目 录
一、引言 5
二、交通信号灯功能需求分析 5
（一）正常时序控制 5
（二）急车强通 6
（三）交通异常状况判别及处理交通体系 7
三、硬件设计 8
（一）控制元件 8
（二）传感器的选择 12
四、软件设计 13
（一）PLC 输入输出端口分配 13
（二）控制程序梯形图 13
（三）外部硬件接线图 18
五、 总结与展望 16
六、参考文献 16
七、致谢 16
一、引言
可编程控制器(PLC)是用来取代继电器的一种多功能先进设备，它通过检测输入端口的信号状态，然后根据内部存储的程序所发出的指令控制输出端口的信号。可编程序控制器（Programmable Logic Controller,缩写PLC）是一种新一代产业调控器件，它以微处理器为基础，融合了计算机、通讯、联网和自动调控科技的特质。自从第一台PLC被生产出以来，到今天历经了三十多年，但由于其使用灵活、简单方便、抗干扰能力强，可以适应各种工业生产环境，因此在工业生产自动化调控所有领域被广泛的使用。它与数控科技、CAD/CAM科技、工业机械人科技并称为现代产业自动化科技的四大科技支柱。可编程序控制器( PLC )是一种以微电脑科技为核心的自动调控器件，已被推广并应用于机械生产、冶金、化工、能源等种种生产制造行业。
二、交通信号灯功能需求分析
按照城市实际交通状况，对交通信号灯需实现功能提出要求，本文主要讨论用PLC 实现交通信号灯的基本功能、急车强通功能、异常检测功能3种控制方式，把传感器科技与PLC科技的联合实现对交通特殊状态的智能识别 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
及处理。
（一）正常时序控制
整个交通体系由一个开始/停止开关控制。当开关闭合时，交通体系开始运行；当开关断开时，交通体系停止运行，整个的交通信号灯熄灭。交通体系工作时。先道路南北方向红色交通信号灯亮，同时道路东西方向绿色交通信号灯亮。道路南北方向红色交通信号灯亮25s，道路东西方向绿色交通信号灯亮 20s，到20s时，道路东西方向绿色交通信号灯闪亮，道路绿色交通信号灯闪亮周期1s( 亮0.5s，熄0. 5s )。道路绿色交通信号灯闪亮3s以后熄灭，道路东西方向黄色交通信号灯亮，并维持2s。到2s时，道路东西方向黄色交通信号灯熄灭，道路东西方向红色交通信号灯亮，同时道路南北方向红色交通信号灯熄灭，道路南北方向绿色交通信号灯亮。道路东西方向红色交通信号灯亮维持30s，道路南北方向绿色交通信号灯亮维持25。到25时，道路南北方向绿色交通信号灯闪亮3s后熄灭，道路南北方向黄色交通交通信号灯亮,并维持2s。到2s时，道路南北方向黄色交通信号灯熄，道路南北方向红色交通信号灯亮，同时道路东西方向红色交通信号灯熄，道路东西方向绿色交通信号灯亮，开始第二周期的动作[2]。之后道路交通信号灯状态周而复始循环。基本顺序控制过程如图1.1所示：
图1.1 基本时序控制图
（二）急车强通
紧急车辆通过信号开关控制应急车辆。没有车，按照正常的定时信号控制。有急车信号时，将急车强通开关闭合，原来信号色交通信号灯无论处于什么状态，强制控制让急车来车方向的交通绿亮，使急车放行，直至急车通过交通信号灯路口为止。急车通过后，立即把急车强通控制开关断掉，交通信号色交通信号灯的三个状态马上转换为急车来车方向的绿色交通信号灯闪亮3次，之后按基本时序控制。急车强通信号同时只可对一路方向的目标做出响应，如果两个方向同时来急车，则按东西，南北向依次响应[2]。急车强制通行流程图如图1.2：
图1.2急车强通时序控制图
（三）交通异常状况判别及处理交通体系
在一个交叉路口交通异常现象通常是指交通信号灯控制的正常信号可能导致实际交通出现拥挤混乱的现象。举个列子，在实际的生活当中，交通可能会发生东西方向的车辆来往过多而导致发生堵塞现象，而南北方向车辆却几乎没有。这个时候正常的交通信号色交通信号灯控制时序将会引起交通异常状况更加恶化。这个时候我们的处理方式是经通过传感器按照外界实际反应出来的情况来进行对交通信号色交通信号灯的控制。无论哪一方向路段传感器感应到东西(或南北)方向50s内没有车辆移动，而南北(或东西)方向交通处于正常状况时，这个时候PLC就会自动运行交通异常状况解决方法，强行控制东西方向(或南北方向)绿色交通信号灯的点亮时间为50s直至在这一方向上的传感器不在返回相应的电信号(说明这个路段的车辆排对长度小于200m)[2]。交通异常控制时序流程图如图1.3：
图1.3交通异常状态的识别与处理系统的时序控制图
三、硬件设计
（一）控制元件
1.电源、输入输出
供电电源类型规格 AC电源型：AC100~240V
DC电源型：DC12~24V
输入规格 DC24V，7mA/5mA无电压接点或NPN开集极
输出规格 继电器输出型：2A/1点，8A/4点公共点　AC250V,DC30V Max
晶体管出力型：0.5A/ 1点，0.8A/4点公共点　DC5 ~ 30V
输入输出扩展功能 可用FX0N，FX2N系列用的输入输出扩充模块
2.性能
程序内存 内含8000步序RAM、批注输入,RUN中编缉程序,记忆卡扩充时最 大可扩充到16000步序
指令 基本指令27个，步阶指令2个，应用指令132种
运行速度 基本命令：0.08μs/指令,应用命令：1.52~数100μs/指令
高速处理 输入输出实时更新指令，输入滤波调整指令，输入中断功能，定 时中断功能,计数器中断功能,脉波捕捉功能
最大输入输出点数 256点
补助继电器/定时器 补助继电器：3072点/定时器：256点
计数器 一般用16位加算计数器：200点，一般用16位加减算计数器：35点,高速用32位加减算计数器[1相]60kHz/2点，10kHz/4点[2 相]30kHz/ 1点，5kHz/ 1点
数据缓存器 一般用8000点，间接寻址用16点
3.扩展功能
模拟电位器 2点内藏、FX2N-8AV-BD型功能扩充板可增加8点
功能扩充板 FX2N- □□□ -BD型的功能扩充板
特殊转接器 可用FX2N-CNV-BD连接
特殊扩充模块 可使用FX0N,FX2N系列的特殊模块
显示模块 FX-10DM等或GOT,ET人机界面
可用的通信规格 RS-232C，RS-485，RS-422，简易PC联机，并列通讯，计算机连接， CC-Link，CC-Link/LT，MELSEC-I/O连接，AS-ｉ网络
4.概述
可编程控制器（Programmable Controller）是一种计算机，是为工业自动调控使用而设计生产的。可编程控制器以前被称作为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，被用来取代继电器完成逻辑调控。随着科技的迅速发展，这种控制装置的功能除了具备逻辑控制功能外，还有一些拓展的很实用的功能。所以，现如今这类器件被称作可编程控制器，简称PC。但是为了不混淆个人计算机（Personal Computer）和可编程控制器的简称，于是将可编程控制器的简称改为PLC[3]。

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