3.1硬件系统框图 (6 3.2交通灯控制过程 (6 3.3硬件选型 (7 3.4扩展模块选择 (9
3.5PLC交通灯的硬件连接图 (11 3.6监控系统 (12
第四章交通灯软件设计 (13 4.1系统控制过程 (13 4.2流程及时序图 (13 4.3控制梯形图 (17 结论 (25 致谢 (26 参考文献 (27 附录 (28
平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文说明书 第一章概述 1.1课题设计背景
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,交通问题成为制约我国社会经济发展的一个大问题,上路的车辆越来越多,而道路建设却往往跟不上城
市发展的速度,因此城市交通的问题日益突出,经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情况。我国人口众多,现在大多数城市都经会出现这样的交通拥堵现象,人、车、路三者关系的协调,已经成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。随着社会的发展,一个城市的交通是否便捷是衡量起是否具有发展潜力的重要指标。在这个时候,道路交通灯的正常运行以及合理的功能就是交通畅通的重要保证。
目前我国大中小城市都出现了交通拥堵的现象,特别是大城市,随着城市机动车量的不断增加,如北京、上海、南京等出现了交通超符合运行的情况。因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效的改善了交通状况。然而,我国城市十字路口的交通灯控制系统基本上都采用定时控制方式。这样必然产生如下弊端:当某条道路的车流量很大却要等待红灯,而此时另一条空道或车流量相对少得多的道路却依然按原定时间亮着绿灯,这种现象是未对道路的实际情况进行实时监控所造成的。这样的交通控制系统效率低,容易造成交通拥挤,而且也浪费人力、物力。
所以,如何采用合适的控制方法,最大限度的利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同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,可见改善城市交通灯控制系统是多么的重要近年来,随着车辆社会拥有量的增加,这难题日显突出,特别是在上下班的高峰期。有很多学者多年来一直探讨舒缓这个难题(谈不上解决的方法。其中包括近来提出的在车道(红绿灯前安装车流量传感器,统计车流量再控制绿灯的放行时间;设定定时器在上、下班高峰期增加绿灯的放行时间以及对各个路口违章、肇事的监控与记录等等问题。
在这样的背景下,我们有必要寻求一种具有更完善的交通控制系统。这种交通控制系统能够根据车流量的变化自动调节红绿灯的时间长度,最大限度地减少十字路口的车辆滞流现象,有效的缓解交通拥挤、实现交通控制系统的最优控制,大大的提高了交通控制系统的效率。随着我国人民生活水平的不断提高,城市化的推进与私家车数量的猛增,道路交通拥挤的问题日益突出,可以预见,智能交通控制系统将具有广大的应用前景。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文说明书 1.2课题设计任务
本设计采用PLC做控制器,完成对十字路口交通灯的自动控制,主要实现城市交通路口信号灯自动控制,救护应急控制等,从而保证了车辆在城市道路各路口顺畅通行以及安全。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文说明书 第二章设计方案分析与确定 2.1单片机控制
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。
使用单片机设计交通灯控制系统采用MSC-51系列单片机A TSC51和可编程并行I/O 接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间。使用单片机设计的优点在于它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗。但是编程复杂,对环境的要求较高,出现故障时进行调试不方便,可靠性不高。
2.2继电器控制
采用继电接触式控制系统设计交通灯控制系统,主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成,其控制方式是断续的,所以又称为断续控制系统。虽然这种系统也具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点,但这种控制系统的缺点是采用固定接线方式,接线多,灵活性差,工作频率低,触电易损坏,可靠性差。
2.3可编程逻辑控制器控制
可编程控制器简称PC(Programmable Controller,它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机(PC相区别,现在把可编程逻辑控制器简称为PLC。它主要用来取代继电接触器逻辑控制,系统功能仅限于执行继电器逻辑、计时、计数等。
可编程序控制器控制系统是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型机械的生产过程。它具有很强的抗干扰能力,广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于其他一般微型控制系统的一个重要特征。
如果采用PLC作为十字路口交通灯控制系统作为控制核心,只需将程序下载到PLC 内即可。并可通过通信随时对控制系统进行调试。PLC适应环境的能力非常强,抗干扰
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平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文说明书 等方面能力都非常强大,性能价格比也很高。 2.4控制方案确定
可编程控制器控制技术与继电-接触器控制技术、单片机控制技术的异同点:
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