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PLC顺序控制的城乡十字路口交通灯控制系统的设计

2018年01月08日 15:57 次阅读

  当今,红绿灯安装在各个道路口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝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。

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系统中最重要的组成部分。如何利用当今计算机与自动控制技术,有效地疏导交通,提高城镇交通路口的通行能力,提高车辆速度,减少交通事故是值得我们研究的新课题。本文基于PLC设计了城乡交通灯控制系统,并就设计中的计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。

1、系统控制功能

(1)城市十字路口交通信号灯是在十字路口的东西南北各个方向装设红绿黄灯各一套。控制的任务就是让红绿黄灯按照一定的时序轮流发亮。

(2)控制时序当起动开关接通时,信号灯系统开始工作,且先南北红灯亮,同时东西绿灯亮。当起动开关断开时,所有信号灯都熄灭;南北红灯亮25s,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持20s,到20s时,东西绿灯闪亮,3s后熄灭。在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮2s,2s后东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时,南北红灯熄灭,绿灯亮,东西红灯亮30s。南北绿灯亮20s,然后闪3s后熄灭,同时南北黄灯亮,维持2s后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。周而复始。

基于PLC顺序控制的城乡交通灯控制系统的设计与实现

图一 系统输入输出接线图

2、硬件接线及I/O口分配

根据设计要求,采用西门子S7-200-224型PLC为控制器,起动按钮SB1,红黄绿灯东西南北各1只。输入输出接线如图一所示。起动按钮SB1接入输入继电器I0.0端,东西方向绿灯接入输出继电器Q0.3端,东西方向的黄灯接入输出继电器Q0.4端,东西方向的红灯接入输出继电器Q0.5端,南北方向绿灯接入输出继电器Q0.0端,南北方向黄灯接入输出继电器Q0.1端,南北方向红灯接入输出继电器Q0.2端,输出端电源与输出公共端1L相连。

3、系统梯形图设计

为了设计思路清晰与便利,采用了顺序控制法。顺序控制就是指系统或生产设备在各输入信号的作用下,内部元件状态按照生产工艺预先规定的时间顺序变化,使得各执行机构在生产过程中自动有序地进行操作。PLC顺序控制设计法最基本的设计思路是将控制系统的一个完整的工作周期划分为若干个顺序相连的阶段,这些阶段称为步(step)。然后用转换条件控制代表各步的内部编程元件,使其状态按照一定的时间顺序变化,最终输出控制相应执行机构的动作步是根据输入量状态的变化来划分的。在任何一步之内各输出量的状态不变,但相邻两步输出量总的状态是不同的。步的这种划分方法代表各步编程编程元件的状态与各输出量状态之间有着极为简单的逻辑关系。

结合本次设计要求,可以采用单流程编程法,也可以采用双流程法。设计中采用双流程法,应用并联分支结构,把东西和南北方向信号灯的动作分为两个流程同时起动,分别运行各自的时序动作,相互之间的配合由统一的时钟进行有机的配合,不会出现偏差,简洁明了,思路清晰。

基于PLC顺序控制的城乡交通灯控制系统的设计与实现

图二  交通灯控制系统梯形图

PLC上电时,系统处于初始状态S0.0,同时产生一个1s的闪烁电路。SB1按下系统起动,S0.1与S0.5同时接通,东西南北方向同时工作,现仅以东西方向的动作分析其工作原理。东西绿灯开始工作,同时定时器T37开始定时20s,20s后第一工步复位,进行第二工步S0.2,东西绿灯闪烁工作,结合初始时的1s的闪烁电路,定时器T38定3s就做到了闪3下的目的。3s后第二工步复位,进行第三工步S0.3,东西黄灯工作,定时器T39定时2s,2s后第三工步复位,进入第四工步S0.4,东西红灯开始工作。同时定时器T40开始定时,30s后返回到第一工步,如此循环下去。南北方向与东西方向相同,不再赘述。梯形图如图二所示。

4、结束语

交通灯的设计方法有多种实现方法,由于交通灯都是安装在嘈杂的交通路口,工作的稳定性、可靠性与抗干扰的能力要求均较高。传统的设计方法总存在着缺陷,而PLC专为工业环境下应用设计的,在交通灯控制系统中有着较大的优势。而PLC的顺序设计法是顺序控制系统中一种先进的设计方法,不仅容易接受,提高设计效率,节省设计时间,而且程序的调试、修改和阅读便利,缩短设计周期。本次设计的交通灯系统调试结果符合要求,在现实中有一定的推广价值。
 

更多智能交通灯控制电路的设计方案免费下载:plc交通灯控制电路设计合集

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A3点焊机器人系统全部采用COMAU工业机器人及...

