交通灯毕业论文最新范文8篇之第八篇：PLC在交通信号控制领域的应用及意义
摘要：随着我国人口的压力不断增大、现代化的建设步伐不断加快和城镇化建设的不断推进等使我国目前面临着交通问题显的日益突出。继电器和单片机类型的控制方式已不能满足现代对交通灯控制系统的灵活性和可靠性的要求。本文针对PLC的性能特点、控制方式以及将来交通信号用PLC控制的发展方向等方向进行了较为详细的阐述， 对PLC在交通信号控制领域实现更好的发展具有一定的指导意义。
关键词：交通灯； PLC控制； 控制程序； 智能控制；
随着经济社会的快速发展， 特别是我国施行改革开放以来， 人们群众的生活水平得到了快速提高。越来越多的人们都拥有了自己的交通工具， 其中又以私家车的增多最为显著， 由此给我国带来的交通问题也成为人们日益的焦点。一个城市所拥有的交通状况便捷是否是判断该城市居民的生活水平和城市投资环境的一项重要指标。目前， 我国的一些大中型城市都在积极的修建大量的轻轨或地铁以期能够有效的缓解城市生活中存在的巨大交通压力。但是， 由于一方面， 大量的轻轨或地铁工程的修建需要花费大量的时间和大量的投资， 而这方面对于其他大多数的中小城市而言都是很难实现的；另一方面， 大量轻轨或是地铁项目的修建会给城市原有的生态环境和城市规划带来不小的问题。所以， 在城市交通问题没有能从根本上得到解决的方法出现以， 对已经存在的城市交通系统的效率进行有效的提高和改善已成为许多城市缓解交通压力的首要选择， 而在这其中， 对交通信号进行控制的交通控制系统则是提高和改善现有交通系统的关键环节。
1 可编程控制器
在可编程控制器还没有出现之前， 使用继电器进行控制的方式无论是在工业生产中的电气控制方面还是其它一些应用领域中都是处在主导地位的， 因而那时继电器的应用是非常的广泛。由于由继电器组成的电气控制系统都存在着可靠性较低、体积较大和出现故障时难以进行查找和排除等继电器控制系统所固有的缺点， 尤其是继电器的接线方式较为复杂， 且不易随着生产条件的变化而进行自行调整， 对生产控制方式改变的适应性差。为了解决继电器控制所固有的这些缺点， 能够根据实际控制要求而进行自我调节的可编程数字控制方式就很快成为各个控制领域的最好选择。目前， 我国大部分采用的交通信号灯控制系统一般为单片机控制， 与传统的继电器组成的控制电路相比较， 单片机很容易就能够完成作为交通灯应具有的最基本控制要求， 其功能相对于继电器而言要强大， 但其控制功能还是不够完善， 而且控制可靠性也不高。以微处理器为基础的可编程序控制器 （PLC） 是结合了现代自动控制技术、计算机技术、通讯技术和网络技术的最新成果而发展起来的一种用于工业生产过程控制的新型自动化装置。如果在交通信号的控制方面采用了PLC技术进行控制， 不仅可以使交通控制系统的可靠性得到非常大的提高， 减少控制系统的故障率， 而且PLC还可以使交通信号的控制方式变的更加方便灵活。与此同时， 利用PLC设备所具有的联网通讯功能， 可以实现不同控制系统之间的信号传递， 以实现对交通信号的协调和实时控制管理。PLC设备最初是专门为实现工业生产过程的灵活控制而设计研发出来的， 所以其在面向对象控制方面的控制方面是非常强大的， 是其它类型的控制器件都无法进行比拟的。在PLC的内部， 通过设置各种各样的功能扩展模块， 可以使PLC设备很容易使外接线路得到尽可能的简化。由于PLC内部均为模块化设计， 所以使其的工作可靠性进一步得到了提高， 而且工作时具有较高的稳定性， 抗干扰的能力也比较强， 而且性价比较高。与此同时， PLC的编程方法非常简单， 易于被理解和掌握。
