基于plc與觸摸屏一體化的智能交通信號(hào)燈的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、201967201967.1基于PLC的交通燈觸控一體化的設(shè)計(jì)——指導(dǎo)老師田輝輝學(xué)生牛亞運(yùn)牛亞運(yùn)畢業(yè)答辯201967.2隨著近幾年私家車(chē)的增多，使得交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得尤為重要。本文采用了基于PLC控制的現(xiàn)代化交通信號(hào)燈主要是考慮到我國(guó)汽車(chē)數(shù)量的發(fā)展已經(jīng)指數(shù)式的增長(zhǎng)，并且目前相應(yīng)的公路面積卻沒(méi)有跟上，所以基于PLC的設(shè)計(jì)交通燈監(jiān)控一是提高道路使用率，二是減少交通事故發(fā)生的概率。智能交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)是緩解因車(chē)輛擁堵帶來(lái)的交通壓力一種現(xiàn)

2、代化工具?？v觀(guān)交通信號(hào)燈發(fā)展史，有關(guān)于PLC設(shè)計(jì)的交通信號(hào)燈的發(fā)展，我國(guó)與美國(guó)、日本、歐美等國(guó)家存在有較大的差距。但隨著我國(guó)近代科技的不斷發(fā)展，我國(guó)的交通智能信號(hào)燈也在不斷探索之中。因?yàn)镻LC具有使用靈活、適用性強(qiáng)性?xún)r(jià)比比較高梯形圖編程簡(jiǎn)單調(diào)試周期短等許多優(yōu)勢(shì)。所以在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用。課題背景201967.3論文結(jié)構(gòu)一.交通燈歷史背景四.觸摸屏監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)基于PLC觸摸屏的觸控一體化交通信號(hào)燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)五.系統(tǒng)調(diào)試分析及結(jié)果二.交通燈

3、總體設(shè)計(jì)三.基于PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)201967.4一.智能交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究背景交通燈歷史背景19世紀(jì)70年代交通燈歷史發(fā)展21世紀(jì)初20世紀(jì)初20世紀(jì)30年代201967.5早在19世紀(jì)70年代，在英國(guó)威斯敏斯特議會(huì)大樓前出現(xiàn)了人類(lèi)歷史上第一盞交通信號(hào)燈，那座燈差不多7米高，在它的頂端懸掛著紅、綠兩色但是可以人工旋傳的煤氣提燈。20世紀(jì)初，在美國(guó)也出現(xiàn)了類(lèi)似英國(guó)的紅綠燈，但最大的不同在于這種信號(hào)燈是當(dāng)時(shí)還算比較先進(jìn)的“電氣信號(hào)燈”

4、。20世紀(jì)30年代，傳統(tǒng)的單一的指示信號(hào)功能的交通燈已不再滿(mǎn)足人們車(chē)輛的需要了，人們已經(jīng)開(kāi)始根據(jù)發(fā)明的各種檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行的檢測(cè)交通流量來(lái)自動(dòng)調(diào)整綠燈的時(shí)間的長(zhǎng)短。20世紀(jì)80年代，隨著科技的發(fā)明，我國(guó)北京也開(kāi)始使用自動(dòng)控制的交通信號(hào)燈，代替了傳統(tǒng)的交警需要隨時(shí)控制信號(hào)燈傳換的時(shí)代。2013年初，被網(wǎng)友一致認(rèn)為建國(guó)以來(lái)最為嚴(yán)格的交通法規(guī)開(kāi)始出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活中，對(duì)惡意闖紅燈、開(kāi)車(chē)上路同時(shí)還打電話(huà)、不系安全帶等不良行為進(jìn)行嚴(yán)肅處理、處罰、教導(dǎo)，這

5、項(xiàng)規(guī)定很快得到了見(jiàn)效。201967.6PLC的簡(jiǎn)介PLC的產(chǎn)生PLCPLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC的工作原理201967.7ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器，是一款現(xiàn)代化智能運(yùn)算的電子產(chǎn)品，因?yàn)樗钤绯霈F(xiàn)是應(yīng)用在工業(yè)控制中的，所以也就是說(shuō)PLC是為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)研發(fā)的。PLC因其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，從其本質(zhì)上來(lái)看，是一種專(zhuān)用于工業(yè)應(yīng)用的小型計(jì)算機(jī)。201967.8二.交通燈

