【正文】 3 月美國(guó)交通部正是出版了“國(guó)家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃”，明確規(guī)定了智能交通系統(tǒng)的 7 大領(lǐng)域和 29 個(gè)用戶服務(wù)功能目前 7 大領(lǐng)域包括：出行和交通關(guān)系系統(tǒng)、出行需求管理系統(tǒng)、公 共交通運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、商用車(chē)輛運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、先進(jìn)的車(chē)輛控制和安全系統(tǒng)。 70 年代中至 80 年代初，主要是進(jìn)行城市交通信號(hào)控制試驗(yàn)研究， 80 年代中至 90 年代初，在一些大城市引進(jìn)和消化 城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一些（高速）公路監(jiān)控系統(tǒng)、高等級(jí)公路電子收費(fèi)系統(tǒng)和路邊信息服務(wù)系統(tǒng)。并且在此基礎(chǔ)之上，若交通燈路口遇到特殊車(chē)輛或者緊急情況，該系統(tǒng)也能切換到人工控制模式，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)通控制，從而保證路面交通的正常運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)的 上位機(jī)采用 PC 機(jī)，通過(guò)安裝在十字路口的監(jiān)控設(shè)備以及移動(dòng)電子監(jiān)控設(shè)備，對(duì)各個(gè)十字路口的安全狀況進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)對(duì)城市十字路口的合理控制與監(jiān)控。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行 PC之功能著，亦被視為 PC，但不包括鼓式或類(lèi)似的機(jī)械式順序控制器。 ” 總之，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它 的主要功能如下： ⑴ 接受和儲(chǔ)存用戶程序和數(shù)據(jù) ⑵ 掃描現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，存入數(shù)據(jù)區(qū) ⑶ 檢測(cè)和診斷電源， PLC 內(nèi)部電路工作狀態(tài)和程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤 ⑷ 從存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)指令解釋后，去開(kāi)啟或關(guān)閉相關(guān)控 智能交通燈設(shè)計(jì) 5 制電路，完成相關(guān)的邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算。檔次越高， PLC 的位次也越多，運(yùn)行的速度越快，功能也會(huì)更強(qiáng)大。常用的存儲(chǔ)器類(lèi)型有 CMOS RAM、 EPROM、 PLC 系統(tǒng)，用戶不能直接存儲(chǔ)，因此 PLC 產(chǎn)品中所說(shuō)的存儲(chǔ)類(lèi)型及其容量，是指 用戶程序存儲(chǔ)器而言。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸 入信號(hào)，輸出模塊用來(lái)送出 PLC 運(yùn)算后得出的控制信息，并通過(guò)機(jī)外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)控制。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供不同等級(jí)的直流電源。 編程器用來(lái)生成用戶程序，一般分為手持式編程器和圖形編程器。 現(xiàn)在，很多 PLC 都可以用計(jì)算機(jī)作為編程工具，在計(jì)算機(jī)上直接生成和編輯梯形圖或指令表，并可以實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)換。 外 設(shè) 接 口 輸 入 接 口 CPU 電源I/O 擴(kuò) 展 接 口 輸 出 接 口 編程器 I/O 擴(kuò)展 單元 指示燈 電磁線圈 ...... 電磁閥 按鈕觸點(diǎn) ...... 