基于PLC交通灯控制系统课程设计.docx
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基于PLC交通灯控制系统课程设计
可编程逻辑控制器应用
课程实训指导
山东信息职业技术学院电子系
随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。
人,车,路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测,交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京,上海,南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速公路,在高速公路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。
然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。
而城市高速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路和普通道路耦合出交通状况的制约。
所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道,城区与周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题,
关键词:
PLC可编程控制器、交通型号灯、可靠性高。
一、交通灯信号控制系统
(一)十字路口交通灯控制实际情况
A.南北主干道:
直行绿27S、直行绿闪3S、左转绿10S、左转绿闪3S、黄2S、红45S;
B.东西人行道:
红45S、绿27S、绿闪3S、红60S;
C.东西主干道:
红45S、直行绿27S、直行绿闪3S、左转绿10S、左转绿闪3S、黄2S;
D.南北人行道:
绿27S、绿闪3S、红60S;
E.循环控制方式;
F.交通灯变化顺序表(单循环周期90秒)。
1、南北向(列)和东西向(行)主干道
南北向(列)和东西向(行)主干道均设有直行绿灯27S,直行绿灯闪亮3S,左行绿灯10S,左转绿闪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直行绿灯,直行绿灯闪,左转绿灯,左转绿灯闪亮和黄灯;反之,当东西主干道红灯点亮时,南北主干道依次点亮直行绿灯,直行绿灯闪,左转绿灯,左转绿灯闪亮和黄灯。
2、南北向和东西向人行道
南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯。
南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮,当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯。
东西人行道通行绿灯于东西主干道直行绿灯点亮时点亮,当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯。
(二)结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验
在PLC交通灯模拟模块中,主干道东西南北每面都有3个控制灯,分别为:
●禁止通行灯(亮时为红色)
●准备禁止通行灯(亮时为黄色)
●直通灯(亮时为绿色)
另外行人道东西南北每面都有2个控制灯,分别为:
●禁止通行灯(亮时为红色)
●直通灯(亮时为绿色)
结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下:
当交通灯系统启动开关接通时。
1、南北向(列)和东西向(行)主干道
南北向(列)和东西向(行)主干道均设有绿灯10S,绿灯闪亮2S(亮0.1灭0.1),黄灯2S和红灯14S。
当南北主干道红灯点亮时,东西住干道应依次点亮绿灯,绿灯闪亮,黄灯,反之,当东西主干道红灯点亮时,南北主干道依次点亮绿灯,绿灯闪,黄灯。
2、南北向和东西向行人道
南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯。
南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮,当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯。
东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮是点亮,当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯。
3、盲人安全通道控制和手动控制车流量
除此之外另设两个功能,使用10个脉冲开关。
实现让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量。
其中8个安装在人行道的两边当东西方向行走的盲人要过马路的时候,按下脉冲开关东西向行人道绿灯亮起,南北向主干道红灯闪亮,延迟10秒恢复原来的控制系统。
南北向脉冲开关对应东西向功能相同,另外两个脉冲开可以控制车流量,当东西向主干道等待车量较多的时候,按下东西向控制脉冲开关,东西向主干道延长绿灯点亮时间到15秒。
东西向行人道绿灯也要对应延长。
南北向脉冲开关对应东西向功能相同。
图1交通灯示意图
(三)流程图
图2流程图
二、可编程控制器程序设计
(一)可编程控制器选择
本次交通灯设计用的是来自OMRON的CPM1A-30CDR-A可编程控制器。
产品规格:
