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《PLC交通信号灯控制毕业设计》

摘要：本毕业设计旨在设计并实现一套基于可编程逻辑控制器（PLC）

的交通信号灯控制系统。通过对交通信号灯控制的需求分析，选择合

适的PLC型号和硬件设备，进行系统的硬件设计和软件编程。详细阐

述了交通信号灯的控制逻辑、时序设计以及与外部设备的通信接口等

关键技术。经过实际调试和验证，证明该系统能够稳定、可靠地运行，

有效地提高了交通路口的通行效率，减少了交通拥堵和事故发生的可

能性。

一、概述

随着城市化进程的加速和机动车数量的迅猛增长，交通拥堵问题日益

严重，给人们的出行带来了极大的不便，同时也对城市的经济发展和

环境造成了负面影响。交通信号灯作为城市交通管理的重要设施，其

合理设计和高效运行对于改善交通状况具有至关重要的意义。传统的

交通信号灯控制多采用继电器等硬件电路实现，存在可靠性低、维护

困难等问题。而可编程逻辑控制器（PLC）以其高可靠性、灵活性和易

于编程的特点，成为交通信号灯控制的理想选择。本毕业设计将深入

研究PLC交通信号灯控制技术，设计并实现一套具有先进功能的交通

信号灯控制系统。

二、交通信号灯控制的需求分析

（一）交通信号灯的功能要求

交通信号灯应具备以下基本功能：

1.按照预设的交通规则控制红、黄、绿信号灯的交替闪烁，实现路口

车辆和行人的通行与停止。

2.具备定时控制功能，可根据不同时间段设置不同的信号灯时间。

3.具有紧急车辆优先通行功能，当有紧急车辆通过路口时，能够自动

切换信号灯，确保紧急车辆的畅通无阻。

4.具备故障检测和报警功能，能够及时检测到信号灯系统的故障并发

出报警信号。

（二）交通流量的监测与分析

为了实现更合理的信号灯控制，需要对交通流量进行实时监测和分析。

可以通过设置传感器在路口采集车辆通过的数量、速度等数据，以便

根据交通流量的变化动态调整信号灯的时间。

（三）用户交互界面的设计

为了方便用户对交通信号灯系统进行操作和监控，需要设计一个友好

的用户交互界面。界面应具备信号灯状态显示、时间设置、故障信息

查询等功能，使用户能够直观地了解交通信号灯系统的运行情况。

三、PLC交通信号灯控制系统的硬件设计

（一）PLC选型

根据交通信号灯控制的需求和性能要求，选择了一款具有较高可靠性

和运算能力的PLC型号。该PLC具备足够的输入输出端口，能够满足

交通信号灯控制系统的硬件连接需求。

（二）硬件设备的选择

1.交通信号灯灯具：选用高亮度、长寿命的LED信号灯灯具，以提高

信号灯的可见性和可靠性。

2.传感器：选择合适的车辆传感器和行人传感器，用于检测交通流量

和行人情况。

3.电源模块：为PLC系统和其他硬件设备提供稳定的电源供应。

4.通信模块：选择具有可靠通信性能的通信模块，实现PLC与外部设

备的通信连接。

（三）硬件电路的设计

根据PLC和硬件设备的特点，设计了合理的硬件电路连接图。包括

PLC与交通信号灯灯具、传感器、电源模块和通信模块的连接方式，

确保电路的稳定性和可靠性。

四、PLC交通信号灯控制系统的软件设计

（一）控制逻辑的设计

根据交通信号灯的控制规则和需求，设计了详细的控制逻辑程序。包

括信号灯的时序控制、紧急车辆优先处理、定时控制等逻辑功能的实

现。通过编写梯形图程序，将控制逻辑清晰地表达出来。

（二）通信协议的制定

为了实现PLC与外部设备的通信，制定了相应的通信协议。定义了数

据的传输格式、通信方式和通信端口等参数，确保数据的准确传输和

交互。

（三）人机界面的编程

利用PLC编程软件的图形化界面编程功能，设计了友好的人机界面。

界面上显示交通信号灯的状态、时间设置、故障信息等，用户可以通

过界面进行操作和监控。

五、系统调试与测试

（一）硬件调试

对硬件设备进行逐一测试，检查各个部件的连接是否正确，电源是否

稳定，传感器是否灵敏等。确保硬件系统无故障后进行整体联调。

（二）软件调试

将编写好的软件程序下载到PLC中，进行软件调试。通过模拟交通流

量和紧急车辆情况，对控制逻辑和通信功能进行测试和验证，发现并

解决存在的问题。

（三）系统综合测试

在实际交通路口进行系统的综合测试，观察信号灯的运行情况、交通

流量的变化以及紧急车辆优先通行的效果。收集测试数据，对系统的

性能进行评估和分析，不断优化系统。

六、结论

本毕业设计成功设计并实现了一套基于PLC的交通信号灯控制系统。

通过对交通信号灯控制的需求分析，选择合适的PLC型号和硬件设备，

进行了系统的硬件