PLC交通灯控制系统.docx

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1、题目：P1.C十字路口交通灯控制系统院系：西南交通大学专业：电气工程及其自动化姓名：吕松涛指导教师：周福林西南交通大学院系西南交通大学专业电气工程及其自动化年级电气工程及其自动化2023-59学号13921772姓名吕松涛学习中心直属学习中心指导教师周福林题目P1.C十字路口交通灯控制系统指导教师评语是否批准答辩过程分（满分20）指导教师（签章）评阅人评语评阅人（签章）成绩答辩委员会主任签章）年月日毕业设计任务书班级电气工程及其自动化2023-59学生姓名吕松涛学号13921772发题日期：年月日完毕日期：年月日题目P1.C十字路口交通灯控制系统题目类型：工程设计技术专题研究理论研究软硬件产品

2、开发一、设计任务及规定1 .按照P1.C十字路口交通灯控制系统的需求分析及总体设计方案。2 .P1.C十字路口交通灯控制系统涉及：控制系统的的需求分析、方案设计、P1.C硬件系统的设计、软件系统的设计等几个方面。3 .采用控制系统的设计方法，通过对P1.C控制器的硬件设计和软件设计，使用体型的软件开发工具实现本需求分析所涉及的功能，保证软件可以正常使用。二、应完毕的硬件或软件实验用P1.C工具开发控制系统，并进行系统测试。三、应交出的设计文献及实物（涉及设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文和源代码的光盘四、指导教师提供的设计资料1 .赵轲编著基于P1.

3、e的多时段交通灯控制系统设计广西轻工业2 .秦宇峰编著基于P1.C的交通灯控制系统信息技术教学与研究3 .陈婷婷编著基于P1.C的城市十字路口交通灯控制系统应用研究科技向导究出版五、规定学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）1.软件工程方法资料。2 .考试题库系统开发资料3 .P1.C控制系统和交通信号灯控制方案的相关资料六、设计进度安排第一部分纯熟课题，收集、整理课题相关资料（1周）第二部分系统需求分析与总体设计（2周）第三部分熟悉系统实现平台：纯熟掌握P1.C的使用（2周）第四部分具体设计、编码、测试（3周）第五部分毕业设计论文文档编写整理（2周）评阅及答辩（1周）指导教师：年月日学

4、院审查意见:审批人:诚信承诺一、本设计是本人独立完毕；二、本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。承诺人：年月摘要误!未定义书签。Abstract错误!未定义书签。第1章绪论错误!未定义书签。1.1 设计十字路口交通灯意义错误!未定义书签。1.2 我国十字路口交通灯系统的发展现状错误!未定义书签。1.3 本文研究内容错误!未定义书签。1.4 论文安排错误!未定义书签。第2章十字路口交通灯控制系统方案设计错误!未定义书签。2.1 控制系统实现目的设计错误!未定义书签。2.2 控制系统总体方案设计错误!未定义书签。2.2.1控制系统总体框图错误!未定义书签。2

5、.2.2可编程控制器（P1.e）错误!未定义书签。2.2.3检测器的选择错误!未定义书签。2.2.4控制系统其他设备选择错误!未定义书签。第3章十字路口交通灯控制系统硬件设计错误!未定义书签。3.1P1.C的外部接线图错误!未定义书签。3. 2P1.C的地址分派错误!未定义书签。3.3 车辆通过流量检测方式错误!未定义书签。3. 3.1电感式传感器设计错误!未定义书签。4. 3.2比较鉴别电路错误!未定义书签。3.4 车辆通过流量计数方式错误!未定义书签。3.5 P1.C实现十字路口交通灯控制错误!未定义书签。3.6 强通控制错误!未定义书签。第4章十字路口交通灯控制系统软件设计错误!未定义书

6、签。4. 1十字路口交通灯系统的软件设计错误!未定义书签。4. 2P1.C系统梯形图分析错误!未定义书签。第5章十字路口交通灯控制系统软件调试与检测错误!未定义书签。5. 1调试与检测错误!未定义书签。总结错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。本设计运用电感式传感器检测各个路口通行车辆，运用计数器记录各个路口的车流量，根据预先设定的参数，在P1.C中编程实现智能化判别各个交通路口的车辆停滞状况,然后对交通停滞状态进行分级解决，通过P1.C智能控制系统对交通停滞级别做出相应的适当反映，具体通过调整红绿灯的读秒时间来减小交通停滞状态。本文的系统设计不仅能充足地运用城市交

