方向行走的盲人要過(guò)馬路的時(shí)候，按下脈沖開(kāi)關(guān)東西向行人道綠燈亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲10秒恢復(fù)原來(lái)的控制系統(tǒng)。南北向脈沖開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同，另外兩個(gè)脈沖開(kāi)可以控制車(chē)流量，當(dāng)東西向主干道等待車(chē)量較

12、多的時(shí)候，按下東西向控制脈沖開(kāi)關(guān)，東西向主干道延長(zhǎng)綠燈點(diǎn)亮?xí)r間到15秒。東西向行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)延長(zhǎng)。南北向脈沖開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同。</p><p><b>　　3流程圖</b></p><p>　　第二章 可編程控制器程序設(shè)計(jì)</p><p>　　1 可編程控制器選擇</p><p>　　本次交通燈設(shè)計(jì)用的是來(lái)自O(shè)

13、MRON的CPM1A-30CDR-A可編程控制器</p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格：CPM1A CPU單元CPM1A 在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型PLC所具有的功能，盡可能使安裝空間最小化，并實(shí)現(xiàn)了具有10點(diǎn)-100點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成。而且還可 連接可編程控制終端，創(chuàng)造了尚無(wú)前例的靈活運(yùn)用。它不僅可以替代繼電器控制柜，就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中，亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同的需求</p&g

14、t;<p>　　AC電源輸入，繼電器輸出，能加擴(kuò)展單元</p><p>　　2 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖</p><p>　　3 可編程控制器I/O端口分配</p><p><b>　　4 程序梯形圖</b></p><p><b>　　5 程序設(shè)計(jì)</b></p>

15、<p><b>　　第三章 總結(jié)</b></p><p><b>　　1 難點(diǎn)分析 </b></p><p>　　本程序在設(shè)計(jì)過(guò)程遇到了一些難點(diǎn)我把它整理了一下發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)問(wèn)題。</p><p>　　1．1 行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p>　　因?yàn)閷?shí)際的紅綠燈控制

16、中行人道的紅綠燈和主干道的紅綠燈是有這一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系的，所以在編程前一定要理清它們，這樣有利于在編程時(shí)簡(jiǎn)化程序、減少PLC不必要的運(yùn)算 。</p><p>　　1．2 盲人脈沖按鍵按下時(shí)要實(shí)現(xiàn)功能的同時(shí)不影響和它沒(méi)關(guān)系的主干道</p><p>　　盲人在東西南北的行人道同時(shí)通過(guò)十字路口的情況不會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，可以說(shuō)是非少的，如果我們要把盲人脈沖分開(kāi)東西控制和南北控制使他不影響和它沒(méi)關(guān)系的主干

17、道就可以使車(chē)輛行走更加通順減少車(chē)輛堵塞的情況。要實(shí)現(xiàn)這樣的功能就要在脈沖按鍵按下時(shí)不影響他們的計(jì)時(shí)程序只在對(duì)應(yīng)的主干道紅綠燈輸出程序上進(jìn)行插入常閉繼電器以此把輸出程序斷開(kāi)</p><p>　　1．3 手動(dòng)車(chē)流控制按鍵的控制方式</p><p>　　手動(dòng)車(chē)流控制按鍵是對(duì)相應(yīng)的主干道綠燈延長(zhǎng)的進(jìn)行控制，但不能使它在按下時(shí)使改變當(dāng)時(shí)的紅綠燈顯示情況，如現(xiàn)在是南北紅燈東西綠燈時(shí)按下南北綠燈延長(zhǎng)按鍵

18、就不能使它變成南北綠燈東西紅燈。這就涉及到了一個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)的關(guān)系。</p><p>　　1．4 交通燈的閃亮</p><p>　　交通燈綠燈在實(shí)際運(yùn)行中是要經(jīng)過(guò)閃爍的，所以在設(shè)計(jì)程序中也要加入這個(gè)功能，參考了一些PLC的交通燈程序介紹時(shí)發(fā)現(xiàn)PLC中有一些繼電器可以實(shí)現(xiàn)閃爍這些繼電器也就是PLC內(nèi)部的功能繼電器，這是一種硬件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序可以減少但比較死板閃爍頻率不能控制。由于對(duì)P

19、LC內(nèi)部的功能繼電器不太熟悉（不同型號(hào)的PLC內(nèi)部功能繼電器編號(hào)也不一樣）我想了一個(gè)用程序?qū)崿F(xiàn)的方法（程序段在第86條~第94條指令之間），此方法可以說(shuō)是軟件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序加長(zhǎng)了但閃爍頻率可以控制比較靈活。</p><p>　　2 調(diào)試錯(cuò)誤與修改方法</p><p>　　經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，想一次性把程序完成是非常難的，在調(diào)試中就出現(xiàn)了不少的錯(cuò)誤。</p><p>

