交通灯毕业设计.docx
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交通灯毕业设计.docx
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交通灯毕业设计
XX矿业职业技术学院
毕业设计(论文)任务书
(2013届)
题目PLC控制十字路口交通灯
指导教师
院系机电工程系
专业
班级
学号
XX
2013年3月5日至2013年6月3日共10周
一、论文(设计)方向:
PLC控制十字路口交通灯
二、主要参考资料:
1王曙光.S7-200PLC应用基础与实例.人民邮电,2007
2严盈富.西门子S7-200PLC入门.人民邮电,2007
3龙志文.SIMATIC子S7-200PLC原理及应用.机械工业,2007
4X永华.电气控制与PLC,航空航天大学,2007
5罗宇航.流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200PLC系列).XX电子科技大学,2007
6伊宏业.PLC可编程控制器教程.航空工业,1997
7X洪涛,黄海编.PLC应用开发从基础到实践.电子工业,2007
三、课题的内容和任务要求:
自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进。
设计方法也开始多种多样,从而使交通灯显得更加智能化。
可编程控制器(PLC)以微处理器为核心,普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计,编程容易,功能扩展方便,修改灵活,而且结构简单,抗干扰能力强。
西门子可编程控制器指令丰富,可以接各种输出、输入扩充设备,有丰富的特殊扩展设备,其中的模拟输入设备和通信设备更是符合交通灯控制系统的要求与特点,能够方便地联网通信。
本文选择西门子可编程控制器S7-200为核心部件,着重进行硬件接口设计,利用梯形图和语句表进行编程,实现了十字路口交通灯控制系统的自动化。
关键词:
PLC;交通控制;自动化
四、毕业论文(设计)进度安排:
起讫日期
工作内容
备注
3月5日-4月20日
分析任务、进行现状调查和资料收集工作
4月21日-4月25日
完成毕业论文任务书与毕业论文开题报告
前期检查
4月26日-4月30日
资料研究、抑制干扰原理研究,论文构思,罗列方法
5月1日-5月4日
提出观点,方法论证,形成初稿
中期检查
5月5日-5月9日
规X格式,形成论文全稿
5月10日-5月14日
修改论文,撰写答辩报告(提纲)、准备答辩
答辩资格审查
学生(签名):
年月日
指导教师(签名):
年月日
系毕业设计(论文)工作指导小组意见:
组长(签名)
年月日
系毕业论文工作领导小组审核意见:
主管领导(签名)
年月日
XX矿业职业技术学院
毕业设计(论文)
开题报告
(2013届)
题目PLC控制十字路口交通灯
指导教师
院系机电工程系
班级
学号
XX
二〇13年6月3日
一、选题的意义
在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通,并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。
但是随着社会、经济的快速发展,原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。
如何改善交通灯控制系统,使其适应现在的交通状况,成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是:
事先经过车辆流量的调查,运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。
然而,实际上车辆流量的变化往往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。
即使是经过长期运行、较适用的方案,仍然会发生这样的现象:
绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。
这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。
目前,大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。
由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的,采用固定时间的控制方法,经常造成道路有效利用时间的浪费,出现空等现象,影响了道路的畅通。
为此,采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器,能较好地解决这个问题。
二、研究的主要内容,拟解决的主要问题(阐述的主要观点)
文选择西门子可编程控制器S7-200为核心部件,着重进行硬件接口设计,利用梯形图和语句表进行编程,实现了十字路口交通灯控制系统的自动化。
关键词:
PLC;交通控制;自动化
三、研究(工作)步骤、方法及措施(思路)
1.可编程程序控制器(PLC)
2.系统设计
3.系统检测与调试
四、主要参考文献
1王曙光.S7-200PLC应用基础与实例.人民邮电,2007
2严盈富.西门子S7-200PLC入门.人民邮电,2007
3龙志文.SIMATIC子S7-200PLC原理及应用.机械工业,2007
4X永华.电气控制与PLC,航空航天大学,2007
5罗宇航.流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200PLC系列).XX电子科技大学,2007
6伊宏业.PLC可编程控制器教程.航空工业,1997
7X洪涛,黄海编.PLC应用开发从基础到实践.电子工业,2007
指导教师意见:
签名:
年月日
系毕业设计(论文)工作指导小组意见:
签名:
年月日
系毕业设计(论文)工作领导小组意见:
签名:
年月日
XX矿业职业技术学院
毕业设计(论文)
(2013届)
题目PLC控制十字路口交通灯
指导教师
院系机电工程系
班级
学号
XX
二〇13年6月3日
第一章前言
1.1课题背景
1.2研究目的和意义
第二章可编程程序控制器(PLC)
2.1PLC概述
2.1.1PLC的发展历程
2.1.2PLC的发展趋势
2.1.3PLC的应用
2.2PLC的硬件结构
2.3PLC的工作原理
2.4本章小结
第三章系统设计
3.1控制要求
3.2系统设计方案分析
3.3硬件设计
3.3.1PLC的选型
3.3.2PLC的地址分配
3.3.3PLC的接线形式
3.4系统程序设计
3.4.1系统的梯形图
3.4.2语句表
3.4.3系统程序分析
3.5本章小结
第四章系统检测与调试
4.1检测与调试
4.2本章小结
结论
致谢
参考文献
附录1S7-200PLC的CPU的I/O规X
附录2S7-200PLC的CPU的输入规X
附录3S7-200PLC的CPU的输出规X
第一章前言
1.1课题背景
1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,绿两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。
