基于plc的智能交通灯设计.doc

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1、摘 要 近年来，随着中国经济的高速发展，人民生活水平的不断提高，中国的汽车行业进入了高速发展期，汽车保有量逐年快速提升，为国家的经济发展注入了无限生机和活力。 然而，伴随着汽车保有量的增长，中国经济高歌猛进的同时，交通事故和交通拥堵却呈现了逐年上升趋势。今年的京藏高速大拥堵、十一黄金周大量旅客滞留高速路就是最好的印证。因此如何解决交通拥堵，成为了促进社会健康可持续发展不可逾越的重要问题之一。针对此问题政府也做了很多努力，如大规模修建扩建交通网络，并不断升级改造老旧的交通网络系统，大力发展现代交通网络体系，一种新的智能交通控制系统也应运而生。 基于此本论文的思路是:通过探测器(即电磁感应线圈)探

2、测出汽车的流量后自动调节红绿灯的时长。车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。关键词：智能交通，车流量，可编程控制器ABSTRACTIn recent years, Chinas rapid economic development, the continuous improvement of peoples living standards, Chinas automobile industry has entered a rapid development period, car ownership, is improved rapidly year after

3、year, into the infinite vigor and vitality for the economic development of the country. However, along with the growth of car ownership in Chinas economic triumph while traffic accidents and traffic jams are showing increasing year by year. This years Beijing-Tibet Expressway congestion, Golden Week

4、, a large number of travelers stranded is the best proof of the highway. So how to solve the problem of traffic congestion has become one of the important issues of sustainable development to promote the health of the community insurmountable. For this problem the Government has done a lot of effort

5、, such as large-scale construction of the expansion of the transport network, and continue to upgrade the aging transport network system, vigorously develop modern transportation network, a new intelligent traffic control system came into being. Based on the ideas of this thesis: detectors (electrom

6、agnetic induction coil) to detect vehicle traffic after the traffic lights automatically adjust the length. When the length of the vehicle traffic count, traffic lights controlled by a programmable logic controller (PLC). KEY WORDS： intelligent transportation, Numbercars, PLC目 录摘 要IABSTRACTII目 录III前

7、 言V第一章 PLC基础知识1一、PLC的产生和定义1二、PLC的特点11、 可靠性高，抗干扰能力强12、 控制系统结构简单，通用性强23、 编程方便，易于使用24、 功能完善25、 设计、施工、调试的周期短26、 体积小，维护操作方便2三、PLC的应用和分类21、开关量的逻辑控制32、模拟量控制33、运动控制34、多级控制35、Plc分类3四、PLC的结构41、中央处理器(CPU)42、存储器43、电源部分54、通信接口55、输入/输出接口5五、PLC的工作原理5第二章 信号检测系统7一、智能交通控制原理7二、车辆的通过与监测71、电感式传感器72、电路图组成83、硬件配置84、车辆计数14

8、三、用PLC实现智能交通灯控制141、控制系统的组成142、车流量的计量15第三章 智能交通系统PLC编程16一、 十字路口交通信号灯控制系统的控制要求161、十字路口交通信号布置图16二、控制系统的控制要求172、正常循环运行173、急车强通控制18三、十字路口交通信号灯控制系统的PLC选型221、Plc交通控制系统的构成图222、十字路口交通信号灯控制系统的资源分配22四、程序时序图25第四章 程序编程和调试27一、编程软件简介271、主界面及各部名称272、PLC程序调试273、核对程序28二、程序调试291、软件模拟292、模拟定时循环控制303、模拟定时调整控制31结论33致谢36附

9、录37前 言城市交通与人民群众生产生活息息相关。目前随着社会的发展迅速，国民经济收入逐年增长，人民群众生活条件越来越好，私人轿车越来越多，城区道路交通压力与日俱增，许多路段已经超出道路设计负荷，经常发生堵车、交通事故等现象；虽然政府有关部门积极采取相应措施进行缓解，但效果不太明显；特别在节假日、上、下班高峰时间，堵车现象更为严重，而交通路段中十字路口处的车辆畅通与否尤显重要。传统的交通信号灯控制方法往往是以路口的状态,按丁字、十字与多路口分时段进行红绿黄灯控制各路口依次通行,往往存在车多的路口绿灯通行时间短、无车或少车的路口却亮着绿灯,而且哪个路口在何时间段车多又比较随机,对交通信号灯的控制不

