基于PLC的交通灯控制系统

论文总字数：10002字

摘 要

本文在介绍十字路口交通灯工作的同时，使用模拟软件S7-200及其仿真软件，设计了一个循环工作的交通灯，包括其启动及停止。实现了交通灯在工作的时候只需人为启动一下，随后的工作都由其自行完成，使交通灯在规定时间亮起规定颜色的灯，绿灯实现一定时间的长亮与闪烁，黄灯和红灯实现一定时间的长亮，安全有序的管理交通车辆通行，又因为这种软件的价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强，工作性能突出。

关键词：可编程控制器，交通灯，循环工作

Abstract：In this paper, the traffic lights at the crossroads are introduced, and a simulation software S7-200 and its simulation software are used to design a circular traffic light, including its start and stop. The realization of the traffic lights in the work only to start a man, the subsequent work by its own completion, the traffic lights in the prescribed time to light the lights, green lights for a certain time bright and flickering, yellow and red lights for a long time, safe and orderly management of traffic vehicles, and because This software has a high price, high reliability, strong anti-interference ability and outstanding performance.

Keywords：Programmable controller, traffic light, cycle work

目 录

1 前言 3

1. 1 课题背景 3

1. 2 现阶段各国的交通灯格局 3

1. 3 此研究的作用 5

2 可编程程序控制器PLC 6

2.1. 介绍一下PLC 6

2.2. PLC如今的发展 6

2.3. PLC的特点 7

2.4. PLC的工作原理 8

3 开始设计信号灯 10

3.1. 实时十字路口交通图 10

3.2. 交通灯工作要求 11

3.3. 时序波形图 12

3.4. PLC的I/O分配表 12

3.5.交通灯硬件接线图 12

4 梯形图以及仿真与运行 14

4.1. 梯形图功能介绍 14

4.2. 软件仿真结果 18

4.3.测试结果分析 19

结论 20

参考文献 21

致谢 22

1 前言

1.1课题背景

从19世纪发明汽车以来到现在，交通灯是人类生活中不可或缺的一部分，交通灯对于疏散道路车辆、改善道路的通行性，减少许多交通事故的发生，起了很重要的作用。让城市的道路有了明显的改正。直到现在，交通灯成了人们的日常生活需要，维护着人们日常的交通秩序，自从出现了信号灯，使得交通的状况有了明显改善，让交通变得通畅、大大提升交通的流畅性，很大程度上减少了交通的事故。在1968年间，联合国颁发了《道路交通和道路标志信号合同》，对信号灯做定义。绿灯是过马路信号，在绿灯的时候车辆可以直行和直接右转，如果路边有其他标志阻拦直行或右转，就按照标志来。在左转弯车道的车辆都必须让路中的车和人行道的行人优先通过。红灯是遏止通行信号，红灯亮起时车辆必须在停止线内等待。黄灯是预防信号，车辆在路口看到黄灯必须停止，如果即将超过停止线并且在黄灯亮起时，可以慢速通过路口。

曾经看到一句话，一个城市发展的繁荣与否，很大程度上是和它的交通有关。一个城市的交通拥堵没有秩序，它的发展也不会好到哪里去，所以，人们设计出了很多智能的交通灯来管理城市的马路。每一个发达城市的交通灯都是很人性化很智能的，而在这些交通灯的背后，采用的大多都是以PLC为基础的软件作为核心，这样才能高效科学的保证系统的流畅运行。

1.2现阶段各国的交通灯格局

在19世纪，英国发明了交通灯，随后到了1958年，伦敦街头出现了最原始的机械手板式红绿两色交通灯，使用的是燃油，它用来指引当时的马车通行。十九世纪中期，纳伊特在伦敦一座大厦前的广场上布置了红绿灯，它的原材料是煤油。十九世纪处，美国出现了电气运转的交通灯，有红黄绿三种颜色，由投光器组成。然后到了1918年，人们发明了另外一种更先进的信号灯，在车辆经过的路上放置压力探测器。车辆接近的时候，受到压力红色信号改变为绿色信号；还有一种运用到了扩大音量的机器来控制信号灯，驾驶者按下喇叭，红色信号就变成了绿色信号。而至于红外线信号灯，行人踏到压力器时，它发觉到行人的存在。红灯在红外线光束的功用下拖延一段时间，让汽车多等候片刻。信号灯的出现，使得交通的管理更加有效化，分开了交通的流量，使路线的畅通方法得到了提升，明显缩小了交通事件的发生。对于交通灯的研究，欧洲和日本是比较先进的，直到上个世纪90年代，美国才开始意识到智能交通的重要性。 

到了二十世纪七十年代末，澳大利亚研究出来了一套更加先进的系统，它运行的主要依据是分段控制，饱和量，以及各种参数，它的绿信比，相位差，优选信号比以前更加先进强大。该系统所采用的方案，并不是直接建立数学模型，而是从本来的方案中，选出最佳的方案。

但是只有有限的方案分配。而在二十世纪七十年代初期，SCOOT系统由英国研制而出，这是一种自适应系统，采用的循序渐进的方法，随着交通流量的改变，里面的各种参数也随之改变。但是箭筒流量的变化是很大的，在短期内，他能适应。但是因为配时突变，会引起交通状况的不稳定。但是也依旧有效的防止了交通事故的发生

2015年，英国对SCOOT摄像技术智能交通灯系统进行了全面升级并且推出，视频摄像技术是它的看点，红绿灯的时间由计算机计算通过路口行人的多少来确定。计算机察觉有大量行人的等待的时候，绿灯的时间会被系统放长，这样人们能够有足够的时间过马路。此外，如果计算机没有发现有行人，或者是有的行人，按了行走键，然后就走的情况，系统会根据这种情况转换方式，而使绿灯不会亮。

在人们穿越十字路口马路的时候，更加安全可靠，安全度得到了很大的提升。

现在，传感器被安装到了信号灯上面，当传感器察觉到有行人时，它会自动变换交通灯颜色。和以前pelican人行道的不同之处是，升级后的信号灯不再是原来的红绿灯形状，而是变成了通俗易懂的人形行走停止符号，这样做不仅方便了识别不出颜色的残疾人，还使信号灯变得更加有效化。

在交通流的微观模拟与仿真这一方面，考虑的方向在于十字路口人数的检测，车流量的控制检测，以及策略的优化等。有一个高校提出了通过视频模拟检测系统来检测交通的状况。现在，这套系统已经得到了应用。并且还在各种的突发情况下，做出了各种的实验和研究计算，通过数据的系统分析，最后才得出了结论：这套系统拥有较高的车流统计精度。

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