6、運(yùn)行方案、PLC及觸摸屏總體設(shè)計(jì)12345201967.9三.基于PLC與觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)201967.10四.基于PLC與觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)1.PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)2.認(rèn)識(shí)編程軟件STEP7和仿真軟件S7200SIM3.PLC控制交通燈的電路圖4.程序的設(shè)計(jì)5.實(shí)現(xiàn)觸摸屏監(jiān)視PLC控制交通燈運(yùn)行的組態(tài)201967201967.11五.系統(tǒng)調(diào)試分析及結(jié)果十字交通燈設(shè)計(jì)201967.12軟件調(diào)試。我們先是打開(kāi)上

7、位機(jī)電腦，通過(guò)電腦中西門(mén)子公司PLC系列的專(zhuān)用編程軟件STEP7MicroWIN[18]，按要求輸人梯形圖，檢查后編譯通過(guò)，把程序下載到可編程序西門(mén)子PLC的程序存儲(chǔ)區(qū)，然后運(yùn)行程序，仿真信號(hào)燈控制正是符合預(yù)期設(shè)計(jì)。PLC與觸摸屏的觸控一體化交通信號(hào)燈監(jiān)控系統(tǒng)的完成。將我們先前已經(jīng)設(shè)計(jì)好的十字路口交通燈的梯形圖，下載PLC，然后將梯形圖編程程序軟件STEP7退出，然后檢查S7200與組態(tài)王的連接線(xiàn)路是否正確，最后操作有交通燈面的控制面板

8、，仔細(xì)查看組態(tài)王軟件的畫(huà)面是否與之對(duì)應(yīng)，如果當(dāng)模擬運(yùn)行關(guān)閉時(shí)，組態(tài)王界面完全反映PLC的控制即是正確的。問(wèn)題的分析與解決方案。201967.13硬件調(diào)試。我們通過(guò)西門(mén)子公司生產(chǎn)的PLC控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)基于PLC智能交通信號(hào)燈進(jìn)行模擬測(cè)試。在硬件調(diào)試過(guò)程中，我們主要是根據(jù)以下幾個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行的：（1）先將PLC按照?qǐng)D所示PLC接線(xiàn)圖接線(xiàn)。（2）將交通燈控制程序下載到PLC。（3）使PLC處于程序監(jiān)控狀態(tài)。（4）按下啟動(dòng)按鈕SB1，觀(guān)察PLC

9、的輸出點(diǎn)Q0.0~Q0.5的狀態(tài)變化和實(shí)驗(yàn)面板上紅綠燈的變化是否一致或者是是否同步。（5）然后記錄各燈點(diǎn)亮的時(shí)間，各種顏色燈的閃爍時(shí)間、閃爍頻率。（6）按下停止按鈕，觀(guān)察PLC的輸出點(diǎn)Q0.0~Q0.5的狀態(tài)變化，觀(guān)察所有定時(shí)器的計(jì)時(shí)數(shù)值，觀(guān)察交通燈的變化。201967.14設(shè)計(jì)的初衷個(gè)人的感悟現(xiàn)實(shí)的發(fā)展未來(lái)的方向六.總結(jié)與前景展望紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行201967.15在做畢業(yè)論文的時(shí)候，我們遇到了一些問(wèn)題，比如我們常看到的交

10、通信號(hào)燈其實(shí)并不是一開(kāi)一停的那么簡(jiǎn)單，這里面涉及了許多有關(guān)于定量的分析，同時(shí)也獲得了很多意想不到的知識(shí)，在每次突解決問(wèn)題后都有一種久違的滿(mǎn)足感，甚至對(duì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)新問(wèn)題都有一種莫名的興奮。還自學(xué)了工控軟件組態(tài)王，模擬、檢測(cè)設(shè)備，這為我的就業(yè)方向又開(kāi)辟了一扇門(mén)。做交通燈模擬仿真時(shí)，把實(shí)物圖和界面同時(shí)監(jiān)控，同步進(jìn)行，看到自己的成果內(nèi)心喜悅油然而生。這次實(shí)訓(xùn)不僅鍛煉了我們的動(dòng)手能力，還提高了我們運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這對(duì)于我們?cè)谝院蟮膶W(xué)

