基于plc與觸摸屏一體化的智能交通信號燈的畢業(yè)設(shè)計

1、201967201967.1基于PLC的交通燈觸控一體化的設(shè)計——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隨著近幾年私家車的增多，使得交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計變得尤為重要。本文采用了基于PLC控制的現(xiàn)代化交通信號燈主要是考慮到我國汽車數(shù)量的發(fā)展已經(jīng)指數(shù)式的增長，并且目前相應(yīng)的公路面積卻沒有跟上，所以基于PLC的設(shè)計交通燈監(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)計是緩解因車輛擁堵帶來的交通壓力一種現(xiàn)

2、代化工具?？v觀交通信號燈發(fā)展史，有關(guān)于PLC設(shè)計的交通信號燈的發(fā)展，我國與美國、日本、歐美等國家存在有較大的差距。但隨著我國近代科技的不斷發(fā)展，我國的交通智能信號燈也在不斷探索之中。因為PLC具有使用靈活、適用性強(qiáng)性價比比較高梯形圖編程簡單調(diào)試周期短等許多優(yōu)勢。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)計基于PLC觸摸屏的觸控一體化交通信號燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計五.系統(tǒng)調(diào)試分析及結(jié)果二.交通燈

3、總體設(shè)計三.基于PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計201967.4一.智能交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計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，在英國威斯敏斯特議會大樓前出現(xiàn)了人類歷史上第一盞交通信號燈，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，在美國也出現(xiàn)了類似英國的紅綠燈，但最大的不同在于這種信號燈是當(dāng)時還算比較先進(jìn)的“電氣信號燈”

4、。20世紀(jì)30年代，傳統(tǒng)的單一的指示信號功能的交通燈已不再滿足人們車輛的需要了，人們已經(jīng)開始根據(jù)發(fā)明的各種檢測器來進(jìn)行的檢測交通流量來自動調(diào)整綠燈的時間的長短。20世紀(jì)80年代，隨著科技的發(fā)明，我國北京也開始使用自動控制的交通信號燈，代替了傳統(tǒng)的交警需要隨時控制信號燈傳換的時代。2013年初，被網(wǎng)友一致認(rèn)為建國以來最為嚴(yán)格的交通法規(guī)開始出現(xiàn)在現(xiàn)實生活中，對惡意闖紅燈、開車上路同時還打電話、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、項規(guī)定很快得到了見效。201967.6PLC的簡介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，因為它最早出現(xiàn)是應(yīng)用在工業(yè)控制中的，所以也就是說PLC是為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計研發(fā)的。PLC因其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同，從其本質(zhì)上來看，是一種專用于工業(yè)應(yīng)用的小型計算機(jī)。201967.8二.交通燈

6、運(yùn)行方案、PLC及觸摸屏總體設(shè)計12345201967.9三.基于PLC與觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計硬件設(shè)計201967.10四.基于PLC與觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件設(shè)計1.PLC程序設(shè)計基礎(chǔ)知識2.認(rèn)識編程軟件STEP7和仿真軟件S7200SIM3.PLC控制交通燈的電路圖4.程序的設(shè)計5.實現(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201967.12軟件調(diào)試。我們先是打開上

7、位機(jī)電腦，通過電腦中西門子公司PLC系列的專用編程軟件STEP7MicroWIN[18]，按要求輸人梯形圖，檢查后編譯通過，把程序下載到可編程序西門子PLC的程序存儲區(qū)，然后運(yùn)行程序，仿真信號燈控制正是符合預(yù)期設(shè)計。PLC與觸摸屏的觸控一體化交通信號燈監(jiān)控系統(tǒng)的完成。將我們先前已經(jīng)設(shè)計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)王軟件的畫面是否與之對應(yīng)，如果當(dāng)模擬運(yùn)行關(guān)閉時，組態(tài)王界面完全反映PLC的控制即是正確的。問題的分析與解決方案。201967.13硬件調(diào)試。我們通過西門子公司生產(chǎn)的PLC控制系統(tǒng)實驗臺對基于PLC智能交通信號燈進(jìn)行模擬測試。在硬件調(diào)試過程中，我們主要是根據(jù)以下幾個步驟來進(jìn)行的：（1）先將PLC按照圖所示PLC接線圖接線。（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）按下啟動按鈕SB1，觀察PLC

