【正文】 is signal control importation that is the programmable controller for the standard pulse signal, counteract the PLC to count, long by the hour that the certain control regulation regulates the traffic lights automatically. Keywords： PLC( Programmable Logical Controller)。 三菱 FX2N 。三菱系列的可編程序控制器和傳感技術(shù) 來實現(xiàn)對交通燈的智能信號控制。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用更加突出。城市交通燈控制采用的可編程制器具有可靠性高、 維護方便 ， 用法簡單 、通用性強等特點，本文用三菱 FX2N 的可編程 控制器控制十字路口 信號燈來說明可編程控制器 硬件 、 軟件的設(shè)計 ?？捎萌缦路桨竵砜刂平煌窙r :制作傳感器探測車輛數(shù)量來控制交通燈的時長。 傳感器探測 。 Trapezoid。因此 ,本文介紹了三菱公司的 PLC 產(chǎn)品來實現(xiàn)交通燈的自動控制。 PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強等優(yōu)點， PLC 的平均無故障運行時間（又稱平均故障間隔時間 MTBF）已經(jīng)高達幾十萬小時。一個控制對象的硬件配置確定以后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。用戶只需根據(jù)控制的規(guī)模和要求，適當選擇 PLC 的型號和硬件配置，就可以組成所需的控制系統(tǒng)。但無論哪個國家的大城市，不可能無限制地修建道路，不論是資金因素還是土地因素，都限制了道路的無節(jié)制增長。 早在 19 世紀，人們就開始研究交通信號，用信號指揮車通行，控制車輛進出交叉口的次序。次年，英國人研制出了自己的自動控制信號機。 現(xiàn)在城市路口交通燈控制技術(shù)現(xiàn)狀 隨著城市機動車量的不斷增加，許多大城市出現(xiàn)了交通超負荷運行的情況，因此，自 80 年代后期， 這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。 7 本課題主要研究內(nèi)容 按照城市交通控制的需要，本文討論了用 PLC 實 現(xiàn)正常時序、急車強通 2種控制方式，通過傳感器與 PLC 完成對交通異常狀況（滯留或堵車）的 判別及處理。 8 第 2 章 PLC 功能簡介 概述 可編程控制器（ PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。 可編程控制器是一種存儲器控制器，支持控制系統(tǒng)工作的程序存放在存儲器中利用程序來實現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)?？删幊炭刂破魇抢密浖韺崿F(xiàn)控制邏輯的，能夠適應(yīng)不同的控制任務(wù)的需要，通用、靈活、可靠性高。目前已從小規(guī)模單機順序控 制，發(fā)展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領(lǐng)域。最初， PLC 主要是用在生產(chǎn)線控制和大型機械的控制上。 70 年代中期，美國和西德首先出現(xiàn)了微電腦化的小型 PLC。小型 PLC 開始步入諸如塑料注塑機、包裝機械、橡膠機械、紡織機械等輕工機械的控制領(lǐng)域，其成本的低廉和性能的優(yōu)良對直接使用微機作為控制單元的做法構(gòu)成了強有力的挑戰(zhàn)，更有全面取代傳統(tǒng)繼電器控 制屏 的趨勢。 可編程序控制器的分類： PLC 的種類很多，其實現(xiàn)的功能、內(nèi)存容量、控制規(guī)模、外型等方面均存在較大的差異。組合式 PLC 在硬件構(gòu)成上具有一定的靈活性，其規(guī)?？梢韵衿捶e木一樣的進行組合，構(gòu)成具有不同控制規(guī)模和功能的 PLC，因此這種 PLC 又稱為積木式 PLC。 PLC 的 CPU、存儲器和電源等做成一個模塊，該模塊 在總線版上的安裝位置一般來說是固定 10 的，而且該模塊也是構(gòu)成組合式 PLC 所必需的。組合式 PLC 的特點是系統(tǒng)構(gòu)成靈活性高，可構(gòu)成具有不同控制規(guī)模和功能的 PLC；價格較高。 中型 PLC： I/O 點數(shù)較多，在 256 點以上、 2048 以下的 PLC。 中檔機：除具有低檔機的功能外，還具有較強的算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 、遠程、通訊、子程序、中斷處理和回路控制功能。