2 可编程控制器程序
当采用PLC对交通信号灯进行控制时， 其控制程序一般按照以下的控制流程进行编写：当所有通过十字路口的车辆有序地在东西和南北向上行进时， 交通灯亮与暗的控制信号由控制程序中的启动和停止按钮进行控制。当按下程序中总的启动按钮时， 整个控制系统便按照预先编写好的程序进行工作。由于PLC采用的是循环扫描的控制方式， 所以按下启动按钮后其程序将按照顺序一条一条的依次执行， 并不断的进行循环工作。当按下总停止按钮时， 整个控制系统将停止在最初的控制状态， 即东西方向上的绿灯亮起， 允许车辆和行人通行， 与此同时， 南北方向上的红灯点亮， 禁止该方向上的车辆和行人通行。其一般的具体要求是当按下总的启动按钮后， 整个系统开始循环执行各条程序， 交通灯实现正常工作。当南北方向上的红灯按一段预设的时间进行点亮 （以15秒钟为例） , 禁止车辆和行人通行， 此时， 东西方向上的绿灯点亮一段时间 （以10秒钟为例） , 允许车辆和行人通行， 之后再闪亮一定的时间 （以3秒钟为例） , 之后该方向上的绿灯熄灭， 改由黄灯点亮一定的时间 （以2秒钟为例） .当东西方向上的黄灯熄灭之后， 就转换为东西方向上的红灯点亮。与此同时， 南北方向上的绿灯点亮， 重新重复东西方向为绿灯点亮时的控制过程。如此不断的重复循环控制程序就可实现对交通灯的自动控制。典型的PLC控制交通灯程序框图如图1所示。
图1 典型的PLC控制交通灯程序框图
3 智能型的现代交通控制系统
当前， 在我国许多城市的众多十字路口位置， 交通灯所采用的控制系统大部分都是通过定时控制的方式来实现的。由于这种采用定时控制的交通灯由于都是按照预先编写好的程序进行动作的， 所以交通灯无法根据现场东西和南北方向上的实际车流量进行比较人性化的控制。例如当一条道路在东西方向上的车流量比较大时， 而在南北方向上却没有车辆或是行人的通行， 此时按照定时控制方式的交通灯可能会在东西方向上显示为红灯， 在些方向上的车辆和行人就需要长时间的等待， 而在南北方向上却没有体现出东西方向上的车辆和行人等待的价值。这种在一个方向上等待， 而在另一方向上没有通行的现象是人们经常会碰到的一种情况， 这是现有的大量以定时方式控制的交通灯系统不能按照实际情况进行控制造成的。这样效率较低， 且不能实现人性化管理的交通控制方式不仅经常会造成该地方的交通拥挤， 而且浪费了人们大量的时间和精力。因此， 对能够根据实际的车流量实现智能控制的现代交通控制系统的开发已成为现需求对交通控制方式的一种要求。
智能型的现代交通控制系统应该能够做到根据各方向上， 不同时段的具体车流量的变化对十字路口各方向上的红绿灯亮暗时间长度进行自我的调节， 力争将车辆滞流在十字路口的程度降低到最小。智能型交通控制系统的开发应用能够对现代交通的拥挤现象进行有效的处理， 不仅能够实现实时路况进行最优的处理， 而且使整个交通控制系统的工作效率也得到了很大的提高。随着我国城镇化建设的不断推进和拥有私家车的数量迅速猛增而带来的道路交通拥堵现象的日益严重， 智能型交通控制系统的开发和应用必将为这些问题的解决带来机遇， 并且应用前景也是非常的广阔。
4 结束语
PLC以其优越的可靠性和灵活性已被广泛应用于工业生产的控制过程之中。对于关系到每个人生活安全和便利的交通灯控制系统， 采用PLC进行控制已成为保证其正常可靠工作的重要途径。此外， 利用PLC实现交通灯的智能控制， 以实现人性化的管理方式已成为当前一项非常重要的研究课题。
参考文献
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