10、好人为预设定,为克服这种少车路口绿灯时无车通行或多车路口绿灯通行时间短而堵车等资源浪费的现象,出现了智能交通灯控制系统。 目前的智能交通灯控制系统有以红外感应车流量的、有按预定时间段改变通行时间的、有以电视监控信息来干预的等多种方法与手段,各有特点。本设计是一个以车流量为核心的智能交通灯自动控制系统,通过使用地感线圈检测车流量,实现了十字路口交通灯的智能控制。随着数字化城市建设的进程,对城市交通的要求不仅是智能化,而是网络化、信息化。V第一章 PLC基础知识一、PLC的产生和定义自20世纪60年代起，工业产品生产呈现多品种、小批量的趋势，而当时各种生产流水线的电气控制系统基本上都是由继电器-接

11、触器控制系统构成的产品的每次变更都直接导致电气控制系统的系统的重新设计和安装。为了尽可能地减少重新设计和安装电气控制系统的工作量，人们设想利用计算机的控制功能制造一种新型的工业控制装置。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台可编程控制器（Programmable logic Controller简称plc）,在美国通用汽车公司的自动装配线上使用，取得了巨大成功。之后，plc很快在世界各国对的工业领域广泛推广使用。1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下

12、应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。二、PLC的特点1、 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。由于PLC模块均采用大规模与超大规模集成电路，所以的I/O接口电路均采用光电隔离;在结构上对、防潮、防尘、抗震等都

13、有周到的考虑;在硬件上采用隔离、滤波、屏蔽、接地等抗干扰措施;在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施。以上这些使PLC具有较高的抗干扰能力。2、 控制系统结构简单，通用性强 在PLC控制系统中，只需要在PLC输入/输出端子上接入相应的信号线即可，不需要连接如继电器之类的低压电器和大量而又复杂的硬件接线线路 ，大大简化了控制系统的结构。，PLC的输入/输出可直接与交流220V、直流24V等强电相连，并且具有较强的带负载能力。3、 编程方便，易于使用 PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图

14、相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4、 功能完善 PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。在PLC内部具备许多控制功能，如：逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、PID控制、数据控制、通信和联网，还有其他特殊功能模块。5、 设计、施工、调试的

15、周期短 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。6、 体积小，维护操作方便 PLC体积小，质量轻，便于安装，不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。三、PLC的应用和分类 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行

16、业，使用情况大致可分为以下几个方面。 1、开关量的逻辑控制 这是PLC最基本的控制，可以取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2、模拟量控制 除了开关控制之外，plc还可以接受、处理和控制连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、液位和速度等。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 3 、运动控制 PLC可以用

17、于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 4 、多级控制 Plc还可以实现与其他plc、计算机、单片机互相交换信息，组成自动化控制网络。5、Plc分类PLC按结构形状可分为整体式和模块式。整体式的plc具有结构紧凑、体积小、质量轻、价格低的优势，适合一般电气控制。整体式的plc也称为plc的基本单元，在基本单元的基础上可以加装扩展模块以扩大适用范围。模块式的

18、plc是把cpu、电源、输入接口、输出接口等做成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便、便于扩展等优势，适合输入/ 输出点数差异较大或有特殊功能要求的控制系统。四、PLC的结构Plc主要有cpu、存储器、I/O接口、通信接口和电源等几部分组成。1、中央处理器(CPU)Cpu是pic的逻辑运算和控制中心，协调系统工作。CPU一般由控制器运算器和寄存器组成。它们都集成在一个芯片内，CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元输入/输出接口电路相连接。与一般计算机一样，CPU是PLC的核心，它按照PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不序地进行工作。用户程序和数据事先存入存储器中，当PLC处于