7、通设施，节约交通资源，还能优先解决交通紧急状况，体现该设计的人性化。关键词：十字路口交通灯；P1.C编程；强通控制；电感式传感器；AbstractInordertoalleviateurbantrafficcongestionandtakeadvantageoftheefficiencyoftheexistingroadnetwork.Inthispaper,byusingP1.Cprogrammingtorealizeintelligenttrafficlightcontrolsystemdesign.Fristly,throughtheP1.Cprogrammingtocompleteth

8、etraditionaltrafficlightcontrol,then,addingintelligentdesignonthebasisofit,usinginductivesensorstodetectthecar,usingphotoelectriccountertostatisticseachintersectiontraffic,andaccordingtothepresetparameters,itcanintelligentjudgeeachtrafficintersectioncongestion.Afterwards,bygradingoftrafficstateofsta

9、gnation,theP1.Ccontrolsystemwouldappropriateadjustthetrafficlightssecondstimetoalleviatetrafficpressure,toensurethenormaloperationoftheroads.Finally,toembodythehumanneedsofmodernsociety,thispaperdesignstheadaptivetrafficemergency1ightsresponseprocedurestomakesurethatinspecialcircumstancesthesystemca

10、nswitchtomanualcontrolmodeandachievebettercontrol,sothatthegoalofmakingthissystemcanrealizeintelligenttrafficlightrunning,makingthemostofthecityhassometrafficfacilities,improvingtheutilizationrateofroadnetwork,reducingtrafficcongestionandsavingtransportationresourcescanberealized.Keywords:P1.Cprogra

11、mming;intelligenttrafficlight;inductancetypetransducer;urgentcontrol第1章绪论本章简要介绍当今交通特点以及发展十字路口交通灯的必要性，然后介绍十字路口交通灯的发展现状以及应用现状。最后介绍本次研究的重要内容和论文安排。1.l设计十字路口交通灯意义现在城市交通路口一般均设立控制车辆通行的交通灯控制系统，普通的定期限红黄绿灯循环控制系统更是随处可见，这种路口通用的交通灯作用机理是：一方面对该路口的车辆流量进行调研记录，根据该路口的调查报告数据对该路口两个方向的红绿灯的延时时间进行合理设立，该延时时间为固定期限。然后设计根据这个时间

12、延时循环运营的交通灯控制系统，使得该路口的车辆在所设定的红绿灯延时控制系统下能保证通畅运营。上述这种路口通用交通灯控制系统采用定期限控制方法对红绿灯转换进行控制，虽然实行与操作过程简朴易懂，因此，现实生活中我们经常会碰到这样的现象：某一路口某一方向几乎没有什么车辆通行，而其对面方向的路口中却正有大量车辆在排队等候通行。严重影响了道路设施的有效运用，严重浪费了人类宝贵的时间，导致了严重的社会资源浪费。通过上述现实现象可知，通过对某一路口车流量记录建立的固定模式的交通灯控制系统，不能满足实现生活中人类行为规律规定，因此，改善现如今固定期限的交通灯控制循环系统，使之可以充足满足现实生活的交通需求，已

13、然成为当今研究的热门话题。如今，科学技术日新月异不断发展，我们对机械智能化限度以及社会生活人性化规定也越来越高，根据古老的记录学方法建立的交通灯定期限循环作用的交通控制系统已经不能满足如今人类的社会生活需求。十字路口交通灯系统在此基础上逐渐发展起来,它将自动控制、计量、新传感器以及计算机管理技术于一身，运用可编程控制器实现交通灯智能化控制。十字路口交通灯控制系统可以使道路交通基础设施发挥其最大效能，它不仅可以能有效缓解交通停滞状况，并且可以充足运用社会有效经济资源。1.2 我国十字路口交通灯系统的发展现状随着交通理论、自动控制技术、优化理论的逐步完善，以及交通基础设施的人性化需求，促使我国也越

