内容发布更新时间 : 2024/5/27 3:50:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计
4 交通信号灯控制系统的硬件设计
4.1 交通灯毕业设计论文编程器件
一般情况下 X 代表输入继电器 Y 代表输出继电器 M 代表辅助继电器 SPM 代表专用辅助继电器 T 代表定时器 C 代表计数器 S 代表状态继电器 D 代表数据寄存器 MOV 代表传输等。
4.2 交通信号灯的控制要求
随着城市和经济的发展 交通信号灯发挥的作用越来越大 正因为有了交通信号灯才使车流、人流有了规范 同时 减少了交通事故发生的概率。然而 交通信号灯不合理使用或设置 也会影响交通的顺畅。因此 在实际设计时要遵循一定的原则和要求。
交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行 绿灯表示准许通行 黄
灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口 通过对车辆、行人发出行进或停止的指令 使各个方向同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰 从而提高路口的通行能力 保障路口畅通和安全。
在本设计中 我们仅以机动车信号灯为例 来说明它的控制要求。一般的十字路口交通信号灯现场示意图如图 4-1 所示 其南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯 为确保交通安全 对其控制系统的要求如下。
图 4-1 交通灯现场示意图
1 采用 PLC 构成十字路口的南北向和东西向交通信号灯的电气控制
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基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计
系统上电后 交通指挥信号控制系统由由一个 3 位转换开关 SA1 控制。SA1 手柄指向左 45°时 接点 SA1-1 接通 交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作 按照如图 4-1 所示工作时序周而复始 循环往复工作。SA1 手柄指向中间 0°时 接点 SA1-2 接通交通指挥系统南北向绿灯常亮 东西向红灯常亮 。SA1 手柄指向右 45°时 接点 SA1-3 接通 交通指挥系统东西向绿灯常亮 南北向红灯常亮。
2 信号灯的控制原则
当东西方向允许通行 绿灯 时 南北方向应禁止通行 红灯 同样 当南北方向允许通行 绿灯 时 东西方向应禁止通行 红灯 。
在绿灯信号要切换为红灯信号之前 为提醒司机提前减速并刹车 应有明显的提示信号 绿灯闪烁同时黄灯亮。
信号灯控制系统启动后应能自动循环动作。
4.3 交通信号灯的控制时序
交通信号灯的控制时序如图 4-2 所示 它是按信号灯置 1 与置 0 两种状态绘制的置 1 表示信号灯点亮 置 0 表示信号灯点灭。假设东西向较忙 绿灯时间是南北向的 2 倍(40s)。按下起动按钮后 南北向绿灯亮维持 20s 20s 后 南北黄灯闪烁 3 次 计 6S 期间 东西向红灯也亮 并维持 26s 26s 后 东西方向绿灯亮 40s 后东西向黄灯闪烁 3 次 计 6s 期间 南北向红灯也亮 并维持 46so 接下去周而复始 直到停止按钮被按下为止。
图 4-2 十字路口交通灯正常工作时序
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基于 PLC 的十字路口交通灯控制系统设计
4.4 PLC 硬件控制电路的设计
4.4.1 PLC 的选型
在对 PLC 控制系统进行硬件结构设计时 首先 要了解各个控制对象的驱动要求如 驱动电压的等级、负载的性质等 其次 要分析对象的控制要求 确定输入/输出接口 I/O 数量 再次 要确定所控制参数的精度及类型 如 对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等。根据上述原则 我们要选择适合的 PLC 机型及外设 完成相应的 PLC 硬件结构配置。因此 PLC 的选型是设计中至关重要的一步。
目前 国内外 PLC 生产厂家生产的 PLC 品种可达数百个 其性能各有特点。所以在
设计时首先要尽可能考虑采用便于学习、掌握、维护方便、备品配件通用性强的 PLC。
我国市场上流行的 PLC 产品有以下几家
德国西门子(Siemens)公司的产品 目前有 SIMATIC S7-400/300/200 系列产品美国罗克韦尔(Rockwell)公司所属的 AB(Allen&Bradly)公司的产品 目前有 GE-Fanuc 公司的产品法国施耐德(Schneider)公司的产品 日本三菱、欧姆龙等公司产品。
本次我所设计的交通信号灯控制系统的主要任务和内容集中在程序编写和梯形图的
SLC、Micro Logix、Control Logix 等产品
绘制 由于在本设计中用到了大量的开关量、继电器、计数器以及计时器等。而德国西门子出产的 PLC 功能全 性价比高 有统一的地址分配 完全可以满足本设计的要求。并且 在目前相关领域的控制设计中 西门子产品的应用比较广泛。综上所述 我采用了西门子公司 S7-200PLC/CPU224 它有 24 输入/16 输出。
4.3.2 I/O 配置表
I/O 配置表如表 4-1、4-2 所示。
表 4-1 输入地址分配 输入地址 变量说明 系统启动按钮 系统停止按钮