19、运行方式时，CPU按循环扫描方式执行用户程序。 CPU的主要任务如下： (1) 按PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器输入用户程序和数据。 (2) 用扫描方式接收现场输入装置的状态与数据，并存入输入映像寄存器或数据寄存器。 (3) 诊断电源或PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误。 (4) 在PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户，程序经过命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启、闭有关控制电路，分时地去执行数据的存取、传送、组合、比较、变换等动作。完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务。根据运算结果更换有关标志位的状态和输入映像寄存器的内容，实现输出、制表

20、、打印或数据通信等控制。2、存储器 PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两个部分。 (1)系统存储器 系统存储器是指用来存放PLC的系统程序的存储器。它由PLC生产厂家编写并固化在ROM内，用户不能直接更改。它使PLC具有基本的功能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。其主要内容包括3个部分：系统管理程序、 用户指令解释程序和标准程序模块与系统调试。 (2)用户存储器用户存储器由用户程序存储器和数据存储器两部分组成，其主要任务作用是用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。PLC使用的存储器有3种类型：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和可擦除可编程

21、只读存储器(EEPRO)。3、电源部分PLC的电源是一种将外部电源转换为plc内部元器件使用的各种电压的开关稳定电源，一般使用220交流电源，电路提供5V、24V等直流电源使PLC能正常工作。4、通信接口通信接口是plc与外界进行交换信息和写入程序的通道，s7-2000系列plc的通信接口类型就是RS-485。5、输入/输出接口输入接口用来完成输入信号的引入、滤波及电平转换。输出接口包括三种形式：继电器输出：输出可以接交流的负载，能满足一般低俗控制需求。晶体管输出：只能接直流负载，适合高速控制场合。晶闸管输出：只能接交流负载，开关速度高，适合高速控制场合。五、PLC的工作原理1、PLC的3个工

22、作阶段当PLC投入运行后，其工作过程一般分为输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段三个阶段完成。上述3个阶段即为一个周期。在整个运行期间PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述3个阶段。(1)输入采样阶段PLC。在输入采样阶段，先扫描所以输入端子并将各输入端子状态存入对应的输入元件映像寄存器。此时，输入元件映像寄存器被刷新，接着进入用户程序执行阶段。在用户程序执行阶段或输出阶段，输入元件映像寄存器与外界隔离，无论输入端子信号如何变化，输入元件映像积存器始终保持不变，直到下个扫描周期的输入采样阶段才将输入端子的新内容重新写入。(2)用户程序执行阶段。根据PLC梯形图程序扫描规则，PLC以

23、先左后右，先上后下的步序逐句扫描。当指令中涉及输入/输出时，PLC从输入映像寄存器中读入上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映像寄存器读入对应输出映像寄存器的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果在存入元件映像寄存器中。对元件映像来说，每一个元件的状态会随程序的执行过程而变化。(3)输出刷新阶段。在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有继电器的状态在（通/断）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式输出驱动外部负载。对于小型PLC，I/O点数较少，用户程序较短，用集中采样集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。

24、2、PLC对输入/输出的处理规则PLC对输入/输出的处理规则如下：输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在上有个刷新期间的通/断状。第二章 信号检测系统一、智能交通控制原理本智能交通自控系统主要是由埋设在地表面下的感应线圈和信号提取与输出装置构成。当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，从而检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长，从而实现对交通灯的控制。二、车辆的通过与监测1、电感式传感器 电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线，当有高频电流通过电感时，公路

25、面上就会形成如图2.1中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。所以只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。电感式传感器的高频电流频率为60kHz，尺寸为 23m，电感约为100H.这种传感器可检测的电感变化率在0.3以上。 图2.1 车辆检测原理图及检测电路电压脉冲输出波