CPM1ACPU单元CPM1A在编程环境等方面,它不仅具备了以往的小型PLC所具有的功能,尽可能使安装空间最小化,并实现了具有10点-100点输入输出点数的弹性构成。
而且还可连接可编程控制终端,创造了尚无前例的灵活运用。
它不仅可以替代继电器控制柜,就是作为小型控制器或在传感器应用中,亦能适应生产现场不同的需求AC电源输入,继电器输出,能加扩展单元。
(二)十字路口交通灯模拟控制时序图
和此行人道相交叉的主干道红灯
(三)可编程控制器I/O端口分配
启动开关
0000
停止开关
0001
东西主干道绿灯
1000
东西主干道黄灯
1001
东西主干道红灯
1002
南北主干道绿灯
1003
南北主干道黄灯
1004
南北主干道红灯
1005
东西行人道绿灯
1100
东西行人道红灯
1101
南北行人道绿灯
1102
南北行人道红灯
1103
东西向绿灯延迟控制按钮
0004
南北向绿灯延迟控制按钮
0005
东西盲人脉冲按钮
0003
南北盲人脉冲按钮
0002
图5交通灯控制PLCI/O端口
(四)程序设计
0
LD0000
1
OR20300
2
AND-NOT0001
3
AND-NOT20000
4
OUT20300
5
LD20300
6
AND-NOT20001
7
AND-NOT20203
8
OUT20301
9
LD20301
10
ORTIM005
11
ORTIM027
12
OR20000
13
AND-NOTTIM002
14
AND-NOT20103
15
AND-NOT0001
16
OUT20000
17
TIM000#100
18
TIM001#120
19
TIM002#140
20
LDTIM002
21
OR20001
22
ORTIM018
23
AND-NOTTIM005
24
AND-NOT0001
25
AND-NOT20203
26
OUT2001
27
TIM003#100
28
TIM004#120
29
TIM005#140
30
LD0004
31
OR20100
32
AND-NOT0000
33
AND-NOT0005
34
AND-NOT0001
35
OUT20100
36
LD20100
37
AND20105
38
OUT20102
39
LDTIM005
40
ORTIM027
41
OUT20105
42
LD20102
43
OR20103
44
AND-NOT0001
45
AND-NOTTIM018
46
OUT20103
47
TIM016#150
48
TIM017#170
49
TIM018#190
50
LD0005
51
OR20200
52
AND-NOT0001
53
AND-NOT0000
54
AND-NOT0004
55
OUT20200
56
LDTIM002
57
LDTIM018
58
OUT20205
59
LDTIM20200
60
AND20205
61
OUT20202
62
LD20202
63
OR20203
64
AND-NOT0001
65
AND-NOT027
66
OUT20203
67
TIM025#150
68
TIM026#170
69
TIM027#190
70
LD20000
71
AND-NOTTIM000
72
LD20103
73
AND-NOTTIM016
74
ORLD
75
AND-NOT0001
76
OUT20002
77
LDTIM000
78
AND-NOTTIM001
79
LDTIM016
80
AND-NOTTIM017
81
ORLD
82
AND-NOT20004
83
AND-NOT0001
84
OUT20003
85
TIM006#002
86
LDTIM006
87
ORTIM008
88
ORTIM010
89
ORTIM009
90
OR20004
91
AND-NOTTIM007
92
AND-NOT0001
93
OUT20004
94
TIM007#002
95
LD20002
96
OR20003
97
AND-NOT0001
98
AND-NOT20009
99
OUT1000
100
LDTIM001
101
AND-NOTTIM002
102
LDTIM017
103
AND-NOTTIM018
104
ORLD
105
AND-NOT20009
106
AND-NOT0001
107
OUT1001
108
LD20000
109
AND-NOTTIM002
110
LD20103
111
AND-NOTTIM018
112
ORLD
113
AND-NOT20009
114
AND-NOT0001
115
OUT1103
116
LD20000
117
AND-NOTTIM002
118
LD20103
119
AND-NOTTIM018
120
ORLD
121
AND-NOT20103
122
AND-NOT0001
123
OUT20015
124
LD20015
125
OR20014
126
AND-NOT0001
127
OUT1005
128
LD20001
129
AND-NOTTIM003
130
LD20203
131
AND-NOTTIM025
132
ORLD
133
AND-NOT0001
134
OUT20005
135
LDTIM003
136
AND-NOTTIM004
137
LDTIM025
138
AND-NOTTIM026
139
ORLD
140
AND-NOT20004
141
AND-NOT0001
142
OUT20006
143
TIM008#002
144
LD20005
145
OR20006
146
AND-NOT20013
147
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