14、来越重视交通控制系统的设计与实行，该交通灯控制系统采用固定期间间隔的循环控制系统；在此之后国产的十字路口交通灯控制系统率先南京市同济大学开发成功；还没有应用于实际的交通设施中；将十字路口交通灯控制系统初次应用于实际工程中的是2023-2023年吉林大学研究开发一套自适应信号交通灯控制系统,它不仅适合我国城市混合交通特点，还纳入了对自行车交通流量的检测，在实际工程应用中取得了良好的应用效果。如今最先进的智能交通控制系统大是在P1.C技术上发展起来的，它不仅考虑车辆在交通路口的通行，在路口的两个方向安装红外线车流量检测器，光电开关就会受到汽车车体的阻碍使信号阻断或发生变化，系统并将这电信号转换为标

15、准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，运用P1.C进行累积计数，然后按车流量自动调节红绿灯的延时以缓解交通阻滞。1.3 本文研究内容为了有效的缓解城市交通拥挤堵塞现象，本文运用P1.C编程实现十字路口交通灯控制系统的设计运营。本文一方面选择可以在恶劣电磁干扰环境下正常工作的P1.C控制系统，通过P1.C编程实现普通的定期限交通灯循环控制功能，在此基础上综合考虑现实生活中车辆流动不拟定性问题，为系统设计添加智能化控制模块，充足运用传感器技术对车流量的过程进行记录、监视，判断完毕车流停滞量级别后通过P1.C控制系统适当调整交通红绿灯的读秒时间，最后，使该系统在特殊情况下能切换到人工控制模式，实现强

16、通控制。1.4 论文安排根据上述的描述本论文的安排重要分为原理、硬件电路、软件设计以及软硬件调试四部分。原理部分：第1章重要介绍了十字路口交通灯的设计理念和P1.C运营机理。普通交通灯设计部分：第2章重要对交通灯进行初步设计，在P1.C软件中实现普通交通灯定期限循环控制。交通灯智能化设计：第3章具体介绍了十字路口交通灯应实现的功能与硬件部分电感式传感器检测车辆、累积计数，并在普通交通灯控制系统基础上实现智能化模块设计与添加，并实现车辆紧急情况下的强通控制。总结：第4章对基于P1.C的十字路口交通灯做了总结。第2章十字路口交通灯控制系统方案设计本章重要介绍十字路口交通灯控制系统实现目的及方案设计

17、，涉及交通灯控制系统设备选择的介绍和选择、介绍和可编程控制器P1.C基本组成及工作原理、系统的实现目的及控制系统的总体设计方案。2.1 控制系统实现目的设计在进行论述中，借助可编程控制器对交通等进行管控，同时结合该设立的基本设计理念，从实践的视角出发进行具体实验把控，并在具体实践中验证了该程序不仅可以起到预期交通管控效果，同时在具体操作层面上也相对简朴易行。因此采用该编程方式来进行控制系统设计具有一定的可行性。并且结合具体的交通管控情况，对该编程是脚下的交通灯管控系统进行了具体的分析，并基于此提出一种有效的设计模式：1 .一方面对启动模块进行设计，促使模块启动后可以正式开始交通灯的实际管控。系

18、统启动后，南北方向的红灯以及东西方向的绿灯是处在启动状态。2 .倘若南北绿（红）灯和东西绿（红）灯能同时亮时，系统自动关闭运营并报警。倘若所有信号灯均熄灭时，则系统自动关闭运营。3 .一方面南北红灯亮维持25s04 .南北绿灯亮20so5 .周而复始。2. 2控制系统总体方案设计2.1.1 控制系统总体框图本文的设计框图如图2T所示。电源检测器1检测器2检测器3检测器4检测器5检测器6检测器7检测器8各路口车辆信息P1.C按控制原则定路路时确各灯发出控制信号交通信号灯图2-1智能控制系统框图2.1.2 可编程控制器(P1.C)本节重要是介绍控制系统的总体设计方案，其中涉及智能系统控制器的选择、

19、可编程控制器P1.C的概述和选择、智能控制系统车辆通过流量检测方式的介绍和系统的总体设计。1、基本组成P1.C又称可编程序控制器，英文名是Programmable1.ogicController,是一项综合型的技术，基于多门学科背景下研发出的可编程序控制器，不仅在使用方面十分便捷,并且从合用性视角讲也具有十分突出的表现。所以该编程可以广泛的应用在多个领域。在交通领域的应用表现方面，其不仅可对目前普遍使用的交通灯达成精确控制，也可对多岔路口系统实现准确方便控制。借助可编程序控制器，不仅可以实现对许多复杂的设备提供可靠的控制方案，特别是为循环控制系统提供主战场，这与它的基本结构构成与功能是分不开的