11、習(xí)提供了很大的幫助，更能夠較全面的看清問(wèn)題，從而解決問(wèn)題。當(dāng)然，我堅(jiān)信，隨著社會(huì)的進(jìn)步和數(shù)字化高科技的發(fā)展，交通信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)一步得到提升，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)控，相信在不久的將來(lái)，我國(guó)的交通信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)得到不斷的發(fā)展和完善。視頻演示201967.16謝謝在此，非常非常感謝田老師耐心仔細(xì)的教導(dǎo)，在讓我獲得知識(shí)的同時(shí)，更是教給了我學(xué)習(xí)的方法。理論知識(shí)固然重要，實(shí)踐能力也不可或缺，在田老師的幫助下，很好的鍛煉了我的動(dòng)手能力，為我即將走向

12、社會(huì)，送了一筆最為寶貴的人生財(cái)富。201967.17主要參考書(shū)目基于PLC的實(shí)用交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PLC對(duì)交通信號(hào)燈的順序控制設(shè)計(jì)用PLC實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的模糊控制交叉路網(wǎng)交通燈的協(xié)調(diào)模糊控制方法城市十字路交通燈控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)基于PLC控制的十字路口交通燈信號(hào)系統(tǒng)PLC實(shí)現(xiàn)十字路口交通信號(hào)燈的控制低壓電力線(xiàn)載波通信中的抗干擾問(wèn)題基于PLC的無(wú)交匯交通信號(hào)燈系統(tǒng)十字路口交通信號(hào)燈的PLC控制交通信號(hào)燈PLC控制的實(shí)現(xiàn)交

13、通信號(hào)燈監(jiān)控系統(tǒng)201967.18201967.19201967.20十字交通燈組態(tài)的整體的設(shè)計(jì)201967.21201967.22組態(tài)軟件中各變量的定義201967.23對(duì)畫(huà)面上小車(chē)的控制設(shè)計(jì)南北方向的奔馳轎車(chē)的設(shè)計(jì)及其命令程序語(yǔ)言東西方向上的紅色轎車(chē)的設(shè)計(jì)及其命令程序語(yǔ)言201967.24對(duì)畫(huà)面上行人控制的設(shè)計(jì)東西方向上的紅色轎車(chē)的設(shè)計(jì)及其命令程序語(yǔ)言201967.25功能一手動(dòng)控制設(shè)計(jì)東西方向綠燈同時(shí)南北方向紅燈東西方向紅燈同時(shí)南

14、北方向綠燈201967.26功能二手動(dòng)解除設(shè)計(jì)201967.27功能三緊急處理的設(shè)計(jì)201967.28功能四盲人語(yǔ)音播報(bào)器的設(shè)計(jì)201967.29功能五夜間控制的設(shè)計(jì)201967.30功能六大數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)201967.31退出界面的設(shè)計(jì)201967.32基本指令是PLC最常用的指令，它主要包括位邏輯指令、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令等。堆棧指令有LPS(進(jìn)棧)、LRD(讀棧)、LPP(出棧)。置位指令(S)與復(fù)位指令(R)置1或置0(最多2

15、55位)。脈沖跳變檢測(cè)指令EU(上升沿檢測(cè))和ED(下降沿檢測(cè))兩條指令。RS觸發(fā)指令根據(jù)R、S端輸入狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出，分為置位優(yōu)先(SR)觸發(fā)器指令和復(fù)位優(yōu)先(RS)觸發(fā)器指令。常用的基本控制電路有采用驅(qū)動(dòng)指令實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、自鎖和停止控制，采用置位、復(fù)位指令實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、自鎖和停止控制。梯形圖(Ladder)是PLC使用得最廣泛的軟件編程語(yǔ)言。STEP7MicroWIN是一款易學(xué)且功能比較強(qiáng)大的編程軟件，用于S7200系列PLC，也可提供程