目前，在國內(nèi)工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛的是中、低檔機。 近年來隨著科技的飛速發(fā)展， PLC 的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。 PLC 在世界各地得到了廣泛應(yīng)用 ， 同時， PLC 的功能也不斷完善。隨著工廠自動化程度的不斷提 高和 PLC 市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來 PLC 在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。 PLC 每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。大型 PLC 使用另外一個 CPU 來完成模擬量的運算。一個 PLC 的控制器，可以接收幾千個 I/O 點（最多可達 8000 多個 I/O）。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動化水平的不斷提高，今后一段時期內(nèi) PLC 在我國仍將保持高速增長勢頭。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時、計數(shù)、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。 2. 增強小型 PLC 的功能 小型 PLC 一般指 I/O 點數(shù)小于 256 的 PLC，大多數(shù)采用整體結(jié)構(gòu)，小型 PLC 13 價格便宜，性價比不斷提高，很使用單機自動化，或組成分布式系統(tǒng)。與西門子 S7200 配套的 TD200文本顯示器可顯示兩行中文，每行 10 或 20 個字符，可用 S7200 編程軟件設(shè)置TD200 的顯示內(nèi)容。 32PLC 與一般的計算機的結(jié)構(gòu)相似，由中央處理單元（ CPU），存儲器（ MEMERY），輸入 /輸出（ INPUT/OUTPUT）接口，電源部件外部設(shè)備接口等，但由于 PLC 專為工業(yè)環(huán)境下設(shè)計，為了便于接線，擴充功能，操作及維護，它 14 的結(jié)構(gòu)與組成又與一般的計算機系統(tǒng)有所區(qū)別。 輸入 /輸出接口電路用來連接 PLC 主機與外部設(shè)備。由于 PLC 的電源部件有很好的穩(wěn)壓措施，因此它對外部電源的要求并不高，直流 24V 供電的機型，允許電壓為 1632V。 自 1969 年第一臺可控編程控制器問世以來，目前可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制器。一般對環(huán)境溫度要求不高，在環(huán)境溫度 20— 65 度、相對濕度為 35%85%情況下仍可正常工作。模擬量輸入采用4 路 12 位 A/D 模擬量輸入的 EM231 模塊，具有較高的精度。在可編程控制器的軟件方面，也采用了一系列提高可靠性的措施。 3 靈活性 編程的靈活性。它不僅可通過增加輸入輸出卡件增加點數(shù)，通過擴展單元來擴大容量和功能，甚至可通過與集散控制系統(tǒng) DCS 或其他上位機的 通信來擴展功能，并與外部設(shè)備進行交換等。 CPU 可以讀其值，但不可以寫或進行修改。 3. 存儲器 17 存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。 5. 其它接口單元 其它接口單元用于提供 PLC 與其它設(shè)備和模塊進行連接通信的物理條件。它一直周而復(fù)始地循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。為保證設(shè)備的可靠性，及時反應(yīng)所出現(xiàn)的故障， PLC都具有自監(jiān)視功能。其它的執(zhí) 行結(jié)果錯誤可由程序設(shè)計者通過標志位進行處理。機器處于正常運行狀態(tài)下，每一掃描周期內(nèi)部包換掃描過程。個掃描周期內(nèi)都包含這個掃描過程。在輸入掃描過程中， CPU 把實際輸入點的狀態(tài)鎖入到輸入映像寄存器；在輸出過程中， CPU 把輸出映像寄存器的值鎖定到實際輸出點。 在讀輸入階段， CPU 對各個輸入端子進行掃描，通過輸入電路將各輸入點的狀態(tài)鎖入輸入映像寄存器中。 由上述分析得出循環(huán)掃描有如下特點： (一 ) 掃描過程周而復(fù)始地進行，讀輸入、寫輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。 (四 )對同一個輸出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執(zhí)行結(jié)果。 主要功能 PLC 的外部設(shè)備中，最重要的就是編程器，它用來對用戶程序進行寫入，檢查，修改和調(diào)試，也可以在線監(jiān)視 PLC 的運行，它經(jīng)過編程器接口與 CPU 聯(lián)系，完成人 機對話。