基于Atmel89S51单片机的冲床控制器仿真P...

本文介绍了一种用Atmel89S51单片机仿真PLC控制的方法,设计适合刚性离合器冲床的控制器,介绍...

发表于 2018-04-02 17:16 76次阅读
基于Atmel89S51单片机的冲床控制器仿真P...

plc是什么_单片机是什么_plc和单片机哪个简...

PLC = Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,一种数字运...

发表于 2018-04-02 17:03 357次阅读
plc是什么_单片机是什么_plc和单片机哪个简...

兆驰股份营收突破百亿大关,LED产品业绩功不可没

2017年成为兆驰股份营收首次顺利突破“百亿”大关的一年。

发表于 2018-04-02 16:08 175次阅读
兆驰股份营收突破百亿大关,LED产品业绩功不可没

光宝科技瞄准未来主流趋势,推出车用LED与传感器...

光宝科技多年耕耘车用LED元件领域,在市场上已经占有一席之地,今年以「专业,智选」为主题,于2018...

发表于 2018-04-02 16:02 365次阅读
光宝科技瞄准未来主流趋势,推出车用LED与传感器...

中美团队用红外线挑战人脸识别技术

随着人工智能(AI)技术持续进步,图像辨识系统已经广泛的在生活中存在.一些设备也开始运用了脸部辨识技...

发表于 2018-04-02 14:48 277次阅读
中美团队用红外线挑战人脸识别技术

Maxim MAXREFDES16 Fresno...

Maxim MAXREFDES11 Fresno 参考设计是 16 位高精度工业模拟前端(AFE),...

发表于 2018-04-02 14:07 859次阅读
Maxim MAXREFDES16 Fresno...

集多功能为一体的智能“鹅卵石”

Compass Stone(指南石)是一个手掌大小的智能鹅卵石,之所以称其智能是因为他拥有了导航、时...

发表于 2018-04-02 11:11 105次阅读
集多功能为一体的智能“鹅卵石”

评价光源显色性TM-30与CRI的比较

你怎么看?

发表于 2018-04-02 10:58 1819次阅读
评价光源显色性TM-30与CRI的比较

多功能户外工具:不想做手电筒的打火机不是好灯笼

Power Practical是国外专注于生产户外日用品的极客团队,曾在Kickstarter发起了...

发表于 2018-04-02 10:55 109次阅读
多功能户外工具:不想做手电筒的打火机不是好灯笼

几款适用于电池供电的可调光LED驱动设计

发表于 2018-04-02 09:06 174次阅读
几款适用于电池供电的可调光LED驱动设计

LED照明市场如何拓展,国内渠道和跨境电商专家这...

3月20号下午,由深圳市照明与显示工程行业协会主办的“2018灯饰行业市场趋势及海外市场拓展报告会”...

发表于 2018-04-01 10:15 197次阅读
LED照明市场如何拓展,国内渠道和跨境电商专家这...

高效半导体照明关键材料技术研发取得突破 LED更...

近日,科技部高新司在北京组织专家对“十二五”国家863计划新材料技术领域“高效半导体照明关键材料技术...

发表于 2018-04-01 09:11 182次阅读
高效半导体照明关键材料技术研发取得突破 LED更...

不一样的视角,看LED未来!台厂营运升温,车用、...

近日,台LED企光宝科与光鋐也陆续公布去年财报,两家公司均获利。光鋐税后纯益更是实现近三年最佳表现,...

发表于 2018-04-01 09:00 166次阅读
不一样的视角,看LED未来!台厂营运升温,车用、...