行程開(kāi)關(guān) 存儲(chǔ)器 系統(tǒng) 用戶 數(shù) 程序 程序 據(jù) 智能交通燈設(shè)計(jì) 7 （ 2）各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10~20ms. （ 3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射 干擾。 （ 7）大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進(jìn)一步提高。 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 安裝簡(jiǎn)單，維修方便 PLC 不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 。 。 。一個(gè)掃描的周期包括輸入、執(zhí)行、處理、自診斷、輸出等過(guò)程。再硬件系統(tǒng)滿足要求，軟件系統(tǒng)已經(jīng)編制好的情況下，它會(huì)不斷的執(zhí)行軟件系統(tǒng)以及預(yù)設(shè)好的指令代碼。 PLC 的自監(jiān)視過(guò)程不僅可以保障設(shè) 備還可以實(shí)時(shí)的反映故障。 。只要機(jī)器是正常運(yùn)行的，那么，該掃描過(guò)程會(huì)移植存在。同樣，只要機(jī)器是正常運(yùn)行的，這一過(guò)程貫穿于整個(gè)掃描過(guò)程。輸入映像寄存器控制輸入值，而輸出映像寄存器則保存運(yùn)算的結(jié) 智能交通燈設(shè)計(jì) 9 果。這一過(guò)程的好處是，可以有效的節(jié)約I/O 端口的掃描時(shí)間，提高效率。同樣，輸出鎖存 器會(huì)鎖定輸出映像寄存器，通過(guò)輸出電路，這一結(jié)果會(huì)被輸出。此時(shí)的修改不會(huì)影響輸出鎖存器的現(xiàn)在輸出值，這是與輸入映像寄存器完全不同的。各 PLC 廠家為了縮小延遲采取了很多措施，編程人員應(yīng)對(duì)所使用型號(hào)的 PLC的延遲時(shí)間的長(zhǎng)短很清楚，它是進(jìn)行 PLC 選型時(shí)的重要指標(biāo)。 PLC 的指令條數(shù)和綜合性指標(biāo)能夠反映出該 PLC 的功能強(qiáng)弱。 。指執(zhí)行 1024 條基本指令用時(shí)。 。 PLC 的軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)程序和用戶程序。編譯程序則是把程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序。小型的 PLC 很簡(jiǎn)單，整個(gè)程序不用分段，按順序編制。用于控制主程序的運(yùn)行方式及個(gè)組織模塊的組織關(guān)系。 用來(lái)描述特定功能的程序模塊。 ⑸ 數(shù)據(jù)模塊。它的各方面參數(shù)如下： I/O 總數(shù)為 6輸入數(shù)目為 3輸出數(shù)目為 3型號(hào)為漏型。而東西南北每個(gè)方向各有紅綠黃燈一個(gè)，一起總共有交通信號(hào)燈 12 個(gè)，也就是需要 12 個(gè)輸出接口。 信號(hào)處理：對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和整形。即接近傳感器是電感型的，即通過(guò)電磁波，來(lái)感應(yīng)經(jīng)過(guò)傳感器檢測(cè)面附近的金屬物體 。別且該開(kāi)關(guān)內(nèi)部還內(nèi)置過(guò)壓，過(guò)流，反接保護(hù)電路。十字路口的情況以及光電計(jì)數(shù)器的鋪設(shè)狀況如圖： 圖 34 十字路口光電計(jì)數(shù)器的鋪設(shè)情況 設(shè)計(jì)思路 正常時(shí)序時(shí)：交通燈控制系統(tǒng)的 控制要求如下 ，當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮， 東西綠燈持續(xù)亮 20S。同時(shí)，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。同時(shí) 在南北綠燈熄滅的時(shí)候， 南北黃燈亮 2S 后熄滅，這時(shí)南北紅燈，東西綠燈 。 30s 后，南北方向的計(jì)數(shù)器讀數(shù)相加得到數(shù)據(jù)N2，東西方向的計(jì)數(shù)器讀數(shù)相加得到讀數(shù) D2，將南北方向的數(shù)據(jù) N2 與東西方向的數(shù)據(jù) D2 經(jīng)行比較，倘若 N2＞＝ D2，則南北方向的綠的繼 續(xù)持續(xù) 30s 東西方向的紅燈繼續(xù)持續(xù) 30s。