【正文】 接,模擬控制,定位控制等特殊用途,是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。即使經(jīng)過多次簡化已建立的數(shù)學(xué)模型，它的求解還必須簡化計(jì)算才能完成。由于反饋的引入，所以系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能比靜態(tài)多時(shí)段控制有明顯改善，但是又由于它的控制方式仍屬于方案選擇式，所以系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的改善又十分有限，故稱之為準(zhǔn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。準(zhǔn)動(dòng)態(tài)多段配時(shí)控制與靜態(tài)多段配時(shí)控制相類似，只不過多段的劃分不是以時(shí)間為依據(jù)，而是以檢測到的實(shí)時(shí)交通狀態(tài)為依據(jù)。它沒有考慮交通需求的隨機(jī)波動(dòng)，沒有考慮城市道路交通流的實(shí)時(shí)進(jìn)化過程，其控制能力和抗干擾能力非常有限。大范圍的交通共用信息平臺不是以逸待勞的工程，是不斷吸納、不斷完善的工程。運(yùn)行結(jié)果表明，當(dāng)前路網(wǎng)23%的交通負(fù)載被轉(zhuǎn)移，可替換路線的行程時(shí)間僅僅增加1%，協(xié)同系統(tǒng)可避免過飽和的瓶頸路段形成，路面平均運(yùn)行時(shí)間減少13%。RHODES系統(tǒng)依托自適應(yīng)交通信號控制系統(tǒng)，擴(kuò)展到公交的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)公交信號優(yōu)先和公交信息發(fā)布。目前我國大中小城市都出現(xiàn)了不同時(shí)段的交通擁堵現(xiàn)象，尤其是在大城市，這種現(xiàn)象更加明顯，比如像北京、上海、南京等交通擁堵，甚至堵車的事件每天都有發(fā)生。在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾一度有效的改善了交通狀況。DYNASMART系統(tǒng)基于多樣式采集的信息，實(shí)時(shí)分析交通狀態(tài)，利息按設(shè)計(jì)和在線評估實(shí)時(shí)信號控制、干線路徑誘導(dǎo)等交通管理策略的運(yùn)行效果，提供網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)信息給公共出行者信息系統(tǒng)，確定與時(shí)間和當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)的最優(yōu)的擁擠消散策略。另外，F(xiàn)ASTRAC系統(tǒng)也是信號控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上誘導(dǎo)集成的一個(gè)系統(tǒng)，其核心算法就是在中心運(yùn)用動(dòng)態(tài)交通分配，將誘導(dǎo)和控制結(jié)合起來。目前，北京上海已經(jīng)初步建立了比較完善的信息采集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)交通數(shù)據(jù)采集，并判斷出交通狀態(tài)進(jìn)行發(fā)布，為管理者和決策者提供支持，其他省會城市也基本上實(shí)現(xiàn)了信號控制系統(tǒng)、122接處警、交通違法取證系統(tǒng)等集成統(tǒng)一的指揮中心平臺。但就城市某一區(qū)域而言，每日的交通狀況畢竟表現(xiàn)出相當(dāng)程度的重復(fù)性，車流的運(yùn)動(dòng)變化仍有一定的規(guī)律可循。交通狀態(tài)可以用交通量、占有率、車速等交通數(shù)據(jù)的特征值來表達(dá)。模糊控制理論。所以經(jīng)典控制法很難得到滿意的效果。本課題在傳統(tǒng)的交通信號燈基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。目前，PLC在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及娛樂等各個(gè)行業(yè)。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，70年代初微處理器問世，半導(dǎo)體存儲器的集成度也越來越高，美國、日本等一些廠家開始采用微處理器來做PLC的中央處理器，使PLC不僅具有計(jì)算機(jī)的功能而且更加小型化。20世紀(jì)70年代末期，可編程控制器進(jìn)入了實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器，后來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。國際電工委員會（International Electrical Committee）在1987年頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC作了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。但個(gè)人計(jì)算機(jī)與PLC的工作方式有所不同，計(jì)算機(jī)一般采用等待命令的工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式，當(dāng)鍵盤有鍵按下或I/O口有信號時(shí)則中斷轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序。