20、　　剛開(kāi)始的時(shí)候把程序?qū)戇M(jìn)去然后運(yùn)行卻發(fā)現(xiàn)有些燈亮不起來(lái)而且在完成了一個(gè)周期后就循環(huán)不起來(lái)了。那時(shí)真的不知道從哪里入手，只好一條一條地檢查才發(fā)現(xiàn)了一條指令把常閉寫(xiě)成了輸出真正的輸出口就沒(méi)有收到信號(hào)了。燈雖然是亮了但仍然循環(huán)不起來(lái)。從梯形圖又仔細(xì)的看了一次卻看不出什么問(wèn)題出來(lái)。突然想起來(lái)編程器還可以進(jìn)行監(jiān)控于是再在運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，于是發(fā)現(xiàn)了在程序的第一周期一切都運(yùn)行正常但再運(yùn)行下去的時(shí)候第二周期就再?zèng)]有反應(yīng)了，包括里面的輔助繼電器，最

21、后發(fā)現(xiàn)原來(lái)是程序前面沒(méi)有并上完成這個(gè)循環(huán)的繼電器號(hào)。后來(lái)就這樣把加上其他功能出現(xiàn)的錯(cuò)誤也找出來(lái)了。雖然找錯(cuò)誤是一個(gè)枯燥無(wú)味的工作，但只要你耐心的去做的話，你肯定能學(xué)到有用的動(dòng)西。</p><p>　　3 PLC智能化控制交通燈的方法</p><p>　　傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常是事先經(jīng)過(guò)交通流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠 燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而實(shí)際上交通流量的變化往往是不

22、確定的，有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、適用的方案，仍然會(huì)發(fā) 生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒(méi)有什么車(chē)輛，而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過(guò)。這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交 通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢(shì)。此系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC)對(duì)十字路口交通控 制燈實(shí)現(xiàn)模糊控制傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常是事先經(jīng)

23、過(guò)交通流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠 燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而實(shí)際上交通流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、適用的方案，仍然會(huì)發(fā) 生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒(méi)有什么車(chē)輛，而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過(guò)。這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交 通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面</p>

24、;<p>　　此系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC)對(duì)十字路口交通控 制燈實(shí)現(xiàn)模糊控制此控制系統(tǒng)的輸入量是指十字路口各方向上車(chē)輛數(shù)的動(dòng)態(tài)變化量。具體由傳感器采集后送入可編程序控制器。在十字路口的四個(gè)方向(E、S、W、N)的近端J(斑馬線附近)和遠(yuǎn)端Y(距斑馬線約100米處)各設(shè)置一個(gè)傳感器，分別統(tǒng)計(jì)通過(guò)該處的車(chē)輛數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)模糊控制，需要將綠燈時(shí)間分為兩部分：其一是固定的10秒作為路口車(chē)輛狀態(tài)參數(shù)的采集時(shí)間t1；其二是根據(jù)

25、兩個(gè)方向車(chē)輛流量變化進(jìn)行模糊決策的延時(shí)t2。然后通過(guò)傳感器采集后的排隊(duì)等候的車(chē)輛數(shù)送往PLC進(jìn)行模糊推理運(yùn)算得出延遲時(shí)t2，最后由t1和t2來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口車(chē)流量的靈活控制。</p><p><b>　　4收獲與體會(huì)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的艱苦奮斗，設(shè)計(jì)成果終于要出來(lái)了，我才松了一口氣，俗話說(shuō)：“萬(wàn)事開(kāi)頭難?！边@話一點(diǎn)也不假，回想當(dāng)初確定這個(gè)，還是

26、挺茫然的。不知怎下手。最后采用了先采集資料、進(jìn)行實(shí)際考察后設(shè)計(jì)的方法。</p><p>　　查找資料也是一件繁瑣的事情，雖說(shuō)網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。</p><p>　　好了終于到了設(shè)計(jì)的時(shí)候了，花了整整十幾天，終于完成了設(shè)計(jì)，不過(guò)調(diào)試的時(shí)候卻發(fā)現(xiàn)結(jié)果和想的有所不同，通過(guò)監(jiān)控和修改才得出了需要的設(shè)計(jì)。這次的設(shè)計(jì)讓我們?cè)鲩L(zhǎng)了實(shí)踐技能，還增加了有關(guān)

27、交通知識(shí)，這些對(duì)于我們真是受益匪淺。最后，我們覺(jué)得，不見(jiàn)風(fēng)雨，怎么能見(jiàn)彩虹呢？我把體會(huì)用十個(gè)字概括：天下無(wú)難事，只怕有心人</p><p>　　一次又一次的學(xué)習(xí)，探索又 ，我們慢慢地在體會(huì)，研究和感悟，終于開(kāi)始領(lǐng)會(huì)到將近成功的那一份喜悅，從撰寫(xiě)開(kāi) 報(bào)告，查找資料，程序設(shè)計(jì)，到整理每一個(gè)次的調(diào)試，我們學(xué)會(huì)了細(xì)心和耐心，也品嘗到了酸、甜、苦、辣，無(wú)數(shù)的成功與失敗更加肯定了我們 的研究成果。興趣是自發(fā)形成的，而默契是慢

28、慢培養(yǎng)出來(lái)的。當(dāng)前的社會(huì)，科技迅速發(fā)展，知識(shí)更新速度大大加快，只有我們共同去探索，用自己的雙手去征服每一片天空，用我們新的力量去打造一片創(chuàng)新的領(lǐng)域。</p><p>　　第四章 參考文獻(xiàn)</p><p>　　1可編程控制器 實(shí)驗(yàn)參考資料</p><p>　　2可編程序控制原理及應(yīng)用技術(shù) 陳廷全 編著</p><p>　　3 自