十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制的課程設(shè)計

1、 基于plc十字路口信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計二級學(xué)院 機電工程學(xué)院 專 業(yè) 機電一體化 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2011年3月 29日十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制的課程設(shè)計目錄一. 摘要二. 十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制設(shè)計任務(wù)書1. 控制系統(tǒng)的控制要求2. 設(shè)計任務(wù)3. 可編程序控制器（plc）三菱fx2n48mr4. 交通燈實物圖5. 數(shù)碼管電路圖三. 十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制總體設(shè)計過程1.綜述2.信號燈動作時序圖3.輸入/輸出信號分配4.十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)電路5.輸入/輸出端口接線6.plc控制程序設(shè)計 四. 心得體會五. 參考文獻六. 附錄1.

2、交通信號燈控制的梯形圖程序一.摘要當(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。本文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)，計算機和通信技術(shù)為先導(dǎo)的，以信息技術(shù)和信息

3、產(chǎn)業(yè)為中心的信息革命方興未艾。而計算機技術(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)今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域。本文主要從單片機的應(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。關(guān)鍵詞：交通燈控制 計算機技術(shù) 智能 單片機 十字路口交通燈二.十字路口帶倒計時的交通信號燈控制計的設(shè)計任務(wù)書1. 控制系統(tǒng)的控制要求系統(tǒng)上電后，交通指揮信號控制系統(tǒng)由由一個3位轉(zhuǎn)換開關(guān)sa1控制。sa1手柄指向左45時，接點sa1-1接通，交通指揮系統(tǒng)開始按常規(guī)正?？刂乒δ芄ぷ鳎凑杖鐖D所示工作時序周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)工作。正常運行時，南北向及東西向均有兩位數(shù)碼管倒計

4、時顯示牌同時顯示相應(yīng)的指示燈剩余時間值。sa1手柄指向中間0時，接點sa1-2接通，交通指揮系統(tǒng)南北向綠燈常亮，東西向紅燈常亮，數(shù)碼管顯示99不變。sa1手柄指向右45時，接點sa1-3接通，交通指揮系統(tǒng)東西向綠燈常亮，南北向紅燈常亮，數(shù)碼管顯示99不變。2.設(shè)計任務(wù)1.電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。2.編制交通信號燈plc控制程序。3.編寫設(shè)計說明書，內(nèi)容包括：1）.設(shè)計過程和有關(guān)說明2）.基于plc的十字路口交通燈電氣控制電路圖3）.plc控制程序（梯形圖和指令表）。4）.電器元器件的選擇和有關(guān)計算。5）.電氣設(shè)備明細表。6) .參考資料、參考書及參考手冊。7）.其他需要說明的問題。3. 可編

5、程序控制器（plc）三菱fx2n48mr該可編程序控制器是由電源+cpu輸入輸出+程序存儲器（ram）的單元型可編程序控制器。其主機稱為基本單元，為主機備有可擴展其輸入輸出點的“擴展單元（電源+i/o）”和“擴展模塊（i/o）”，此外，還可連接擴展設(shè)備,用于特殊控制。plc教學(xué)實驗系統(tǒng):plc教學(xué)實驗系統(tǒng)由實驗裝置、plc、微機三部分構(gòu)成。微機用于編程、提供界面，使編程、調(diào)試更加方便。plc教學(xué)實驗系統(tǒng)流程: 實 驗 裝 置 三 菱 plc 232接口 plc教學(xué)實驗系統(tǒng) 微 機分析被控對象 編程輸入程序 連接實驗線路 運行plc程序 （運行實驗輔助程序） 觀察現(xiàn)象。設(shè)備連接:首先將通訊電纜（

6、sc09）的9芯型插頭插入微機的串行口插座（以下假定為端口2，此工作由實驗室完成），再將通訊電纜的圓形插頭插入編程插座，打開開關(guān)即可工作。4.交通燈實物圖5.數(shù)碼管電路圖三. 十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制總體設(shè)計過程1.綜述隨著城市和經(jīng)濟的發(fā)展，交通信號燈發(fā)揮的作用越來越大，正因為有了交通信號燈，才使車流、人流有了規(guī)范，同時，減少了交通事故發(fā)生的概率。然而，交通信號燈不合理使用或設(shè)置，也會影響交通的順暢。交通信號燈由紅燈、綠燈、黃燈組成。紅燈表示禁止通行，綠燈表示準(zhǔn)許通行，黃燈表示警示。交通信號燈分為機動車信號燈、非機動車信號燈、人行橫道信號燈、車道信號燈、方向指示信號燈、閃光警告信號

7、燈、道路與鐵路平面交叉道口信號燈。交通信號燈用于道路平面交叉路口，通過對車輛、行人發(fā)出行進或停止的指令，使各同時到達的人、車交通流盡可能減少相互干擾，從而提高路口的通行能力，保障路口暢通和安全。十字路口交通信號燈現(xiàn)場示意圖如圖3-1所示，南北和東西每個方向各有紅、綠、黃三種信號燈，為確保交通安全，要求如下。正常控制時： 當(dāng)東西方向允許通行（綠燈）時，南北方向應(yīng)禁止通行（紅燈）；同樣，當(dāng)南北方向允許通行（綠燈）時，東西方向應(yīng)禁止通行（紅燈）。在綠燈信號要切換為紅燈信號之前，為提醒司機提前減速并剎車，應(yīng)有明顯的提示信號：綠燈閃爍同時黃燈亮。信號燈控制系統(tǒng)啟動后應(yīng)能自動循環(huán)動作。 交通燈現(xiàn)場示意圖2