20、。从结构上分，可编程序控制器可分为固定式和组合式两种模式，其中固定式可编程序控制器涉及5大板块元素。1 .中央解决器(CPU)CPU元件是整个控制器的核心构成，也是整个控制器设计的重要原价。借助CPlJ元件，可以帮助可编程序控制器更稳定的运营，同时也满足多方面的需求，诸如对数据的收发、存储等。其功能涉及了：(I)用户基本数据信息的收发功能CPU可以更精确的完毕数据搜集功能，并将获取的数据信息送入CPU事先预定的寄存器进行数据的存储；(2)对电源情况进行鉴定借助CPU,不仅可以保证系统的稳定运营，同时也对程序的具体运作情况，运作过程中出现的问题，以及工作电路的运营状态等进行检测和问题的诊断；(3

21、)读取用户程序和数据(4)刷新输出状态2 .存储器可编程序控制器要在系统程序的管理下运营，系统存储器是就用来存储的是系统程序的，它是由厂家研发并进行固定设定的模块，因此用户无法对其进行更改。而用户存储器的作用是对用户信息，用户编辑的程序以及相关的数据资源进行存储和管理等。由于系统程序存于系统存储器中，用户不能直接存储，它用来管理P1.C整个系统，是不可更改的，常用的存储器(用户程序存储器)类型有CMOSRAM、EPROM.EEPROM等，它们的容量大小有较大差别，大型的存储器可以达成256K,小型的存储器在8K以下。3 .输入输出(I/O)模块P1.C程序运营结果一般是通过控制外部电路实现的，

22、因此P1.C需要与外部硬件电气回路的信号传输互换的连接接口，这个接口就是输入输出模块即I/O接口。在具体程序编程过程中，可以依据编程人员的需求实现对I/O模块的数量选择。I/O模块数量是依据CPU管理配置能力来进行拟定的。I/O输入模块重要用来采集或接受信号并输入CPU中，I/O输出模块重要用来送出用户程序执行信息或CPU控制器输出的控制信息。24VDCUiR24VDC电源，接地和输出为f工Q3_(30000000000000000001.实际兀件值可能仃变更2.可接受任何极性3.接地可选Wa濡制电源24VDC图2-2P1.C外部接口端口4 .编程器重要用来生成用户程序，输入编辑指令程序。一般

23、可编程序控制器都运用计算机作为编程工具，直接在计算机上编辑梯形图或指令表，并且在计算机中实现梯形图或指令表的转换。5 .其他外部设备可编程序控制器还可连接有一些其他的外部设备并实现相应功能,如EPROM写入器、磁带机和打印机等4。2、工作原理用户在可编程序控制器中输入编写的控制程序并校对无误后，点击运营按钮可编程序控制器便开始逐步执行输入采样数据、程序执行与输出控制三步。具体的运营流程如下:1输入采样阶段通过对目的数据或者信息的扫描，CPU可以完毕数据的读取工作，并将这些数据存储到设定好的I/O映象区的相应单元中。完毕数据的收集后，则程序则依据相应指令需求进行具体的管控功能实现。2用户程序执行

24、阶段在该流程中，程序运算的基本规则是：由上而下、由左到右。，可编程序控制器可以根据逻辑运算的结果，不断刷新该输出结果在I/O映象区中相应位的状态。3输出刷新阶段进入输出刷新阶段，CPU依据数据信息进行输出锁存电路的刷新工作，并依据刷新结果进行相应的外设驱动，以达成预期管控目的。可编程序控制器扫描过程如图2-2所示。输入骑子输出刷抵输采输出锁存器输出输出端子图2-2P1.C扫描流程图2. 2.3检测器的选择目前，世界在智能控制交通控制领域的理论研究上已经取得不少成果，少数先进国家已经实现将智能交通控制系统应用于实际工程中。但是GPS全球定位系统复杂、费用高，因此本文运用传感器来探测车辆流量，不仅