9、的輸出點Q0.0~Q0.5的狀態(tài)變化和實驗面板上紅綠燈的變化是否一致或者是是否同步。（5）然后記錄各燈點亮的時間，各種顏色燈的閃爍時間、閃爍頻率。（6）按下停止按鈕，觀察PLC的輸出點Q0.0~Q0.5的狀態(tài)變化，觀察所有定時器的計時數(shù)值，觀察交通燈的變化。201967.14設(shè)計的初衷個人的感悟現(xiàn)實的發(fā)展未來的方向六.總結(jié)與前景展望紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行201967.15在做畢業(yè)論文的時候，我們遇到了一些問題，比如我們?？吹降慕?/p>

10、通信號燈其實并不是一開一停的那么簡單，這里面涉及了許多有關(guān)于定量的分析，同時也獲得了很多意想不到的知識，在每次突解決問題后都有一種久違的滿足感，甚至對發(fā)現(xiàn)一個新問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、檢測設(shè)備，這為我的就業(yè)方向又開辟了一扇門。做交通燈模擬仿真時，把實物圖和界面同時監(jiān)控，同步進(jìn)行，看到自己的成果內(nèi)心喜悅油然而生。這次實訓(xùn)不僅鍛煉了我們的動手能力，還提高了我們運(yùn)用理論知識解決實際問題的能力。這對于我們在以后的學(xué)

11、習(xí)提供了很大的幫助，更能夠較全面的看清問題，從而解決問題。當(dāng)然，我堅信，隨著社會的進(jìn)步和數(shù)字化高科技的發(fā)展，交通信號監(jiān)控系統(tǒng)將會進(jìn)一步得到提升，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)在線監(jiān)控，相信在不久的將來，我國的交通信號監(jiān)控系統(tǒng)會得到不斷的發(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)，在讓我獲得知識的同時，更是教給了我學(xué)習(xí)的方法。理論知識固然重要，實踐能力也不可或缺，在田老師的幫助下，很好的鍛煉了我的動手能力，為我即將走向

12、社會，送了一筆最為寶貴的人生財富。201967.17主要參考書目基于PLC的實用交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計基于PLC對交通信號燈的順序控制設(shè)計用PLC實現(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)計基于PLC控制的十字路口交通燈信號系統(tǒng)PLC實現(xiàn)十字路口交通信號燈的控制低壓電力線載波通信中的抗干擾問題基于PLC的無交匯交通信號燈系統(tǒng)十字路口交通信號燈的PLC控制交通信號燈PLC控制的實現(xiàn)交

13、通信號燈監(jiān)控系統(tǒng)201967.18201967.19201967.20十字交通燈組態(tài)的整體的設(shè)計201967.21201967.22組態(tài)軟件中各變量的定義201967.23對畫面上小車的控制設(shè)計南北方向的奔馳轎車的設(shè)計及其命令程序語言東西方向上的紅色轎車的設(shè)計及其命令程序語言201967.24對畫面上行人控制的設(shè)計東西方向上的紅色轎車的設(shè)計及其命令程序語言201967.25功能一手動控制設(shè)計東西方向綠燈同時南北方向紅燈東西方向紅燈同時南

14、北方向綠燈201967.26功能二手動解除設(shè)計201967.27功能三緊急處理的設(shè)計201967.28功能四盲人語音播報器的設(shè)計201967.29功能五夜間控制的設(shè)計201967.30功能六大數(shù)據(jù)分析和預(yù)測201967.31退出界面的設(shè)計201967.32基本指令是PLC最常用的指令，它主要包括位邏輯指令、定時器指令和計數(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)。脈沖跳變檢測指令EU(上升沿檢測)和ED(下降沿檢測)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)動指令實現(xiàn)啟動、自鎖和停止控制，采用置位、復(fù)位指令實現(xiàn)啟動、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