苹果致力研究Micro LED显示面板技术,Mi...

美国彭博社日前报道称,苹果公司正在秘密研发下一代的Micro LED显示面板技术,准备未来摆脱对三星...

发表于 2018-04-01 08:53 367次阅读
苹果致力研究Micro LED显示面板技术,Mi...

比苹果还牛?Micro LED屏三大制造问题Vu...

Micro LED显示器是由氮化镓芯片的微小版本组成的屏幕。Micro LED的功效是目前OLED及...

发表于 2018-03-31 10:28 564次阅读
比苹果还牛?Micro LED屏三大制造问题Vu...

怎样才算高端PLC?

什么样的PLC可以算是高端PLC?可靠性?稳定性?信息安全?网络连通能力……哪些是未来我们对高端PL...

发表于 2018-03-31 09:57 395次阅读
怎样才算高端PLC?

韩国半导体SunLike开挂 照耀庞贝古城遗址

庞贝,一座被火山喷发摧毁的古城,由”lumm”项目组采用一种来自韩国的自然光LED SunLike照...

发表于 2018-03-31 09:45 294次阅读
韩国半导体SunLike开挂 照耀庞贝古城遗址

工业自动化的典型应用PLC的发展状况

PLC的内部存储器有两类,一类是系统程序存储器,主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程...

发表于 2018-03-31 09:39 689次阅读
工业自动化的典型应用PLC的发展状况

旭宇光电 :半导体“出征”香港春季灯饰展 LED...

旭宇光电特别注重产品的自主研发与创新,承担了深圳市科创委重点科技计划技术攻关项目,目前拥有发明、实用...

发表于 2018-03-30 16:54 257次阅读
旭宇光电 :半导体“出征”香港春季灯饰展 LED...

LED灯具频繁被召回 LED产业亟待解决质量问...

近两年,众多LED出口产品因质量问题深陷“召回”泥潭,也成为LED出口企业的一大痛点。尽管,目前LE...

发表于 2018-03-30 11:08 321次阅读
LED灯具频繁被召回  LED产业亟待解决质量问...

用于24V监控装置的智能照明应用方案

【方案介绍】 本方案用于24V监控装置的配屏上,增设20W的LED照明模块。 相比传统的方案,不仅能...

发表于 2018-03-30 09:36 3227次阅读
用于24V监控装置的智能照明应用方案

教你用手机快门测试频闪 LED频闪危害不小一定要...

2017年的3.15晚会上,央视播出的一项测试让全国人民知道了“LED频闪”这个词。现代家庭使用LE...

发表于 2018-03-30 09:31 265次阅读
教你用手机快门测试频闪 LED频闪危害不小一定要...

8050控制LED点亮问题

发表于 2018-03-29 08:57 376次阅读
8050控制LED点亮问题

关于无线给led灯供电的问题

发表于 2018-03-23 12:20 291次阅读
关于无线给led灯供电的问题

中颖单片机关于TM1629B的LED驱动编程,烧录成功,但是LED没有点亮,板没有问题,下附有程序代码

发表于 2018-03-22 18:19 525次阅读
中颖单片机关于TM1629B的LED驱动编程,烧录成功,但是LED没有点亮,板没有问题,下附有程序代码

问一下LED先并后串和先串后并的区别

发表于 2018-03-22 09:15 247次阅读
问一下LED先并后串和先串后并的区别

LED断电后会闪几下才熄灭,但是降低LED串数后不会出现这种情况,请问这是怎么回事,该如何解决?

发表于 2018-03-21 10:39 484次阅读
LED断电后会闪几下才熄灭,但是降低LED串数后不会出现这种情况,请问这是怎么回事,该如何解决?

数字电路交通灯

发表于 2018-03-20 17:25 291次阅读
数字电路交通灯

LED灯的0-10V可调灭光电路

发表于 2018-03-20 11:05 331次阅读
LED灯的0-10V可调灭光电路

请问有没有人用FPGA芯片驱动LED显示屏啊,求资料代码

发表于 2018-03-20 08:45 186次阅读
请问有没有人用FPGA芯片驱动LED显示屏啊,求资料代码