25、便捷，且作用效果也较好。运用传感器探测车辆是否在该路口机理是：在该路口的入口附近铺设地下感应线圈，将该感应线圈通入高频电流，同时内部会有涡流损耗发生，借助这种方式去感知汽车的通行情况。汽车离开后，则内部的感应线圈电感则会恢复到之前状态，通过检测器即可探测出电感线圈这一变化，也就可以对汽车的靠近或者远离进行具体的鉴定。并且借助这种原理，可以促使在汽车靠近时将涡流电感转换为标准的脉冲信号，该信号即可作为控制输入信号输入到可编程控制器中，将进入与走出该路口的车辆计数相减即可得到该路口车辆停滞量。O图2-3电感式传感器作用机理图对汽车是否通过的检测实现方式为：通过检测器的连接，实现对感应线圈的工作驱动

26、，并将其对车体通过的感应电流进行转换，从而实现对汽车靠近、远离的信息获取,输出脉冲操作电路图如图2-4所示:图2-4电感式传感器输出脉冲波图2.2.4控制系统其他设备选择本设计的1.PC交通灯控制系统其他设备有：1.ED交通信号灯及1.ED数码管和电源。1、1.ED交通信号灯：用于显示输出的控制结果，是P1.C交通控制系统的重要组成部分。1.ED灯的工作电压一般为IV。2、电源：采用24V、40OmA直流电源。第3章十字路口交通灯控制系统硬件设计本章重要介绍普通交通灯控制系统基础上进行智能化、人性化改善设计，使系统能通过车流停滞量多少自动调整交通灯延时时间，以达成疏通交通车辆，节约交通资源的目

27、的。最后，对该系统添加强通控制模块，使系统能满足急车优先通行的需要。3. 1P1.C的外部接线图根据以上交通灯功能设计硬件连接图如3-1所示：图3-1交通灯控制硬件连接图在图3-1硬件接线图中，SBl为启动按钮，SB2为停止按钮；硬件设计有两个输入口IO.O和10.1；输入口10.0接受启动按钮SBl的输入；硬件设计有六个输出口Q0.0-Q0.6,其中输出口Q0.0控制东绿灯(H1.5-1)和西绿灯(H1.5-2),输出口Q0.2控制东红灯(H1.7-1)和西红灯(H1.7-2),输出Q0.3控制报警灯(H1.4),输出口Q0.6控制南红灯(H1.3-1)和北红灯(H1.3-2).在进行极性打

28、造方面，24VDC可满足需求。而输入端子是IM、2M,输出端是11.、21.o3.2P1.C的地址分派按照系统控制规定，分析上述交通灯控制系统思想，实现以上交通灯控制功能具体做法如下：当南北方向道路交通灯亮红灯时，假如东西方向严禁通行，则南北方向设立为可以通行。假如两个方向同时是绿灯或者是红灯亮，则系统会进行报警。每个方向有红黄绿三个交通灯，所以在一个十字路口至少要有12个信号灯的设立。控制时分组进行控制，南北、东西为一组，报警信号驱动的报警灯为单独一组。3.3车辆通过流量检测方式3.3.1电感式传感器设计电感式传感器设计的目的是感应车辆流通,其感应线圈电流检测电路如图3-2所示:图3-2信号

29、检测电路图结合电感式传感器在进行车流量检测需求，本文在进行管控系统建设过程中使用的是单相半控桥式来进行整体的设计。借助二极管和晶体管的搭配应用完毕设计。同时在单相半控桥式整流电路的输出方面，其充足满足了连续平滑控制的需求。当电源U2正半波时，Wt=a(a小于90度)时触发二极管VTl后，流通电路的电流由电源提供，由于检测电路中VT1,VD2导通，因此电流通路为：VTI-1-r-VD2;当Wt为90度时，二极管VD2电流换给VD1.电流iVD2及i2终止，在Wt=Pi-(Pi+a)区间内时电流由电感释放电能提供；当Wt为90(Pi)度之后，电源电压U2经零变负，但源于感应电势，电流并没有消失，而

30、是处在逐步减弱的状态。此时其借一VDl-VTl回路放电。为了防止这种失控现象，仍须在半控式电路中加上续流二极管。图3-3感应线圈电流检测电路图3.3.2比较鉴别电路本文中采用电压比较器来输出脉冲信号，当U大于u+时电路输出-Uom信号，反之当IJ小于u+时电路输出+Uom信号，正负Uom组成脉冲信号。电压比较器如下图所示:图3-4比较鉴别电路图3 .4车辆通过流量计数方式运用上述感应机制，通过P1.C分别记录东西南北道路的的车流量，每个方向当车辆进入路口通过第一个传感器（入口）时，运用计数器记录计数加1,当通过第二个传感器（出口）时，使运用计数器记录计数加减1.两计数器差值为该方向车道上车辆的

