PLC交通灯开题报告.doc

课题来源 导师课题 课题类别 工程设计 一、论文资料的准备 1、设计背景 随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多，而道路建设往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通问题日益突出。随着社会的发展，一个城市的交通是否便捷是衡量其是否具有发展潜力的重要指标，随着城市车辆的不断增加，大部分城市的交通出现了超负荷运行的情况，所以交通问题已经成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。我国人口众多，特别是大城市，随着城市机动车量的不断增加，都出现了交通超符合运行的情况。因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效的改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。 交通信号灯的出现，使得交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的有效管理，力求交通管理先进性、科学化，利用PLC技术对交通灯进行逻辑控制，此控制系统实现简单、经济，能够有效的疏导交通，调整交通灯的时间控制和变换频率以及工作时间的控制，从而提高交通路口的通行能力，使交通更加通畅与安全。 PLC:在工业自动化领域，可编程控制器(PLC)作为自动控制的三大技术支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一，成为大多数自动化系统的设备基础。由于综合了计算机和自动化技术，使它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平。它不但可以很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息、网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。 目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。 国外著名的ＰＬＣ生产厂家有: 施耐德公司， Quantum、Premium、Momentum等； 罗克韦尔（A-B公司），SLC、MicroLogix、Control Logix； 西门子公司， SIMATIC S7-400/300/200系列； GE公司； 日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。 2、交通灯发展史和现状 如今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段，但这一技术在19世纪就出现了，1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的 红、蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。这种红绿灯由红绿黄三色圆形投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯是当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能觉察到有人要过马路，红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。 目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点： 1）两车道的车辆轮流放行时间相同，但是在十字路口，经常以一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。 2）两条干道的红绿时间不能随时间的改变而修改。 3、未来发展趋势 未来的交通灯应该拥有自动调整亮灯时间长短的功能。例如，可以自动感应该地区的交通状况，如果塞车，该交通灯能自动控制红、黄、绿灯的亮灯时间长短。利用模糊控制与神经网络控制等智能控制技术进行交叉路口信号灯控制是今后单个交叉口信号灯控制的主要研究方向。将模糊控制、神经网络控制和遗传算法这三者结合起来用于交叉口信号灯的控制将有可能是今后交叉口信号控制研究的重点。 PLC具有可靠性、易操作性、灵活性等特点和逻辑控制功能、定时控制功能、计数控制功能、步进控制功能、数据处理功能、回路控制功能、通讯联网功能、监控功能、停电记忆功能、故障诊断功能等基本功能。其总体发展趋势则是向着可编程控制技术的标准化、CPU处理速度进一步加快、系统的开放性和兼容性、通用性和专业化的结合、可靠性进一步提高、控制系统分散化、控制与管理功