8、.信號燈動作時序圖如圖所示，它是按信號燈置1與置0兩種狀態(tài)繪制的，置1表示信號燈點亮。按啟動按鈕sb1后，南北向紅燈亮，東西向綠燈亮，25s后東西向綠燈閃爍3s（3次，每次亮、暗0.5s），然后熄滅。在綠燈熄滅的同時，東西向黃燈亮2s，然后熄滅。在該燈熄滅的同時，東西向紅燈亮及南北向綠燈亮，以下的變化規(guī)律與上述相同。到南北向綠燈亮，東西向紅燈亮開始第二個循環(huán)，以后周而復(fù)始地循環(huán)動作。按停止按鈕sb2，所有信號燈熄滅。 十字路口交通燈正常工作時序3.輸入/輸出信號分配 輸入/輸出信號分配如表所示。輸入輸出文字符號信號地址說明文字符號信號地址說明sa1-1x0交通燈正常工作控制開關(guān)h1y0南北向綠

9、燈指示sa1-2x1南北向交通燈常綠控制開關(guān)h2y1南北向黃燈指示sa1-3x2東西向交通燈常綠控制開關(guān)h3y2南北向紅燈指示h4y3東西向綠燈指示h5y4東西向黃燈指示h6y5東西向紅燈指示數(shù)碼管1 ay10數(shù)碼管2 ay20by11by21cy12cy22dy13dy23ey14ey24fy15fy25gy16gy264. 十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)電路 根據(jù)交通燈系統(tǒng)的控制要求，如圖所示十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)電路圖，實現(xiàn)了預(yù)定的交通燈系統(tǒng)的控制功能。5.輸入/輸出端口接線6.plc控制程序設(shè)計分析控制要求確定i/o設(shè)備選擇plc分配i/o、設(shè)計電氣圖編寫流程圖設(shè)計梯形圖編制程序清單輸

10、入程序并檢查調(diào)試滿足ny聯(lián)機調(diào)試滿足nn編制技術(shù)文件交付使用設(shè)計控制柜現(xiàn)場連接4 實現(xiàn)效果 1.原系統(tǒng)實現(xiàn)效果系統(tǒng)上電后，交通指揮信號控制系統(tǒng)由由一個3位轉(zhuǎn)換開關(guān)sa1控制。sa1手柄指向左45時，接點sa1-1接通，交通指揮系統(tǒng)開始按常規(guī)正?？刂乒δ芄ぷ?，按照如圖所示工作時序周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)工作。正常運行時，南北向及東西向均有兩位數(shù)碼管倒計時顯示牌同時顯示相應(yīng)的指示燈剩余時間值。sa1手柄指向中間0時，接點sa1-2接通，交通指揮系統(tǒng)南北向綠燈常亮，東西向紅燈常亮，數(shù)碼管顯示99不變。sa1手柄指向右45時，接點sa1-3接通，交通指揮系統(tǒng)東西向綠燈常亮，南北向紅燈常亮，數(shù)碼管顯示99不變

11、。2.修改程序?qū)崿F(xiàn)效果能實現(xiàn)紅綠燈的最后十秒鐘分別進行十秒倒計時，并且其他時間不顯示數(shù)字。五.心得體會本次課程設(shè)計的作品是十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制，由我們?nèi)藞F隊共同完成。此次課程設(shè)計提高了我們查閱資料、選用公式和完成方案的能力。剛一接手題目，我們很迷茫，不知從何入手，而且準(zhǔn)備工作也是不足。只得耐心地查閱各種相關(guān)資料，分析各道題目的側(cè)重點，結(jié)合我們團隊特點，從而選定了十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制。在初步方案的構(gòu)思中，慎重考慮設(shè)計方法，推敲過后才有定計。仔細閱讀搜集的資料，避免不利因素后，才形成我們獨特的方案。這一過程，我們團隊的分工合作得到很大考驗。此次課程設(shè)計讓我們明白了

12、團隊合作的重要性。個人的能力、精力總是有限的，專注的領(lǐng)域也是不同的，這時分工合作顯得尤其重要。合理的工作分配，讓隊員們充分發(fā)揮專長，縮短了完成題目的時間，加深了查閱資料的深度，提高了完成作品的效率。當(dāng)然，這些也離不開設(shè)計方案的集思廣益。而在完成作品的過程中，也加深了隊員間的了解。友誼的氛圍中，也使工作輕松起來。總之，團隊合作不是口上說說而已，真正體驗后才知那是何等高效的境界。此次課程設(shè)計讓我們的知識從理論上升到了應(yīng)用層次。書本上我們學(xué)到了很多，但是卻有點一知半解，而只有自己親自體驗過后才能明白透徹，真正掌握。我們回顧過去的知識，才猛然發(fā)現(xiàn)理論與實際是如此的不同。很多知識在用中不得不考慮實際條件，在這一過程也加深了我們對原有知識的了解。所以，這是對我們知識的鞏固，也使我們溫故而知新。總之，本次課程設(shè)計使我們綜合能力得到大大提高，這是一次難忘的體驗，將深深影響我們。五.參考文獻1 陳以定. 電氣控制