31、滞留量，明显此滞留量为动态值，此差值可与其他乍道上检测的车辆滞留量的值进行比较,此可作为调整红绿灯时长的依据。在进行记录时，需要对不同方向车道的车流情况，以及汽车滞留情况进行综合分析,结合分析数据进行通行原则的制定。原则上是充足保障车流通行的顺畅性，尽也许减少车辆滞留的情况。根据以上判别，在P1.C中编程实现车流量计数记录。4 .5P1.C实现十字路口交通灯控制东西车道交通量可如表3-1所示:表3-1东西车道交通量表东车道车VkY西X西W车道道车流流规模规模小中大小小中大中中中大大大大大实现十字路口交通灯控制，运用P1.C,将传感器测得的车流停滞量与各道口的信号灯直接相连，如图3-5所示:图3

32、-5十字路口交通灯模块连接图一方面按启动按钮后，十字路口交通灯控制系统开始运营，达成路口满溢设定值。若检测路口满溢时，先判断满溢值在大（d以上）、中（Z以上，d以下）、小（X以上,Z以下）哪个级别，根据级别来控绿灯制延时。南北方向计数器通过传感器脉冲信号进行计数，得到数据Nl,表达南北方向车道车辆发生小型堵塞，则南北方向绿灯连续ns（根据车辆满溢值的级别进行设定），若仍然存在zN2-D2x,则时间计数器又需计数延时ns；延时ns后，南北方向计数器重新通过传感器脉冲信号进行计数，若N3-D3x,则按照原普通定期控制进行。南北方向绿灯闪烁3s,黄灯闪烁2s,之后转入红灯亮，东西方向一直由红灯亮转入

33、绿灯亮。每次个方向车辆计数器车辆停滞数据比较完毕后都要清零，如此上述循环往复。这个根据差值的级别来设定，但是一次通行总时间不能超过60s。此外，本次设计由于时间以及技术限制，暂时没有考虑人行道的技术方式，可以认为各方向人行道的通行与否与车行道车辆的通行与否是一致的。事实上，通过计数器综合记录各路口人流量与车流量的计数更能精确记录各路口流量停滞信息，但是这样做技术规定较高，实现成本也很高，故在此不做讨论“叫车辆流量输入信息与交通灯输出的I/O分派图如表3-2所示：表3-2十字路口交通灯I/O地址分派表输入设备输入点接口输出设备输出点接口启动按钮XO南北方向绿灯（2个）Yl北方计数器输入Xl南北方

34、向黄灯（2个）Y2南方计数器输入X2南北方向红灯（2个）Y3西方计数器输入X3东西方向绿灯（2个）Y4东方计数器输入X4东西方向黄灯（2个）Y5停止按钮X5东西方向红灯（2个）Y63.6强通控制由于道路上经常有紧急时间突发情况发生，例如消防、急救等等。因此，急车强通控制需纳入十字路口交通灯控制系统中。假如是有车需要急速通过，则可以通过强通开关来实现对交通等的临时管控。那么此时所有的交通灯都是保持红灯状态。而只有急速通行车道的绿灯闪烁3s,断开急车强通开关后或急车去的方向的绿灯亮3s后，交通灯信号则呈现为急车放行前状态。急车通过后，交通等恢复到正常管控状态但需要注意的是，急车强通管控只是针对某一

35、方向道路上的来车，假如两条交叉道路都有来车，系统则会对先来车方向进行响应，之间会存在一个先后顺序的排列。具体的实现流程如图3-6所示:强通开始图3-6急车强通具体控制流程图第4章十字路口交通灯控制系统软件设计本章重要在可编程序控制器中对交通灯的定期限循环控制系统的编程原理进行分析，同时也对该系统在进行交通灯控制方面的具体运作规律进行阐述，以及加入了电磁感应计数器系统模拟交通灯现实应用的场景，对最后在P1.C中编程调试。4.1 十字路口交通灯系统的软件设计根据道路口的车辆流通调查报告，为十字路口两个方向的红绿灯设立合适的延时时间，交通灯根据这个时间延时控制系统循环运营。这种方法遵循了现如今实际基

