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PLC控制的十字路口交通燈

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更新時間：2014-06-30
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PLC控制的十字路口交通燈
目錄

引言 1
1 交通燈控制系統(tǒng)概述 2
1.1 智能交通燈系統(tǒng)的發(fā)展背景 2
1.1.1英國TRANSYT路面交通控制系統(tǒng) 2
1.1.2澳大利亞SCAT路面控制系統(tǒng) 2
1.1.3英國SCOOT路面控制系統(tǒng) 2
1.1.4日本城市路面控制系統(tǒng) 3
1.2 交通控制存在的問題 3
1.3 本課題的主要研究內(nèi)容 4
2 PLC功能介紹 4
2.1 PLC的基本概念和基本結(jié)構(gòu) 4
2.1.1 PLC的基本概念 4
2.1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu) 4
2.2 PLC的特點和應(yīng)用領(lǐng)域 6
2.2.1 PLC的特點 6
2.2.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 7
2.3 PLC的工作原理 7
2.3.1輸入采樣階段 8
2.3.2.用戶程序執(zhí)行階段 8
2.3.3.輸出刷新階段 8
2.4 PLC的性能指標(biāo)和軟件系統(tǒng) 9
2.4.1 PLC的性能指標(biāo) 9
2.4.2 PLC的軟件系統(tǒng) 9
2.5 PLC編程語言 10
2.5.1梯形圖 10
2.5.2語句表 10
2.6 PLC基本編程指令 12
2.6.1輸入輸出指令（LD/LDI/OUT） 12
2.6.3 電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB） 13
2.6.4 程序結(jié)束指令（END） 14
2.7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計概要 14
2.7.1設(shè)計的基本原則和內(nèi)容 14
2.7.2設(shè)計的步驟和實現(xiàn)過程 15
3 交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 15
3.1 PLC型號的選定以及可行性分析 15
3.1.1 FX2N-64MR 控制器主要性能指標(biāo) 16
3.2 設(shè)計思路 16
3.3 模擬十字路口交通燈規(guī)則設(shè)計實物模型設(shè)計 18
3.3.1控制要求 18
4 控制系統(tǒng)程序設(shè)計 24
4.1 PLC程序流程圖設(shè)計 24
4.2 PLC程序?qū)崿F(xiàn) 24
4.2.1 梯形圖程序（狀態(tài)步進(jìn)形式的梯形圖） 26
4.2.2 指令表（梯形圖對應(yīng)的指令語句） 40
5 總結(jié) 47
5.1 設(shè)計總結(jié) 47
5.2 檢測和調(diào)試 47
5.2.1硬件調(diào)試 47
5.2.2軟件調(diào)試 48
謝辭 49
參考文獻(xiàn) 50

引言
據(jù)一項對美國主要城市交通狀況的調(diào)查顯示：1982年至2000年，美國城市在上下班高峰期間的交通堵塞狀況不斷加劇，由交通堵塞造成的時間和汽油浪費而帶來的經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)680億美元。以廣州為例來講，現(xiàn)在市區(qū)平均車速只有每小時12公里。用這個目標(biāo)速度代入歐美標(biāo)準(zhǔn)計算，廣州人為交通堵塞所付出的經(jīng)濟(jì)代價總值：每年耗費1.5億小時，減少生產(chǎn)總值117億元。相當(dāng)于該市整個生產(chǎn)總值的7%。
在北美、澳大利亞等大城市，道路面積率高達(dá)35%--40%，而北京只有20%。緩解交通擁堵，加快道路建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急。據(jù)悉，到2010年，北京將投資500億元用于城市道路建設(shè)，到2005年，北京僅高速公路通車?yán)锍叹瓦_(dá)到600公里。但一味發(fā)展城市道路，也會刺激私家車超常規(guī)發(fā)展，兩者發(fā)展速度的失衡，最終還是逃不出“擁堵—修路—再擁堵”的怪圈。
當(dāng)今時代是一個自動化時代，交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與計算機(jī)密切相關(guān)。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新。隨著大規(guī)模集成電路及計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在控制技術(shù)方面的廣泛運用，智能設(shè)備有了很大的發(fā)展，是現(xiàn)代科技發(fā)展的主流方向。本設(shè)計介紹了一個智能交通燈系統(tǒng)的設(shè)計。該智能交通燈控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)的功能有：對某市區(qū)的四個主要交通路口進(jìn)行監(jiān)控；各路口有固定的工作周期，并且在道路擁擠時中控中心能改變其周期；對路口違章的機(jī)動車能夠即時拍照，并提取車牌號。在世界范圍內(nèi)，一個以微電子技術(shù)，計算機(jī)和通信技術(shù)為先導(dǎo)的，以信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)為中心的信息革命方興未艾。而計算機(jī)技術(shù)怎樣與實際應(yīng)用更有效的結(jié)合并有效的發(fā)揮其作用是科學(xué)界最熱門的話題，也是當(dāng)今計算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域。本文主要從單片機(jī)的應(yīng)用上來實現(xiàn)十字路口交通燈智能化的管理，用以控制過往車輛的正常運作。
交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。用可編程控制器實現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計方法，實驗證明該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通的實際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計方案。可編程序控制器簡稱為PLC，它的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中，PLC在其他領(lǐng)域，例如在民用和家庭自動化設(shè)備中的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。
隨著微處理器、計算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機(jī)控制已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)領(lǐng)域。現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性。可編程序控制器（Programmable Logic Controller）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。
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