【正文】 行時(shí)間應(yīng)該長(zhǎng)些；另一車(chē)道為副干道，車(chē)輛較少，放行時(shí)間應(yīng)該短些。（2）兩條干道的紅綠時(shí)間不能隨時(shí)間的改變而修改。目前較先進(jìn)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的功能：（1）收集交通情報(bào)。設(shè)在道路上的車(chē)輛檢測(cè)器隨時(shí)把檢測(cè)到的車(chē)輛數(shù)、車(chē)輛行駛速度、車(chē)輛阻塞度和空間占有率等情報(bào)，通過(guò)傳輸系統(tǒng)送到中心處理機(jī)處理。（2）控制終端信號(hào)機(jī)和可變標(biāo)志。中心處理機(jī)根據(jù)交通流量的變化，實(shí)時(shí)地改變控制模型，隨時(shí)發(fā)出控制指令，控制終端信號(hào)機(jī)和可變標(biāo)志。（3）誘導(dǎo)車(chē)輛。中心處理機(jī)根據(jù)收集的交通情報(bào)，對(duì)于交通阻塞地點(diǎn)，一方面控制有關(guān)的終端信號(hào)機(jī)和可變標(biāo)志以誘導(dǎo)車(chē)輛，另一方面通過(guò)通信系統(tǒng)，發(fā)布交通阻塞情報(bào)，誘導(dǎo)車(chē)輛避開(kāi)阻塞地點(diǎn)。（4）集中監(jiān)視。通過(guò)各種顯示設(shè)備和電視監(jiān)視系統(tǒng)，工作人員可了解控制區(qū)域內(nèi)的交通狀況，為迅速排除交通阻塞、處理異常情況、采取人工干預(yù)提供直觀依據(jù)。因有上述功能，所以對(duì)疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故和交通公害有明顯的效果。 本論文研究的內(nèi)容通過(guò)對(duì)西門(mén)子S7200PLC的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，首先建立交通燈控制系統(tǒng)模型，力求用組態(tài)王的相關(guān)軟件對(duì)其進(jìn)行模擬和仿真，然后再在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)并搭建硬件電路。在電路搭建成功交通燈控制系統(tǒng)的I/O分配的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)程序，用順序控制法實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的控制。順序控制就是指系統(tǒng)或生產(chǎn)設(shè)備在各輸入信號(hào)的作用下,內(nèi)部元件狀態(tài)按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的時(shí)間順序變化,使得各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)有序地進(jìn)行操作。將交通燈控制系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成各個(gè)步驟，進(jìn)行順序精準(zhǔn)的控制。通過(guò)西門(mén)子S72OOPLC的編程方法、原理及編程環(huán)境的研究,實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈的控制，查閱交通燈控制系統(tǒng)的相關(guān)資料，以及了解國(guó)內(nèi)外前沿技術(shù)，發(fā)展趨勢(shì),以達(dá)到設(shè)計(jì)方案更優(yōu)化。將用順序控制方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)順序控制,并周期循環(huán)運(yùn)作。用梯形圖將順序控制法語(yǔ)句指令呈現(xiàn)出來(lái)，并能按照當(dāng)時(shí)不同的道路情況選擇較合適的交通信號(hào)燈的控制。2 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理 S7200PLC的簡(jiǎn)介 S7200PLC的發(fā)展和應(yīng)用 德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門(mén)子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7200、S71200、S7300、S7400等。 西門(mén)子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7300）和中、高性能要求的PLC（如S7400）等[1]。西門(mén)子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。西門(mén)子公司的產(chǎn)品最早是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡(jiǎn)單操作接口的二進(jìn)制控制器。1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)——U系列PLC，較常用機(jī)型：S590U、95U、100U、115U、135U、155U。1994年4月，S7系列誕生，它具有更國(guó)際化、更高性能等級(jí)、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢(shì)，其機(jī)型為：S7200、300、400。1996年，在過(guò)程控制領(lǐng)域，西門(mén)子公司又提出PCS7（過(guò)程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢(shì)的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)融為一體。西門(mén)子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動(dòng)化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。由最初發(fā)展至今，SS5系列PLC已逐步退出市場(chǎng)，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)的控制核心，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對(duì)S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級(jí)，它是西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)最尖端，功能最強(qiáng)的可編程控制器。 S7200PLC的系統(tǒng)組成PLC主要由CPU模塊、輸入/輸出模塊、電源模塊和編程器組成。PLC的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊任務(wù)[2]。 （1） CPU模塊主要由微處理器和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟采用周期性循環(huán)掃描、分時(shí)操作的工作方式不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序刷新系統(tǒng)的輸出，存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)[5]。