26、形2、电路图组成检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图2.2所示 图2.2车辆存在与检测电路原理框图3、硬件配置 60KHZ信号源：RC桥式振荡电路如图1.3所示，它由两部分组成，即放大电路Av和选频网络Fv。由图中可知由于Z1、Z2和R1、Rf正好形成一个四臂电桥，因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。图2.3 RC桥式振荡电路由图可知，在时，经RC反馈网络传输到运放同相端的电压与同相，即有和。这样，放大电路和由Z1、Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系

27、统，可以满足相位平衡条件，因而有可能振荡。实现稳幅的方法是使电路的/ 值随输出电压幅度增大而减小。起振时要求放大器的增益 3,例如，Rf用一个具有负温度系数的热敏电阻代替，当输出电压增加使的功耗增大时，热敏电阻减小，放大器的增益下降，使的幅值下降。如果参数选择合适，可使输出电压幅值基本恒定，且波形失真较小。 由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比RC串并联网络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为RC串并联网络的。RC串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在处,正反馈系数，而和当构成电路中的负反馈，反馈系数。F+ 与F-的关系不同，导致输出波形的不同。选用R

28、等于13.25K的电阻， 选用C等于200PF的电容， 、分别选用250 K 和100K。感应线圈电流检测电路： 图 2.4 信号源电流检测电路我们采用单相半控桥式整流电路即整流电路中的整流元件有半数是二极管，其余半数是晶体管。半控整流电路的输出也是完全可以连续平滑控制的。下图表示单相半控桥式电阻电感负载电路及其波形，设负载电流因电感足够大而平直。 当电源U2正半波，在=a时触发VT1后，VT1，VD2导通，电流通路为：VT1lrVD2，电流由电源提供；当后，电源电压u2经零变负，但由于电感电势的作用，电流仍将使，电感通过rVD1VT1回路放电。在处，二极管VD2电流换给VD1，电流iVD2及

29、i2终止，在（a）区间电流由电感释放电能提供。 当（a）时触发VT2导通，由于VT2的 导通才能使VT1承受反压而关断，其后的工作过程与前半周类似。由此可见，VT1触发导通后，需VT2的触发导通才能关断。因此流过晶体管的电流在一周期内各占一半，其换流时刻由门极触发脉冲决定；而二极管VD1，VD2的 导通与关断仅由电源的 正负半波决定，在n处换流，所以单相半控桥式整流电路电感负载时各元件导通角均为180度，电源在a区间内停止对负载供电。 半控桥式整流电路中的整流二极管VD1，VD2本身兼有续流二极管的作用，因此电路中不需要另加续流二极管。但如果在工作中出现异常，比如VT2的触发脉冲消失，则VT1

30、由于电感续流作用将不能关断，等到下一个正半波到来时，VT1无需触发仍使导通，结果是，一只晶体管与两只二极管之间轮流导电，其输出电压失去控制，这种情况称为失控。失控时的输出电压相当于单相半波不可控整流的电压波形。 为了防止这种失控现象，仍须在半控式电路中加上续流二极管。 图2.5 感应线圈电流检测电路电阻电感负载个电流电压图形如下： 图2.6 图2.7 图2.8 图2.9 图2.10 图2.11图2.12比较鉴别电路我们采用电压比较器，当U大于u时输出Uom，当U小于u时输出Uom。可视为可用脉冲。 图2.13 脉冲产生电路上面的电路都要有脉冲才能实现控制，所以下面介绍脉冲产生电路。单结晶体管触

31、发电路改变电位器RP的数值可以调节输出脉冲电压的频率。但是（RPR）的阻值不能太小，否则在单结晶体管导通之后，电源经过RP和R供给的电流较大，单结晶体管的电流不能降到谷点电流之下，电容电压始终大于谷点电压，因此，单结晶体管就不能截止，造成单结晶体管的直通现象。选用谷点电流大一些的管子，可以减少这种现象。当然，（RPR）的阻值也不能太大，否则充电太慢，使晶闸管的最大导通角受到限制，减小移相范围。一般（RPR）是几千欧到几十千欧。单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度，主要决定于电容器放大电的时间常数。R1或C太小，放电快，触发脉冲的宽度小，不能使晶闸管触发。因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一定