36、础设施建设中通用交通灯控制系统的一般控制规律：1、当该控制系统开始运营后，当南北（或东西）方向显示红灯严禁车辆通行时，其余两个方向即东西（南北）方向就会同时显示绿灯允许车辆通行。2、无论东西或南北方向显示红灯严禁车辆通行时，其余两个方向都要显示绿灯允许车辆通行，以免四个方向均是红灯车辆都在等待通行。同样，无论东西或南北方向显示红绿允许车辆通行时，其余两个方向都要显示红灯严禁车辆通行，以免四个方向均是绿灯车辆均通行引起交通事故。3、设计可以实现红绿灯的交互闪亮，合理的进行交通管控。普通交通灯安放位置如图4-1所示：北图47交通灯安放位置图有车辆经过检测仪的输出无车辆经过信号输出图4-2电磁传感器

37、工作示意图及波形在具体应用时，通过开关对信号灯管控系统进行控制。开关启动，信号灯亮，启动开关断开时所有信号灯熄灭。当某方向繁忙时（假设南北繁忙）。检测开关SB3自动闭合，南北绿灯时长加5s,东西红灯时长增长5s,其余时间不变，再循环。南北绿灯、东西绿灯只能是间隔亮。假如两者出现同时亮的情况则会出动系统报警,同时系统也会自动断电关闭。4.2 P1.C系统梯形图分析西门子P1.CS7-200编程软件具有普适性，其可以被应用于多种不同功能的系统设计，同时也可以满足多种不同参数的需求。因此借助该软件进行编程可以满足多数系统的需求，同时也可以实现对P1.C程序的异地读取四。比如想要进行程序梯形图的更改或

38、者是和变换语句表就可以用该软件完毕。1、系统初始化时候：当开关SBI合上时，IO.O触点接通，Q0.1线圈得电，主道绿灯亮，Q0.6线圈得电，次道红灯亮，在次道没有行人按按钮或者没有车辆等待要通过的情况下，一直保持主道绿灯，次道红灯，提高道路运用率。图4-4程序初始梯形图第5章十字路口交通灯控制系统软件调试与检测5.1调试与检测一般说来，在进行调试过程中，一是进行模拟调试，二是进行现场调试。而要保证调试结果的准确可靠，还要在调试工作开展之前进行具体的程序检查，同时对相应的系统安装、接线等情况进行具体的区分。唯有保证所有的安装和接线都准确的前提下，进行系统调试的结果才真的具有指导性和以举行。并且

39、在进行调试的过程中，要通过多次反复调试，保证调试结果没有问题后，才可以真正的投入使用。1.程序的模拟调试所谓的模拟调试，顾名思义是以模拟的模式来进行系统的应用检测。一般说来，在完毕了相应的控制程序编写后，可以通过在模拟实验室中进行仿真模拟的模式来对系统进行具体应用时状态的调试。以钮子开关代替信号输入，同时以二极管替代红绿灯进行模拟。而后依据不同的交通情况需求进行信号灯的模拟控制。这种调试的重要目的在于检查系统是否可以满足具体实践需求，同时也对系统应用的准确性进行鉴定。在调试时应当充足考虑各种也许的情况，对系统各种不同的工作方式、用选择序列的功能表图中的每条支路、各种也许的进展路线，都应逐个检查

40、，不能漏掉。发现问题后应当及时修改梯形图和P1.C中的程序，直到各种也许的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合规定。假如程序中某些定期器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时，可以设计。制作控制台或控制柜，P1.C之外的其他硬件的安装、接线工作也同时进行。2.程序的现场调试P1.C现场调试是指所有设备都安装好后，所有连接线都接好后的实际调试。也是P1.C程序的最后调试。现场调试的具体过程大体是：（1）要查接线、核对地址。要逐点进行，要保证对的无误。可不带电核对，那就是查线，较麻烦。也可带电查，加上信号后

41、，看电控系统的动作情况是否符合设计的目的（2）检查模拟量输入输出。看输入输出模块是否对的，工作是否正常。必要时还可用标准仪器检查输入输出的精度。（3）检查与测试指示灯。控制面板上如有指示灯，应先相应指示灯的显示进行检查。一方面，查看灯坏了没有，另一方面检查逻辑关系是否对的。指示灯是反映、系统工作的一面镜子，先调试好它，将对进一步调试提供方便。（4）检查手动动作及手动控制逻辑关系。（5）半自动工作。如系统可自动工作，那先调半自动工作能否实现。调试可一步步推动直至完毕整个控制周期。哪个环节或者环节出现问题，就着手解决哪个环节或、环节的问题。（6）自动工作。（7）模拟量调试、参数拟定。以上调试的都是

