基于PLC技术的交通路口红绿灯管理系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

交通信号灯是道路交通的基本语言，也是交通信号中的最重要的组成部分。交通信号灯由红灯(禁止通行)、绿灯(允许通行)、黄灯(警示)组成。随着道路交通的发展，现代的交通信号灯种类也越来越得到细化，具体分为:机动车信号灯、非机动车信号灯、车道信号灯、人行横道信号灯、闪光警告信号灯、方向指示信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。道路交通信号灯适用于丁字、十字等交叉路口，在道路交通信号控制机的控制下，指导行人和车辆安全有序地行进。它对于加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用率，改善交通状况起到了不可替代的作用，是一种重要的工具。早在19世纪，人们就开始研究交通信号，用信号指挥车通行，控制车辆进出交叉口的次序。据文献记述，早在1868年，英国伦敦的威斯特明斯特(Westminster)街就安装了红、绿色两色的交通信号灯。到1917年，美国的盐湖城开始使用由人工控制的红、黄、绿3色的信号灯。1925年，这种由人工控制的3色信号灯也首次出现在英国伦敦的皮克的时路口。次年，英国人研制出了自己的自动控制信号机。随着交通的不断发展和汽车化进程的加快，交通拥挤加剧，交通事故频发，交通环境恶化，已经成为引人注目的城市问题之一。交通问题不仅的发展中国家，就在发达国家也是一个令人困扰的严重问题。众所周知，缓解交通拥挤的最直接和最有效办法是提高路网的通行能力。但无论哪个国家的大城市，不可能无限制地修建道路，不论是资金因素还是土地因素，都限制了道路的无节制增长。因此，不可能通过无限制地修建道路难满足日益增长的交通需求。与此同时，通过限制车辆增加削减交通需求也因受到客观因素的制约而无法取得满意的结果。事实上，由于交通系统是一一个相当复杂的大系统，无论单独从车辆方面考虑还是从道路方面考虑，都很难从根本，上解决问题。

可编程序控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，在日常生活.中得到了广泛的应用。PLC是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有可靠性高，抗干扰能力强等优点，PLC的平均无故障运行时间(又称平均故障间隔时间MTBF)已经高达几十万小时。其次，PLC具有通用性强，使用方便的特点。由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件方面的设计工作只是确定PLC的硬件配置和I/0的外部接线。一个控制对象的硬件配置确定以后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。PLC还具有功能强，适应面广的特点，现代PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，数值运算和数据处理等功能。因此，它既可对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制，既可控制一台生产机械、一条生产线，也可控制一个生产过程。PLC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。用户只需根据控制的规模和要求，适当选择PLC的型号和硬件配置，就可以组成所需的控制系统。

2. 研究内容和问题

利用两种凸轮顺控指令实现交通灯的控制，并利用gxdeveloper软件进行仿真及plc综合实训装置现场验证。

解决的关键问题：

（1）对交通灯系统设计要求进行分析，确定系统的i/o分配表、时序图及流程图。

3. 设计方案和技术路线

研究方法

（1）通过文献阅读与资料查找，确定课题总体方案。

（2）掌握plc的基本工作原理。

4. 研究的条件和基础

1．学生已学习了plc技术相关基本知识；

2．国内外先期开展的研究工作成果及文献资料；

3．已有教学实验平台；