輸入部分用于接受被控設(shè)備的信息或操作命令等外部信息或操作命令等外部輸入信息。繼電器控制系統(tǒng)中沒有器件，他們的線圈自動合，動斷觸點只能在 PLC 內(nèi)部控制電路中使用，如要與外部電路相連， 則必須通過輸出部分。 PLC 的內(nèi)部工作過程用圖表示為如本章末之圖： 用 PLC 設(shè)計一個控制系統(tǒng)時，必須知道有一個輸入信號后 PLC 要經(jīng)過多長時間才能有一個對應(yīng)的輸出信號，這樣才能精確的解決系統(tǒng)各個不見之間配合問題。如：有色冶金行業(yè)的冶煉廠和選礦廠的物料輸送及配料、井下采礦皮帶輸送系統(tǒng)、選礦廠球磨機及各潤滑站系統(tǒng)、冶煉廠余熱鍋爐振打系統(tǒng)、電收塵輸灰系統(tǒng)、冶煉廠轉(zhuǎn)爐本體聯(lián)鎖和加料系統(tǒng)等，其它行業(yè)如汽車生產(chǎn)線、印刷機械、加工機床、包裝機以及日常生活的電梯控制等。梯型圖同繼電器電路相似，易于掌握，便于維修。而現(xiàn)在完全可以采用 PLC 控制系統(tǒng)，選用模擬量控制模塊，其功能由軟件完成，系統(tǒng)的精度由位數(shù)決定，不受元件影響，因而可靠性更高， 21 容易實現(xiàn)復(fù)雜的控制和先進的控制方法，可以同時控制多個控制回路和多個控制參數(shù)。因此， PLC 可代替繼電器進行開關(guān)控制，完成接點的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)、并串聯(lián)等各種連接。定時器的設(shè)定值（定時時間）可以在編程時設(shè)定，也可以在運行過程中根據(jù)需要進行修改，使用方便靈活。計數(shù)器的設(shè)定值可以在編程時設(shè)定，也可以在運行過程中進行 修改。有些 PLC 還專門設(shè)置了用于步進控制的步進指令和鼓形控制器操作指令，編程和使用都極為方便。 （ 7）通訊聯(lián)網(wǎng)功能 有些 PLC 采用通訊技術(shù)，實現(xiàn)遠程 I/O 控制、多臺 PLC 之間的同位鏈接、PLC 與計算機之間的通訊等。利用某些記憶指令，可以對工作狀態(tài)進行記憶，以保持 PLC 斷電后的數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。 可編程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢 隨著計算機科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動化愈來愈高的需求，可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善?？偟内厔萑缦码A： 準化 在工業(yè)自動化產(chǎn)品繁花似錦的今天，各生產(chǎn)廠商既互相競爭又互相合作。按照這些標準，各種型號的 PLC 產(chǎn)品對工業(yè)應(yīng)用環(huán)境、抗干擾性等條目都給出了明確的規(guī)定。將來會全部使用 64 位 RISC 芯片，實現(xiàn)多 CPU 并行處理 或分時處理或分任務(wù)處理，實現(xiàn)各種模塊智能化，且部分系統(tǒng)程序用門陣列電路 固化。一方面是某一產(chǎn)品和第 三家同類產(chǎn)品在通信上的兼容程度，另一方面是指某系統(tǒng)尤其是軟件上的開發(fā)平臺對使用者有多大的開放程度。 24 可編程控制產(chǎn)品是通用的。常用的專用模塊包括 :定位模塊、溫度測量模塊、高速采樣模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊等。要保證整個系統(tǒng)的可靠運行，首先要求系統(tǒng)各單元的質(zhì)量要得到保證。這樣使控制更有效，系統(tǒng)更可靠。 ，因此系統(tǒng)的分析運算能力將越來越強。在南北方向通行時，東西方向的紅燈亮 35 秒，而南北方向的綠燈先亮 30 秒后再閃 3 秒（ 秒暗， 秒亮）后黃燈亮 2 秒。今天的 PLC 已經(jīng)開始用于閉環(huán)控制，不僅如此，隨著其擴展能力和通信能 力的發(fā)展，它也越來越多地應(yīng)用到了復(fù)雜的分布式控制系統(tǒng)中。 經(jīng)過兩個星期的設(shè)計里，過程曲折可謂一語難盡 。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。從開始時的滿富激情到后來汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。 第 4 章 總結(jié) 在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里老想著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。 十字路口的交通燈布置如圖 445 所示：