【正文】 亮 2S，需計時器設(shè)定延時 2S，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北紅燈亮。南北方向道路亮紅燈狀態(tài)過程中，南北紅燈亮 60S，需計時器設(shè)定延時 60S，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北左轉(zhuǎn)綠燈亮、東西紅燈亮；同時，東西方向道路也一起亮左轉(zhuǎn)綠燈25S，需計時器設(shè)定延時 25S，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西綠燈閃爍；東西綠燈閃爍 3S，需振蕩器或脈沖源（秒/次）動作使東西綠燈閃爍，還要需計時器設(shè)定延時 3S，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮 2S，需計時器設(shè)定延時 2S，才會轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西直右綠燈亮；東西直右綠燈亮 25S，需要計時器設(shè)定延時 25S，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西直右綠燈閃爍；東西直右綠燈閃爍 3S，需要計時器設(shè)定延時 3S，才會轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈亮；東西黃燈亮 2S，需要設(shè)定延時 2S，才會使東西黃燈在 2S 后熄滅。以下就方案 1 進行具體分析。7 表 24 方案 4 交通燈設(shè)置情況信號 紅燈亮左轉(zhuǎn)綠燈亮左轉(zhuǎn)綠燈閃黃燈亮直右綠燈亮直右綠燈閃黃燈亮南北方向時間 40S 15S 3S 2S 15S 3S 2S信號左轉(zhuǎn)綠燈亮左轉(zhuǎn)綠燈閃黃燈亮直右綠燈亮直右綠燈閃黃燈亮紅燈亮東西方向 時間 15S 3S 2S 15S 3S 2S 40S 系統(tǒng)設(shè)計方案分析按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門子 S7200 系列可編程控制器的特性（見附錄） ，選擇適合的型號。 表 21 方案 1 交通燈設(shè)置情況信號紅燈亮 左轉(zhuǎn)綠燈亮左轉(zhuǎn)綠燈閃黃燈亮直右綠燈亮直右綠燈閃黃燈亮南北方向時間60S 25S 3S 2S 25S 3S 2S信號左轉(zhuǎn)綠燈亮左轉(zhuǎn)綠燈閃黃燈亮直右綠燈亮直右綠燈閃黃燈亮紅燈亮東西方向時間25S 3S 2S 25S 3S 2S 60S②針對東西方向車流量大于南北方向車流量的交通情況，設(shè)置方案 2，具體控制要求詳見表 22。（4）通過不同的選擇開關(guān)可以選擇不同的運行方案，各個方案適合不同的交通情況。（2）設(shè)置一個運行模式選擇開關(guān)，通過選擇開關(guān)選擇十字或丁字路口運行模式，而且兩種運行模式都能選擇以下不同的方案運行。第五章，總結(jié)設(shè)計過程及仿真調(diào)試結(jié)果。第三章，根據(jù)對交通燈控制系統(tǒng)進行硬件設(shè)計，主要通過對 PLC 的選型，PLC 的I/O 口分配、PLC 外部硬件接線來完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計。3 本文主要工作第一章，回顧交通燈的歷史，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通管制的要求越來越高，采用可編程控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機，設(shè)計開發(fā)了交通燈控制系統(tǒng)，才會滿足穩(wěn)定可靠的交通控制系統(tǒng)需求。根據(jù)交通信號燈系統(tǒng)的要求與特點，我們采用了德國西門子公司 S7200 型 PLC。PLC 配合功能單元能方便地實現(xiàn) D/A、A/D 轉(zhuǎn)換及 PID 運算，實現(xiàn)過程控制、數(shù)字控制等功能。 （3）編程方便，易于使用 PLC 的編程采用梯形圖語言，直觀易懂。本系統(tǒng)采用 PLC 是基于以下四個原因：（1）可靠性高，抗干擾能力強 目前各個生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的 PLC，其平均無故障時間都大大超過了 IEC 規(guī)定的 10 萬小時，有得甚至達到了幾十萬小時，而且 PLC，具有極高的抗干擾能力。可編程控制器交通燈控制系統(tǒng)集成自動控制技術(shù)、計量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計算機管理技術(shù)于一體的機電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，采用標準化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計，配置靈活、組態(tài)方便。因此選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的 PLC 是必要的。而可編程控制器(PLC)以微處理器為核心，具有可靠性高，控制功能強，使用靈活方便等優(yōu)點。傳統(tǒng)的交通信號燈控制一般采用電子線路和繼電器實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，故障率高，較難實現(xiàn)功能的變更。 設(shè)計目的和意義交通信號燈的出現(xiàn)，對于疏導交通流量，減少交通事故有明顯效果。在這一系統(tǒng)中，道路不僅僅是易變化的部分，而其它組成部分則存在著較大的可變性和隨機性。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線時可以進入交叉路口。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。1968 年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。1925 年，這種由人工控制的 3 色信號燈也首次出現(xiàn)在英國倫敦的皮克的時路口。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市 5 號大街的一座高塔上。據(jù)文獻記述，在 1868 年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。事實上，由于交通系統(tǒng)是一個相當復(fù)雜的大系統(tǒng)，無論單獨從車輛方面考慮還是從道路方面考慮，都很難從根本上解決問題。但無論哪個國家的大城市，不可能無限制地修建道路，不可能通過無限制地修建道路難滿足日益增長的交通需求。交通問題不僅在發(fā)展中國家，就在發(fā)達國家也是一個令人困擾的嚴重問題。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，因此如何設(shè)計出一款精確度高、性能可靠、成本低廉、使用廣泛、線路結(jié)構(gòu)簡單的交通燈系統(tǒng)，正是本課題的設(shè)計重點。1 城市路口交通燈 PLC 控制設(shè)計方案 第一章 緒論 引言 在十字路口設(shè)置交通燈可以對交通進行有效的疏通，并為交通參與者的安全提供了強有力的保障。但是隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。 課題背景隨著交通的不斷發(fā)展和汽車化進程的加快，交通事故頻發(fā)，交通環(huán)境惡化，已經(jīng)成為引人注目的城市問題之一。眾所周知，緩解交通擁擠最有效辦法是提高路網(wǎng)的通信能力。與此同時，通過限制車輛增加削減交通需求也因受到客觀因素的制約無法取得滿意的結(jié)果。早在 19 世紀，人們就開始研究交通信號，控制車輛進出交叉路口的次序。1914 年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。到 1917 年，美國的鹽湖城開始使用由人工控制的紅、黃、綠 3 色的信號燈。次年，英國人研制出了自己的自動控制信號機。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。 [1]道路通交通系統(tǒng)是一個城市的主要組成部份，這個系統(tǒng)的運行狀況如何，直接反映了一個城市的現(xiàn)代化管理水平。只有對這一系統(tǒng)的組成及其運行機理進2行科學客觀的分析，才能制定出科學有效的管理和控制對策，從而保障系統(tǒng)的有效運行。自從交通燈誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進。另外隨著眾多高科技技術(shù)在日常生活的普遍應(yīng)用，城市空中各種電磁干擾日益嚴重，為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定，必須采用抗擾能力較強的交通指示系統(tǒng)。特別是由 PLC 實現(xiàn)的控制系統(tǒng)，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進行程序設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠，可方便地設(shè)置定時時問，編程容易，功能擴展方便，修改靈活等，并且有完善的自診斷和顯示功能，維修工作極為簡單。 隨著科學技術(shù)的日新月異，原有的交通燈裝置遠遠不能滿足當前高度自動化的需要。近年來 PLC 的性能價格比有較大幅度的提高，使得實際應(yīng)用成為可能。（2