32、时间，一般在10以下，所以触发脉冲的宽度必须在10以上。如选用C0.11F，R1=250100，就可得到数十微秒的脉冲宽度。但是，若C值太大，由于充电时间常数（RP+R）C的最小值决定于最小控制角，则（RP+R）就必须很小，如上所述，这将引起单结晶体管的直通现象。如果R1太大，当单结晶体管尚未导通时，其漏电流就可能在R1上产生较大的电压，这个电压加在晶闸管的控制极上而导致误触发。脉冲电压的幅度决定于直流电源电压和单结晶体管的分压比。如电源电压为20V，晶体管的分压比为0.5，则在单结晶体管导通时，电容器上的电压约为10V，除去管压降外，可以获得幅度为78V的输出脉冲电压。根据上述数据，输出脉冲

33、的宽度和幅度都能满足触发晶闸管的要求。图 2.14 中的电阻R2是作温度补偿用的。因为在UPUBBUD的式中，分压比几乎不随温度而变，而UD将随温度上升而略有下降。这样，UP就要随温度而变，这是不希望的。当接入R2（及R1）后，UBB是由稳压电源的电压UZ经R2、RBB、R1分压而得，而RBB随温度上升而增大，因此在温度上升后，RBB增大，电流就减小，R1和R2上的压降也相应减小，UBB就增大一些，于是补偿了UD因温度上升而下降之值，从而使峰点电压UP保持不变。 图2.14 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路4、车辆计数 车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地

34、下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器，方案如图2.15以典型的十子路口为例)，同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的最长停车车龙为好。 图2.15 传感器的铺设三、用PLC实现智能交通灯控制1、控制系统的组成 车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然，也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机，它是专为工业环境应用而编程制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器，用于

35、其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便。 利用PLC，可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连，非常方便可靠，如图2.16。图2.16 用PLC实现智能交通灯控制原理框图本编程例中,PLC选用松下FP SIGMA系列，其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲，输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择:在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯(箭头方向型)。2、车流量的计量车流量的计量有多种方式: (1) 每股行车道的车

36、流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器1(见图3.1)时，使统计数加1，经过第二个传感器2出路口时，使统计数减1，其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值)，可以与其他道的值进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (2) 先统计每股车道上车辆的滞留量，然后按大方向原则累加统计。如，将东西向的左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加，再与其它的3个方向的车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。 (3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则(不影响行车安全的多道相向行驶)累加统计。如，东、西相向的2个左行、直行道上的车辆的滞留量全部相加，再与南北向的总车流量进行比较，据

37、此作为调整红绿灯时长的依据(下面的例子就是按此种方式)。第三章 智能交通系统PLC编程本毕业编程采用松下的PLC，对十字路口交通灯进行控制。采用PLC进行控制主要是考虑PLC具有很强的环境适应能力，同时其内部定时器资源非常丰富，可对交通灯进行精确控制。由于PLC内部配有实时定时时钟，因此通过PLC控制可实现全天候无人化管理。另外因为PLC具有通信功能，所以可以将同一条道路上的交通灯组成局域网进行统一调度管理，这样可以缩短车辆等候时间，实现科学化管理。一、 十字路口交通信号灯控制系统的控制要求1、 十字路口交通信号布置图 南 东 西 北 图3.1 十字路口交通信号布置图（1)南北主干道南北主干道

38、的交通灯有9个，分别是左转红灯、左转绿灯、左转黄灯、右转红灯、右转绿灯、右转黄灯、直行红灯、直行绿灯和直行黄灯。(2)东西主干道东西主干道的交通灯也有9个，分别是左转红灯、左转绿灯、左转黄灯、右转红灯、右转绿灯、右转黄灯、直行红灯、直行绿灯和直行黄灯。(3)南北人行道 南北人行道的交通灯有2个，分别是红灯和绿灯。(4)东西人行道东西人行道的交通灯有2个，分别是红灯和绿灯。二、控制系统的控制要求交通灯控制系统的要求是实现“正常循环运行”和“急车强通控制”两种控制方式。2、正常循环运行正常循环运行分为定时加调整型和纯定时循环两种（1）定时加调整型具体控制要求如下：如图 3.2按启动按钮后，交通灯控

