電氣技術(shù)畢業(yè)論文--交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） </p><p>　　題目: 交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　系 別 </p><p>　　專 業(yè)

2、 </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要1</b></p>

3、<p><b>　　前 言2</b></p><p>　　第一章 可編程控制器PLC的概述3</p><p>　　1.1可編程控制的概述3</p><p>　　1.2可編程控制器的特點(diǎn)3</p><p>　　1.3可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域3</p><p>　　第二章 PL

4、C的結(jié)構(gòu)及工作原理4</p><p>　　2.1 PLC的分類4</p><p>　　2.2 PLC的結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.3 PLC的工作原理5</p><p>　　第三章 交通燈控制的工作原理5</p><p>　　3.1交通燈控制方案比較5</p><p>　　3.2

5、交通燈控制方案5</p><p>　　3.3交通燈控制的工作原理6</p><p>　　第四章 交通燈控制的硬件設(shè)計(jì)6</p><p>　　4.1輸入輸出控制信號(hào)的配置6</p><p>　　4.2硬件接線圖設(shè)計(jì)7</p><p>　　第五章 交通燈控制軟件設(shè)計(jì)8</p><p>　

6、　5.1程序設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖8</p><p>　　5.2程序設(shè)計(jì)狀態(tài)梯形圖9</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　致 謝16</b></p><p><b>　　附錄Ａ17</b></p><p>&l

7、t;b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)大多是由數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，數(shù)字電路交通燈越來(lái)越不能滿足日益增長(zhǎng)的交通壓力，因此必須尋求一種新的方法來(lái)取代這種復(fù)雜而工作不穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，采用PLC控制城市交通信號(hào)燈，能根據(jù)不同的路況要求，隨時(shí)修改控制程序，以改變信號(hào)燈的工作時(shí)間和工作狀況。與繼

8、電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。本論文就是運(yùn)用PLC原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口的交通燈的控制，介紹了基于PLC在交通系統(tǒng)的運(yùn)用，系統(tǒng)介紹了PLC的基本原理。</p><p>　　關(guān)鍵詞：交通燈控制系統(tǒng)，科學(xué)化管理，穩(wěn)定性，可靠性 </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著社

9、會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。 隨著城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，然而，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

10、。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。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

11、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)中的作用更加突出。PLC可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ),綜合</p><p>　　第一章 可編程控制器PLC的概述</p><p>　　1.1可編程控制的概述</p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）簡(jiǎn)稱PC，個(gè)人計(jì)算機(jī)也簡(jiǎn)稱PC，為了避免混淆，人們將最初用于邏輯控制的可

12、編程控制器叫做PLC。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。在本論文中也用PLC作為可編程控制器的簡(jiǎn)稱。 </p><p>　　1.2可編程控制器的特點(diǎn)</p><p>　　1 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；</p><p>　　2 通用性高，使用方便； </p

13、><p>　　3 程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易學(xué)，易懂； </p><p>　　4 采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便； </p><p>　　5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短； </p><p>　　6 安裝簡(jiǎn)便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量??； </p><p>　　7 對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)；</p><p&g

14、t;　　1.3可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　PLC的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。</p><p><b>　　1.開(kāi)關(guān)量控制；</b></p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，取代傳統(tǒng)的繼電接觸器

15、電路實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控制及自動(dòng)化流水線。 </p><p><b>　　2.運(yùn)動(dòng)控制；</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的定位

16、控制。</p><p><b>　　1.閉環(huán)過(guò)程控制；</b></p><p>　　過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。</p><p><b>　　1.數(shù)據(jù)處理；</b></p><p>　　PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作

17、等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。</p><p><b>　　1.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；</b></p><p>　　PLC通信含PLC間的通信及PLC于其他職能設(shè)備間的通信。</p><p>　　第二章 PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　2.1 PLC的分類</p><p>　　1.按PL

18、C的結(jié)構(gòu)形式分類：(1)整體式；(2)模塊式。 </p><p>　　2.按PLC的I/O點(diǎn)數(shù)分類：(1)小型256點(diǎn)以下；(2)中型256點(diǎn)以上，2048點(diǎn)以下；(3)大型2048點(diǎn)以上。 </p><p>　　3.按PLC功能分類：低檔型，中檔型，高檔型。</p><p>　　2.2 PLC的結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC 實(shí)質(zhì)是一種專