而且在上面的第一次比較過(guò)程中，倘若南北方向的車(chē)流量小于東西方向的車(chē)流量，即N1＜ D1，則南北方向的綠燈閃爍 3s， 3s 后南北方向的綠 燈變?yōu)辄S燈，黃燈持續(xù)的時(shí)間為 2s，此時(shí)東西方向的紅燈持續(xù) 5s。在比較南北方向的車(chē)流量與東西方向的車(chē)流量的過(guò)程中，要保持車(chē)流量大的一方通行的時(shí)間盡量長(zhǎng)一些。綠燈每變?yōu)榧t燈一次，東西南北各個(gè)方向的計(jì)數(shù)器讀數(shù)應(yīng)該清一次零。但是這項(xiàng)計(jì)劃的投資肯定是巨大的，在此僅僅是提及一下思路，希望在以后的城市 規(guī)劃中可以看到。由于第一種情況與第二種情況之間有著遞進(jìn)的關(guān)系，因此可以分析出總共的可能情況有三種： ，東西方向?yàn)榧t燈，經(jīng)過(guò) 30s 后，南北方向綠燈閃爍，再變?yōu)辄S燈，接著變?yōu)榧t燈，而東西方向則變?yōu)榫G燈?，F(xiàn)就第二種情況對(duì)交通燈經(jīng)行時(shí)序分析，分析結(jié)果如下： 圖 37 各交通燈路口的時(shí)序情況 智能交通燈設(shè)計(jì) 19 主程序的設(shè)計(jì) 在主程序的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于要用到各種計(jì)時(shí)器，計(jì)數(shù)器，輸入及輸出繼電器，輔助繼電器，寄存器等，因此提前將可能用到的原件符號(hào)以及其所對(duì)應(yīng)的意義先給出： X0 啟動(dòng)按鈕 X1 北方輸入 X2 南方輸入 X3 西方輸入 X4 東方輸入 X5 停止按鈕 Y1 南北方向綠燈 Y2 南北方向黃燈 Y3 南北方向紅燈 Y4 東西方向綠燈 Y5 東西方向黃燈 Y6 東西方向紅燈 M100 啟動(dòng)記憶輔助繼電器 M M1 M12 比較輔助繼電器 M M2 M22 比較輔助繼電器 T0 南北紅燈定時(shí) T1 東西紅燈 定時(shí) T2 東西綠燈平光 T3 東西綠燈閃爍 T4 東西黃燈定時(shí) T5 南北綠燈平光 T6 南北綠燈閃爍 T7 南北黃燈定時(shí) 具體的程序設(shè)計(jì)圖如下： 圖 38 梯形圖 智能交通燈設(shè)計(jì) 20 圖 39 梯形圖 圖 310 梯形圖 智能交通燈設(shè)計(jì) 21 圖 311 梯形圖 圖 312 梯形圖 圖 313 梯形圖 智能交通燈設(shè)計(jì) 22 圖 314 梯形圖 圖 315 梯形圖 圖 316 梯形圖 智能交通燈設(shè)計(jì) 23 圖 317 梯形圖 圖 318 梯形圖 圖 319 梯形圖 智能交通燈設(shè)計(jì) 24 圖 320 梯形圖 運(yùn)行程序語(yǔ)句表： 0 LD X000 1 OR M100 2 ANI X005 3 OUT M100 4 LD M100 5 ANI T1 6 OUT T0 K300 9 LD T0 10 OUT T1 K300 13 LD M100 14 ANI T0 15 OUT T2 K250 18 LD T2 19 OUT T3 K30 22 LD T3 23 OUT T4 K20 26 LD T0 27 OUT T5 K250 30 LD T5 智能交通燈設(shè)計(jì) 25 31 OUT T6 K30 34 LD T6 35 OUT T7 K30 38 LD M100 39 ANI T5 40 OUT Y001 41 LD M100 42 ANI T1 43 OUT Y001 44 LD T1 45 CALL P10 48 LD T1 49 CMP D5 D6 M10 56 MPS 57 LD M10 58 OR M11 59 ANB 60 OUT M1 61 MPP 62 AND M12 63 OUT M2 64 LD M1 65 OR Y001 66 ANI T5 67 OUT Y001 68 LD M1 69 OR Y006 70 ANI T1 71 OUT Y006 智能交通燈設(shè)計(jì) 26 72 LD T5 73 CALL P10 76 LD T5 77 CMP D5 D6 M20 84 MPS 85 LD M20 86 OR M21 87 ANB 88 OUT M3 89 MPP 90 AND M22 91 OUT M4 92 LD M3 93 ORI Y001 94 ANI T5 95 OUT Y001 96 LD M3 97 OR Y006 98 ANI T1 99 OUT Y006 100 LD T5 101 ANI T3 102 AND T10 103 OUT Y001 104 LD