2交通信号灯的控制系统分析
各路口和各路段的交通信号灯控制，也就是交通信号控制，它以电子技术为基础，并借助于PLC技术进行科学合理的设计，为了研究怎样正确运用PLC技术到交通信号灯的控制系统上，我们首先要知道交通信号灯的基本概念和它的基本参数，然后才能将PLC正确应用进去，设计出科学合理的控制系统来。
2.1交通信号灯的基本概念
众所周知，交通信号灯是交通控制系统的重要组成部分，它能显示出三个不同信号灯灯光的颜色——红灯、绿灯和黄灯，而它们亮起时分别代表的意义是指定方向禁止通行，允许通行和警告作用。
2.2交通信号控制的基本参数
2.2.1信号灯的相位
在弄懂交通信号灯的基本概念之后，我们知道交通信号灯是按照设定好的程序或者说规律来控制灯光颜色循环变换来实现对交通行使权的合理分配，那么信号灯灯光的颜色每循环以此或者说交通行使权每交替一次，就称为一个信号灯的相位。
而在一个周期中，有几个信号灯的相位就被叫做几相位的系统。现在国内的交通信号控制系统中，较为常见的就是两相位系统和四相位系统。
图2-1两相位系统
3PLC交通控制器选着方案论证
3.1PLC概述
PLC翻译成中文意思就是可编程控制器，是可以用于自动控制方向的控制器。早期的PLC功能不是很完全，只能进行简单的逻辑开关的控制，但是随着科学技术的发展，越来越多的功能被人们所发明出来，现在的PLC不仅有逻辑控制这种功能，还有许多常见并且很常用的功能，在工业上使用相当于一台迷你电脑的主机，几乎所有控制类的工厂都会运用到这个可编程逻辑控制器，所以说PLC的使用范围相当广泛。
3.2PLC的特点
PLC的主要特点：1.可靠性很高，不容易受其他干扰影响，有很强的环境适应能力。之前一直用的继电器控制系统是使用了大量的中间继电器和时间继电器，然而因为容易接触不良引起机器故障，而现在PLC技术可以直接用一些软件编程替代大部分的中间继电器和时间继电器，只剩下一些输入、输出的元件，这就比没有用PLC技术的接线要简单许多，因此之前那个因接触不良而引起的机器故障就可以大大减少发生的概率。并且PLC专门就是为了工业控制方面的需求而设计出来，在硬件方面和软件方面都采取了一系列抗干扰措施，所以它不容易受其他干扰影响，更具有可靠性。2.它通用性很广，可以有很多变量，控制程序简单易用，现在PLC的功能都十分完善、齐全，配备了各种各样的硬件设施可提供为用户使用，用户可以根据自己相应的需求，灵活地进行配置组装，组装成具有不同功能、不同大小的自动控制系统。3.编程简洁明了，比较容易掌握。PLC采用的是简洁明了的梯形图、逻辑图和语句表等常用的编辑语言，不需要使用的人有很强的计算机知识，对不怎么懂计算机的人十分友好，而且PLC系统开发时间比较短，可以进行现场调试，十分方便。4.可减少过程设计和维护的难度，直接由程序控制，工作可靠，并且当原来的程序淘汰了或者不足以满足要求，可以直接替换新的程序，并且PLC的用户程序可以先在实验室进行模拟调试，通过观察实验台上的发光二极管就可以知道输出信号的状态，在实验室调试过程中发现问题的话，可以及时修改程序来解决问题，而且调试的时间也比较少，并且PLC一般不会出现故障，具有完善的自我诊断的功能。5.占用地方小，重量轻，性价比很高，一台小型的PLC里面有着几百甚至上千的可供用户使用的可编程的元件，还可以通过互联网控制，实现分散控制。
3.3PLC应用常见问题
3.3.1PLC对不正常运行状态的判断
一般来说，PLC的运行环境非常可靠，故障少，可靠性高，其硬件和软件基本上是无故障的。所以当我们安装的PLC出现故障的时候，首先我们可以明确的排除它本身的硬件和软件问题。在这种情况下，我们一般都会认为电气元件出现故障，很有可能会解决这个问题。
3.3.2输入和输出控制状态板的选择