19、用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相近。從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。</p><p>　　PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：</p><p>　　2.3 PLC的

20、工作原理</p><p>　　1.PLC的工作方式 </p><p>　?。?）輸入采樣階段，在此階段，順序讀入所有輸入端子通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時(shí)，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，內(nèi)存中輸入信息也不變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才能讀入信息。 </p><p>　　（2）程序執(zhí)行階段：PLC對(duì)用戶程序

21、掃描。 </p><p>　?。?）輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。</p><p>　　第三章 交通燈控制的工作原理</p><p>　　3.1交通燈控制方案比較 </p><p>　　對(duì)于十字路口交通燈的設(shè)計(jì)，我最初選擇了兩種方案：一種方案是選用單片機(jī)作

22、為控制器來(lái)進(jìn)行控制處理工作，另一種方案是選用可編程控制器（PLC）作為控制器來(lái)進(jìn)行控制處理工作。 在第一種方案中，由于要使用單片機(jī)，而且必須單獨(dú)設(shè)計(jì)電源，所以接線要相對(duì)復(fù)雜一些；就編程來(lái)說(shuō)，采用匯編語(yǔ)言編程要更復(fù)雜一些。單片機(jī)的價(jià)格雖然便宜，只有一般可編程控制器的千分之一左右，它的體積也很小，只需要在電路板上設(shè)計(jì)一個(gè)很小的空間就可以安裝,但是它的性能比起PLC不是很穩(wěn)定。 在第二種方案中，由于使用可編程控制器，而且可編程控制器有自帶電源

23、，它的接線要相對(duì)簡(jiǎn)單一些，就編程來(lái)說(shuō)，由于是采用梯形圖的編程方法，所以是非常直觀的，當(dāng)然也就要相對(duì)簡(jiǎn)單一些；而且，可編程控制器的穩(wěn)定性相當(dāng)?shù)暮?，抗干擾能力也非常高，一般情況下可以安全運(yùn)行達(dá)三十年以上。這正是交通燈設(shè)計(jì)中最需要的。 對(duì)于兩種方案來(lái)說(shuō)，主要體現(xiàn)在控制器所選擇的不同上。由于這一不同點(diǎn)而產(chǎn)生了編程方式、電源方式、成本高低、成品體積、使用穩(wěn)定度等一系列的方面都有所區(qū)別。</p><p>　　3.2交通燈控制

24、方案</p><p><b>　　東西</b></p><p><b>　　南北</b></p><p>　　3.3交通燈控制的工作原理</p><p>　　上節(jié)介紹了交通燈的控制方案，本節(jié)將根據(jù)該方案敘述交通燈控制的原理：</p><p>　　合上總開(kāi)關(guān)，交通控制裝置總電源

25、接通，交通燈開(kāi)始工作：</p><p>　　東西交通紅燈亮，同時(shí)南北交通綠燈亮60秒：即此時(shí)南北交通通行1分鐘；</p><p>　　南北交通綠燈閃爍3次：即南北交通迅速通行3秒鐘；</p><p>　　南北交通黃燈亮3秒：即南北交通快速通行3秒鐘；</p><p>　　南北交通紅燈亮，同時(shí)東西交通綠燈亮40秒：即此時(shí)東西交通通行40秒鐘；&

26、lt;/p><p>　　東西交通綠燈閃爍3次：即東西交通迅速通行3秒鐘；</p><p>　　東西交通黃燈亮5秒：即東西交通快速通行5秒鐘；</p><p>　　之后，東西交通紅燈亮，同時(shí)南北交通綠燈亮60秒，即交通燈控制裝置系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。</p><p>　　由上述可知，交通燈控制系統(tǒng)重復(fù)上述循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)交通的控制。</p>

27、<p>　　第四章 交通燈控制的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1輸入輸出控制信號(hào)的配置</p><p>　　由交通燈控制方案可以對(duì)交通燈控制系統(tǒng)裝置的輸入輸出控制信號(hào)進(jìn)行如下硬件配置：</p><p>　　4.2硬件接線圖設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)上節(jié)的輸入輸出硬件配置，可設(shè)計(jì)出以下的硬件接線圖：</p>