这是世界上最早的交通信号灯。
1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。
它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。
1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。
1914年,电气启动的红绿灯出现在美国。
这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市5号大街的一座高塔上。
红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。
1918年,又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。
带控制的红绿灯,一种是把压力探测器安在地下,车辆一接近红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下嗽叭,就使红灯变为绿灯。
红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时,它就能察觉到有人要过马路。
红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发生交通事故。
信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。
1968年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。
绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向。
左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。
红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。
黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
1.2研究目的和意义
在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通,并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。
但是随着社会、经济的快速发展,原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。
如何改善交通灯控制系统,使其适应现在的交通状况,成为研究的课题。
传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是:
事先经过车辆流量的调查,运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。
然而,实际上车辆流量的变化往往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。
即使是经过长期运行、较适用的方案,仍然会发生这样的现象:
绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。
这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。
目前,大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。
由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的,采用固定时间的控制方法,经常造成道路有效利用时间的浪费,出现空等现象,影响了道路的畅通。
为此,采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器,能较好地解决这个问题。
第2章可编程程序控制器(PLC)
2.1PLC概述
可编程序控制器(ProgrammabieLogicController,缩写PLC)是以微处理器为基础,综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。
可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变,为适应多品种.小批量生产的需要,生产.发展起来的一种新型的工业控制装置。
PLC从1969年问世以来,虽然至今还不到40年,但由于其具有通用灵活的控制性能.简单方便的使用性能,可以适应各种工业环境的可靠性,因此在工业自动化各领域取得了广泛的应用。
有人将它与数控技术、CAD/CAM技术工业机械人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。
可编程序控制器在我国的发展与应用已有30多年的历史,现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域,成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。
随着全球一体化经济的发展,努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用,形成具有自主知识产权的可编程序控制器技术,应该是广大技术人员努力的方向。
2.1.1PLC的发展历程
在可编程控制器出现前,在工业电气控制领域中,继电器控制占主导地位,应用广泛。
但是电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点,特别是其接线复杂、不易更改,对生产工艺变化的适应性差。
1968年美国通用汽车公司(G.M)为了适应汽车型号的不断更新,生产工艺不断变化的需要,实现小批量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线,以降低成本,缩短周期。
于是就设想将计算机功能强大、灵活、通用性好等优点与电器控制系统简单易懂、价格便宜等优点结合起来,制成一种通用控制装置,而且这种装置采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。
1969年美国数字设备公司(DEC)根据美国通用汽车公司的这种要求,研制成功了世界上第一台可编程控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用,取得很好的效果。
从此这项技术迅速发展起来。
早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能,只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicContro
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