39、制系统开始工作。先程序初始化，记数器清零并开始记数，刚开始采用定时控制。查询各个路口车辆记数，若达到路口满溢值（可设置）采用定时循环控制，若不满溢，东西向车流量减南北车流量相差一个偏差值=（可设置）?若是，东西向左拐绿灯亮10 S；东西左转黄灯亮2S，左转红灯亮78S，左转绿灯灭的时候直行绿灯亮30S，然后绿灯闪烁3S，黄灯亮2S，然后红灯亮45S；启动45 S定时器；查询各个路口的车流量；东西向车流减南北车流量相差偏差值=（可设置）？若是，直接跳到南北向控制程序；若不是，东西向直行绿灯保持，在45 S内循环直到条件不满足跳到南北向控制程序：南北向左拐绿灯亮10 S；南北左转黄灯亮2S，左转红

40、灯亮78S，左转绿灯灭的时候直行绿灯亮30S，然后绿灯闪烁3S，黄灯亮2S，然后红灯亮45S；若不是，判断南北向车流减东西车流量相差偏差值=（可设置）？若是，南北向左拐绿灯亮10 S；南北左转黄灯亮2S，左转红灯亮78S，左转绿灯灭的时候直行绿灯亮30S，然后绿灯闪烁3S，黄灯亮2S，然后红灯亮45S；启动45 S定时器；查询各个路口的车流量；南北向车流减东西车流量相差偏差值=（可设置）若是，直接跳到东西向控制程序；若不是，南北向直行绿灯保持，在45 S内循环直到条件不满足跳到东西向控制程序：东西向左拐绿灯亮10 S；东西左转黄灯亮2S，左转红灯亮78S，左转绿灯灭的时候直行绿灯亮30S，然后

41、绿灯闪烁3S，黄灯亮2S，然后红灯亮。（2）纯定时循环型具体控制要求如下：如图3.3。 按下启动按钮后，交通灯控制系统开始工作。先亮南北方向绿灯和东西方向红灯，再亮东西方向绿灯和南北方向红灯，然后再亮南北方向绿灯和东西方向红灯，这样一直循环运行。南北向和东西向主干道均设有左转绿灯，持续亮10S，左转黄灯，持续亮2S，左转红灯持续亮78S，左转绿灯灭的同时直行绿灯亮，持续30S，绿灯闪烁3S，黄灯2S。和红灯45S。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮左转绿灯，直行绿灯，绿灯闪烁和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮左行绿灯，直行绿灯，绿灯闪烁和黄灯。南北向和东西向人行

42、道均设有绿灯，黄灯，红灯。人行道上的“红黄绿”与同向主干道上的直行“红黄绿”运行方式一样。3、急车强通控制（1）急车强通控制受强通开关控制。无急车时，按正常循环时序控制，有急车来时，打开急车强通开关，不管原来信号状态如何，一律强制让急车来车方向的绿灯亮，直到急车过为止，短开急车强通开关，信号的状态立即转为急车放行的绿灯闪亮3秒。随后按正常时序控制。（2） 急车强通信号只能响音一条路上的来车，若两条交叉的路（东西或南北）先后都来车，则响应先来的一方，随后再响应另一方。（3）具体控制要求流程如图3.4 记数器清零并记数开始东西南北定时循环控制各路口车辆记数各路口满溢否开始 Y N N东西-南北？（为偏差量） N FH 南北向先定时控制一个周期东西向先定时控一个周期 Y 启动45S定时器启动45S定时器 查询各路口的车流量查询各路口的车流量 东西-南北？南北-东西45 S？T45 S？ N N HF 图3.2定时加调整型 控制流程图 图3.3纯定时循环型控制流程图强通开始 正常循环运行按下南北强通？钮 Y