28、<p>　　第五章 交通燈控制軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1程序設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖</p><p>　　5.2程序設(shè)計(jì)狀態(tài)梯形圖</p><p><b>　　M8002</b></p><p>　　S0 X0</p><p><b>　　S20</

29、b></p><p><b>　　T0</b></p><p><b>　　S22</b></p><p><b>　　T1</b></p><p><b>　　S23</b></p><p><b>　　T2 C

30、0</b></p><p><b>　　T2 C0</b></p><p><b>　　S24</b></p><p><b>　　T3</b></p><p><b>　　S25</b></p><p><b

31、>　　S20</b></p><p><b>　　T3</b></p><p><b>　　S21</b></p><p><b>　　T4</b></p><p><b>　　S27</b></p><p>&l

32、t;b>　　T5</b></p><p><b>　　S28</b></p><p>　　T6 C1 </p><p><b>　　T6 C1</b></p><p><b>　　S29</b></p><p>　　S

33、25 S29 T7</p><p>　　5.3 程序設(shè)計(jì)指令表</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。保删幊炭刂破鲬?yīng)用技術(shù)－張萬(wàn)鐘－可編程控制器應(yīng)用技術(shù)－高等教育出版社－2010.6.</p><p>　　２．可編程控制器應(yīng)用技術(shù)—廖常初－可編程控制器應(yīng)用技術(shù)－重慶

34、大學(xué)出版社—2000.3.</p><p>　　3． 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例—袁任光—可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例—華南理工大學(xué)出版社—2000.6.</p><p>　　4. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)—田瑞庭—可編程控制器應(yīng)用技術(shù)－機(jī)械工業(yè)出版社—1994.6.</p><p>　　5. 可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧—陳宇—可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧—華南理工大學(xué)

35、出版社—2000.3.</p><p>　　6. 小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)—王兆義—小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)—機(jī)械工業(yè)出版社—2000.3.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)論文完成了，這也意味著我的大學(xué)學(xué)習(xí)生涯就要結(jié)束了。這次的畢業(yè)論文也許是我對(duì)學(xué)校交的最后一份答卷。</p><p>

36、;　　我的畢業(yè)論文是在**老師的精心指導(dǎo)和大力支持下完成的，他淵博的知識(shí)開(kāi)闊的視野給了我深深的啟迪，他以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和敬業(yè)精神深深的感染了我并對(duì)我的工作學(xué)習(xí)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，在此我向他表示衷心的謝意</p><p>　　這三年來(lái)感謝***學(xué)院的老師對(duì)我專業(yè)思維及專業(yè)技能的培養(yǎng)，他們?cè)趯W(xué)業(yè)上的細(xì)心指導(dǎo)為我工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)，在這里我要像諸位老師深深的鞠上一躬！特別是我的班主任**老師，在這三年來(lái)，在思

37、想以及生活上給予我鼓舞與關(guān)懷讓我走出了很多失落的時(shí)候，“明師之恩，誠(chéng)為過(guò)于天地，重于父母”，對(duì)吳燦博老師的感激之情我無(wú)法用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，在此向吳老師致以最崇高的敬意和最真誠(chéng)的謝意！</p><p>　　感謝這三年來(lái)我的朋友以及**同學(xué)對(duì)我的學(xué)習(xí)，生活和工作的支持和關(guān)心。三年來(lái)我們真心相待，和睦共處，不是兄弟勝似兄弟！正是一路上有你們的陪伴，我的求學(xué)生涯才不會(huì)感到孤單，馬上就要各奔前程了，希望你們有好的前途，失敗不要

38、灰心，你的背后還有電氣技術(shù)*班這個(gè)大家庭！</p><p>　　最后我要感謝我的父母，是你們把我撫養(yǎng)長(zhǎng)大并教會(huì)我如何做人如何做事，馬上就要離開(kāi)你們出去工作了，我在心里默默的祝福你們平安健康，我不會(huì)讓你們失望的，會(huì)好好工作回報(bào)社會(huì)的。</p><p>　　感謝所有授我以業(yè)的老師，沒(méi)有這些年知識(shí)的積淀，我沒(méi)有這么大的動(dòng)力和信心完成這篇論文。感恩之余，誠(chéng)懇地請(qǐng)各位老師對(duì)我的論文多加批評(píng)指正，使我