42、逻辑控制的项目。这是系统调试时，一方面要通电。这些调试基本完毕后，可着手调试模拟量、脉冲量控制。最重要的是选定合适控制参数。一般讲，这个过程是比较长的。也好耐心调，参数也要作多种选择，再从中选出最优者。有的P1.C,它的Pn）参数可通过自整定获得。但这个自整定过程，也是需要相称的时间才干完毕。（8）异常条件检查。总结本文运用P1.C编程实现十字路口交通灯控制系统的设计运营。一方面论述了十字路口交通灯控制系统研究设计的必要性，然后对P1.C实现控制的机理进行介绍。本文一方面通过P1.C编程实现普通的交通灯控制功能，在此普通的交通灯控制基础上添加智能化设计，运用电感式传感器感应各个路口的车流量，然

43、后通过连接计数器记录各个方向的车流量，根据预先设定的参数（对车流停滞量进行分级解决），智能化的判断各个交通路口的拥堵情况，通过P1.C控制系统来适当的调整红绿灯的读秒时间，以缓解交通压力，保证路面交通的正常运营。最后，在上述交通灯控制系统中设计添加适应交通紧急情况的交通灯反映程序，使该系统在特殊情况下能切换到强通控制模式，使得本系统可以实现交通灯智能化人性化运营。致谢在交大的学习生活即将结束，在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本次设计可以成功的完毕，要特别感谢我的论文指导老师周福林周老师的关怀和教导。从本次设计课题的选题、设计原理的拟定

44、，到论文的最终完毕，周老师一直不厌其烦地给予我悉心的帮助和指导，使我受益匪浅。在此，再次对周福林老师表达衷心的谢意。参考文献1秦宇峰.基于P1.C的交通灯控制系统J.信息技术教学与研究，2023(23)2陈婷婷.基于P1.C的城市十字路口交通灯控制系统应用研究J.科技向导究，2023(33)3赵轲，乔东凯.基于P1.C的多时段交通灯控制系统设计J.广西轻工业，2023(09)4于秀娜.基于P1.C的交通灯控制系统J.科技论坛5荣晓飞.基于P1.C的交通灯控制系统的设计J.数字技术与应用6邱道尹.S7-300/400P1.C入门和应用分析M.北京：中国电力出版社，2023.7张凤珊.电气控制及可

45、编程序控制器(第2版)M.北京：中国轻工业出版社，2023.8王永华.现在电气控制及P1.C应用技术(第二版).北京：北京航空航天大学出版社.20239陈建明.电气控制与P1.C应用练习与实践.北京：电子工业出版社.202310王兆义.可编程序控制器教程M.北京：机械工业出版社，202311袁任光.可编程控制器选用手册.北京：机械工业出版社,202312钟肇新.可编程控制器原理及应用.广州：华南理工大学出版社13西门子公司.SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册.202314郑风翼.图解西门子S7-200P1.C入门.北京：电子工业出版社.202315陈立定.电气控制与可编程序控制器

46、的原理及应用口业北京：机械工业出版社，202316李辉.S7-200P1.C编程原理与工程实训I.北京：北京航空航天大学出版社.202317ISERMANNR,SchaffnitJ,SinselS.HardWare-in-theTOOPSimulationfortheDesignandTestingofEngine-controlSystemsJ.ControlEngineeringPractice,1999,7(5):643-653.18王庭有.可编程控制器原理及应用M.北京：国防工业出版社，2023.19YUQuan,RONGJian.RealTimeSimulationPlatformDesignofTrafficControlHardwareI11-the-loopJ.JournalofChongqingInstituteofTechnology:NaturalScienceEdition,2023,23(10):5760.20周力，陈跃东，江明.城市智能交通信号控制系统设计J.自动化与仪器仪表，安徽工程技术学院，2023,第6期.21 SUNJiasi,ZHUXiaobing.DesignDataSetsofRoadM.BeijingiChinaComm-unicationsPress,2023.22于泉，荣建.交通控制硬件