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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 交通燈控制系統概述 2
1.1 智能交通燈系統的發展背景 2
1.1.1英國TRANSYT路面交通控制系統 2
1.1.2澳大利亞SCAT路面控制系統 2
1.1.3英國SCOOT路面控制系統 2
1.1.4日本城市路面控制系統 3
1.2 交通控制存在的問題 3
1.3 本課題的主要研究內容 4
2 PLC功能介紹 4
2.1 PLC的基本概念和基本結構 4
2.1.1 PLC的基本概念 4
2.1.2 PLC的基本結構 4
2.2 PLC的特點和應用領域 6
2.2.1 PLC的特點 6
2.2.2 PLC的應用領域 7
2.3 PLC的工作原理 7
2.3.1輸入采樣階段 8
2.3.2.用戶程序執行階段 8
2.3.3.輸出刷新階段 8
2.4 PLC的性能指標和軟件系統 9
2.4.1 PLC的性能指標 9
2.4.2 PLC的軟件系統 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 電路塊的并聯和串聯指令（ORB、ANB） 13
2.6.4 程序結束指令（END） 14
2.7 PLC控制系統設計概要 14
2.7.1設計的基本原則和內容 14
2.7.2設計的步驟和實現過程 15
3 交通燈控制系統設計 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 16
3.2 設計思路 16
3.3 模擬十字路口交通燈規則設計實物模型設計 18
3.3.1控制要求 18
4 控制系統程序設計 24
4.1 PLC程序流程圖設計 24
4.2 PLC程序實現 24
4.2.1 梯形圖程序（狀態步進形式的梯形圖） 26
4.2.2 指令表（梯形圖對應的指令語句） 40
5 總結 47
5.1 設計總結 47
5.2 檢測和調試 47
5.2.1硬件調試 47
5.2.2軟件調試 48
謝辭 49
參考文獻 50

引言
據一項對美國主要城市交通狀況的調查顯示：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濟損失每年高達680億美元。以廣州為例來講，現在市區平均車速只有每小時12公里。用這個目標速度代入歐美標準計算，廣州人為交通堵塞所付出的經濟代價總值：每年耗費1.5億小時，減少生產總值117億元。相當于該市整個生產總值的7%。
在北美、澳大利亞等大城市，道路面積率高達35%--40%，而北京只有20%。緩解交通擁堵，加快道路建設是當務之急。據悉，到2010年，北京將投資500億元用于城市道路建設，到2005年，北京僅高速公路通車里程就達到600公里。但一味發展城市道路，也會刺激私家車超常規發展，兩者發展速度的失衡，最終還是逃不出“擁堵—修路—再擁堵”的怪圈。
當今時代是一個自動化時代，交通燈控制等很多行業的設備都與計算機密切相關。因此，一個好的交通燈控制系統，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術革新。隨著大規模集成電路及計算機技術的迅速發展，以及人工智能在控制技術方面的廣泛運用，智能設備有了很大的發展，是現代科技發展的主流方向。本設計介紹了一個智能交通燈系統的設計。該智能交通燈控制系統可以實現的功能有：對某市區的四個主要交通路口進行監控；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，一個以微電子技術，計算機和通信技術為先導的，以信息技術和信息產業為中心的信息革命方興未艾。而計算機技術怎樣與實際應用更有效的結合并有效的發揮其作用是科學界最熱門的話題，也是當今計算機應用中空前活躍的領域。本文主要從單片機的應用上來實現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，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實現交通道路的管理，力求交通管理先進性、科學化。用可編程控制器實現交通燈管制的控制系統，以及該系統軟、硬件設計方法，實驗證明該系統實現簡單、經濟，能夠有效地疏導交通，提高交通路口的通行能力。分析了現代城市交通控制與管理問題的現狀，結合交通的實際情況闡述了交通燈控制系統的工作原理，給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統的PLC設計方案。可編程序控制器簡稱為PLC，它的應用面廣、功能強大、使用方便，已經成為當代工業自動化的主要支柱之一。PLC已經廣泛地應用在各種機械設備和生產過程的自動控制系統中，PLC在其他領域，例如在民用和家庭自動化設備中的應用也得到了迅速的發展。
隨著微處理器、計算機和數字通信技術的飛速發展，計算機控制已經廣泛的應用在所有的工業領域。現代社會要求制造業對市場需求做出迅速的反應，生產出小批量、多品種、多規格、低成本和高質量的產品。為了滿足這一要求，生產設備和自動生產線的控制系統必須具有極高的可靠性和靈活性。可編程序控制器（Programmable Logic Controller）正是順應這一要求出現的，它是以微處理器為基礎的通用工業控制裝置。
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