（2）輸入/輸出I/O模塊是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平和輸出驅(qū)動(dòng)能力的I/O模塊供用戶選用。I/O模塊要求具有抗干擾性能并與外界絕緣因此多數(shù)都采用光電隔離回路、消抖動(dòng)回路、多級(jí)濾波等措施。I/O模塊可以制成各種標(biāo)準(zhǔn)模塊根據(jù)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)來(lái)增減和組合。I/O模塊還配有各種發(fā)光二極管來(lái)指示各種運(yùn)行狀態(tài)[8]。（3）電源模塊PLC配有開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的電源模塊用來(lái)對(duì)PLC的內(nèi)部電路供電[9]。（4）編程器編程器用作用戶程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視，還可以通過(guò)其鍵盤(pán)去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它經(jīng)過(guò)接口與CPU聯(lián)系以便完成人機(jī)對(duì)話互動(dòng)。編程器分簡(jiǎn)易型和智能型兩種。簡(jiǎn)易型編程器只能在線編程它通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用接口與PLC連接。智能型編程器即可在線編程又可離線編程還以遠(yuǎn)離PLC插到現(xiàn)場(chǎng)控制站的相應(yīng)接口進(jìn)行編程。智能型編程器有許多不同的應(yīng)用程序軟件包功能齊全適應(yīng)的編程語(yǔ)言和方法也較多。 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制方法在交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中運(yùn)用到了順序控制設(shè)計(jì)法，順序控制就是指系統(tǒng)或生產(chǎn)設(shè)備在各輸入信號(hào)的作用下,內(nèi)部元件狀態(tài)按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的時(shí)間順序變化,使得各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)有序地進(jìn)行操作[10]。PLC 順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思路是將控制系統(tǒng)的一個(gè)完整的工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段,這些階段稱(chēng)為步,然后用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的內(nèi)部編程元件(例如輔助繼電器M ,狀態(tài)繼電器S 等) ,使其狀態(tài)按照一定的時(shí)間順序變化,最終輸出控制相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作步是根據(jù)輸入量狀態(tài)的變化來(lái)劃分的。在任何一步之內(nèi)各輸出量的狀態(tài)不變,但相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。步的這種劃分方法代表各步編程元件的狀態(tài)與各輸出量狀態(tài)之間有著極為簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。順序控制設(shè)計(jì)法中的轉(zhuǎn)換條件可以是外部的輸入信號(hào),例如:按鈕、指令開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)(包括有觸點(diǎn)或無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、干簧管開(kāi)關(guān)、霍爾元件開(kāi)關(guān)等位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)) 、壓力繼電器、時(shí)間繼電器之類(lèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)換元件等,也可以是PLC 內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào),例如:定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)提供的信號(hào),還可能是若干信號(hào)的“與”、“或”、“非”邏輯狀態(tài)。讓他們的狀態(tài)按一定的順序變化,然后用代表各步的編程元件控制PLC 的各輸出位[10]。3 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架的設(shè)計(jì) 方案的選擇與論證成本系統(tǒng)就現(xiàn)在掌握的技術(shù)而言有以下兩種方案：方案一：使用51或者PIC單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)一套十字路口交通燈的控制系統(tǒng)單片機(jī)雖說(shuō)PIO端口比較多、單片價(jià)格較為便宜但是其編程相比較PLC而言較為復(fù)雜且不容易維護(hù)，要求較高的單片機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)故而不選擇本方案。 方案二：使用西門(mén)子S7200 PLC可編程控制器，其編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)且功能強(qiáng)大工業(yè)控制能力較為強(qiáng)大一臺(tái)小型的PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可以為用戶提供使用的變成元件可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制能力就控制能力而言較普通的單片機(jī)要強(qiáng)一些具有很高的性能價(jià)格比故而本系統(tǒng)選擇西門(mén)子 S7200 PLC作為本設(shè)計(jì)的主控制器。 總體方案的確定PLC的最小控制系統(tǒng)是由CPU模塊、I/O模塊、以及編程裝置模塊組成的，一般經(jīng)由相應(yīng)的模擬信號(hào)送入輸入模塊中處理再送達(dá)CPU模塊中在CPU模塊中根據(jù)客戶提前用編程裝置中所設(shè)定的相應(yīng)程序處理輸入的信號(hào)最后經(jīng)由輸出模塊將相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模擬信號(hào)輸出到指定的外設(shè)中以此達(dá)到控制的效果。這僅僅是一個(gè)PLC的最小控制系統(tǒng)此方法可利用相應(yīng)的通信設(shè)備和技術(shù)達(dá)到控制若干PLC系統(tǒng)的運(yùn)行從而達(dá)到中小型工業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。 CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、編程裝置組成可編程序控制器 PLC最小控制系統(tǒng)[12]。采用S7200 PLC設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，要求能實(shí)現(xiàn)交通燈的各種控制功能，在常規(guī)交通燈控制功能及基礎(chǔ)