晶体管型的输出模有一个很短的导通时间和一个非常短的开关时间约几毫秒，这是他的优势，但它也限制了他的负载承受能力约0.3安培的小范围，更适合于设备的开关经常使用。交流电用于交流电环境的可控硅比晶体管型的负载能力稍强一些。继电器也是我们比较传统的，只适用于直流电，但是负载能力是非常强的。所以我们在选择输出控制板块的时候，可以根据实际需求来决定。3.其他一些注意点，比如接地状态、线间感应电流的影响、电磁干扰等其他干扰对其的影响、标记输入端和输出端，以便更容易区分维护、利用程序的逻辑来排除错误和要充分利用资源等需要注意的地方。
3.4PLC的基本结构
PLC的基本结构如下，由几个部分组成：1.中央处理器，也被称为CPU，是PLC技术最重要也就是最核心的部分，它可以接受和储存用户的数据和程序，扫描现场的设备，以确认数据在数据区，还可以检测出PLC内部的语法的错误，读取用户程序用来完成相关的逻辑运算和算术运算，最后还可以把数据处理的结果读取出来，使其相关的输出状态更新。2.输入输出(I/O)模块，它是被用来接受输入信号和输出运行过的控制信息。3.存储器，存储器也被分为系统存储器和用户存储器，系统存储器就是用来存储系统的程序，使用的用户不能对其修改，而用户存储器就是存储用户的程序。4.电源，PLC使用的电源一般是交流电源220V或者直流电源24V。5.编程器，编程器也被分为手持式编程器和图形编程器，一般就是为了用户编写完程序后，来生成对应的程序，而程序通常是使用梯形图和指令表来编写，并且可以实现转换。6.其他设备。PLC除了以上五种设备外，还有其他的一些设备，例如打印机等等。
图3-1PLC的基本结构
3.5PLC系统工作原理
3.5.1PLC的扫描过程
要弄清楚PLC系统的工作原理，首先就要弄清楚什么是扫描，扫描就是CPU对用户的程序和任务的语句进行不断地执行的过程。具体过程如图3-2所示：
图3-2扫描过程
4交通灯控制系统的实现
4.1交通灯控制系统具体设计
交通信号灯控制系统设计过程大体步骤：
1.首先根据工艺过程和分析控制的要求，画出控制系统的一般流程图。
2.确定PLC的I/O点。
3.根据所需要或者所要求的功能、大小、性能要求、环境因素等来选择合适的PLC。
4.分配I/O点，并设计出I/O连接图。
5.然后再进行PLLC的程序设计、控制台设计及现场施工。
6.最后若满足用户的要求，便可以编制技术文件，交付使用了。
图4-1PLC系统设计步骤
4.2.6交通信号灯整个运行过程
按下初始化按钮，所有指令全部置零。
然后按下启动按钮，T37计时器开始计时，一个计时周期为90秒。
计时器一开始计时，南北红灯亮起从0秒到55秒，同时东西绿灯亮起从0秒到50秒，然后闪烁两秒，其中闪烁是亮起0.5秒熄灭0.5秒反复两次。
计时到52秒时东西方向黄灯亮起，并在55秒时熄灭，熄灭后红灯亮起，然后在计时到90时熄灭。
同样计时到55秒时，南北红灯熄灭，绿灯亮起30秒并闪烁2秒后熄灭，也是和东西绿灯闪烁方式一样，此时已经计时到87秒，紧接着南北黄灯亮起3秒后，也就是计时到90秒熄灭。最后按下停止按钮，系统停止。
结论
这次所设计的交通信号灯控制系统，是运用了PLC技术来实现控制，可靠性很高，并且人们对系统的维修和检测也十分方便，道路交通的利用率也被提高了，对道路堵塞的状况可以有比较好的缓解，而且对我国的交通现状很是适用。这次毕业设计的主要内容有：1.介绍了交通信号灯的基本概念和基本参数，并解释了信号灯控制系统是怎么实现对交通的控制。2.较为详细地阐述了PLC是什么，它的主要特点是什么，运用这种技术需要注意的问题有哪些，它的工作原理和如何进行PLC编程。3.设计出一个基于PLC的信号灯控制系统，采用的是一个T37计时器控制一个周期，并且对其进行了PLC编程，画出了梯形图并对其进行注释。
编写毕业设计是一个难得可贵的让自己学习的机会，通过这次学习机会，让我感觉又学习到了新的知识并回顾复习了之前上课的知识，而且还初步了解学习了PLC编程中的LAD编程，让我受益匪浅。
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