執(zhí)行的結(jié)果都存儲在輸出狀態(tài)暫存區(qū)中。它由輸入電路的濾波時(shí)間、輸出模塊的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分所組成。此外，PLC具有硬件故障的自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。除了邏輯處理功能外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字領(lǐng)域。像梯形圖語言的圖形符號和表達(dá)方式與繼電器電路圖非常接近，只用PLC的少量開關(guān)邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電接觸器電路的功能。（5）體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，其新近產(chǎn)品的重量小于150g，功耗僅僅數(shù)瓦。其主要特點(diǎn)有：第一，自上而下，從左到右的順序排列，兩列垂直線為母線，每一邏輯行起始左母線；第二，梯形圖中采用繼電器名稱，但不是真實(shí)物理繼電器稱為“軟繼電器”；第三，每個(gè)梯級流過的是概念電流，從左向右，其兩端母線設(shè)有電源；第四，輸入繼電器用于接入信號，而無線圈。梯形圖程序只有改寫成指令表才能送入可編程控制器運(yùn)行。（4）功能塊圖：功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，該編程語言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，就像電路圖一樣，它們被“導(dǎo)線”連接在一起。與梯形圖相比，結(jié)構(gòu)文本有兩個(gè)大優(yōu)點(diǎn)，其一是能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，其二是非常簡潔和緊湊，用結(jié)構(gòu)文本編制極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算程序可能只占一頁紙。PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖如下所示：圖21 PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（CPU）中央處理器(CPU)是可編程控制器的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；而且能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。一般來說，可編程控制器的檔次越高，CPU的位數(shù)也越多，運(yùn)算速度也越快，指令功能也越強(qiáng)。只讀存儲器是用來存放永久保存的系統(tǒng)程序，一般為淹膜只讀存儲器和可編程電改寫只讀存儲器。輸入接口用來接收生產(chǎn)過程的各種參數(shù)。可編程控制器的電源包括為可編程控制器各工作單元供電的開關(guān)電源及為掉電保護(hù)電路供電的后備電源，后備電源一般為電池。借助軟件編程比較容易，一般是編好了以后再下載到可編程控制器中去。 當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，現(xiàn)在PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。(2)編程簡單，使用方便PLC采用面向過程，面向問題的“自然語言”編程，比如梯形圖語言編程方式，非常直觀，易懂易編，容易推廣使用，現(xiàn)代的 PLC已經(jīng)使用 IEC11313作為編程語言標(biāo)準(zhǔn)，具有功能清晰、易于理解的特點(diǎn)正在被技術(shù)人員所接納和采用。近端傳感器設(shè)置在停車線后，用以檢測該方向離開車輛數(shù)（Y），遠(yuǎn)端傳感器設(shè)置在相距停車線80米處，用以檢測進(jìn)入該車道的車輛數(shù)（X），這樣（XY）即為該車道上現(xiàn)有車輛數(shù)。圖31 傳感器鋪設(shè)位置圖設(shè)車道內(nèi)等候車輛間距及車輛長為5米，則檢測區(qū)共可停放16輛車，根據(jù)實(shí)際情況，現(xiàn)假設(shè)每輛車通過路口所需時(shí)間為5s。：啟 動(dòng)初 始 化東西直行綠南北左行紅東西直行離開車輛采樣10s智能控制并決策綠燈延時(shí)南北左行綠南北直行紅南北左行離開車輛采樣10s智能控制并決策綠燈延時(shí)東西直行綠南北左行紅智能控制并決策綠燈延時(shí)東西左行離開采樣10s東西左行綠東西直行紅智能控制并決策綠燈延時(shí)延時(shí)延時(shí)延時(shí)延時(shí)南北直行離開車輛采樣10sYNYNYYNN圖 32 控制系統(tǒng)流程圖第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)的交通燈模擬控制有三個(gè)按鈕開關(guān)，分別是啟動(dòng)控制按鈕、夜間啟動(dòng)控制按鈕、停止按鈕，信號燈分主干道交通燈和人行道交通燈，還外加數(shù)碼管顯示時(shí)間。圖42 十字路口交通燈布置圖 結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實(shí)驗(yàn)在PLC交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有4種控制燈，分別為：● 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）● 準(zhǔn)備禁止通行燈 （亮?xí)r為黃色）● 直通燈 （亮?xí)r為綠色）● 左轉(zhuǎn)通行燈 （亮?xí)r為綠色） 另外行人道東西南北每面都有2種控制燈,分別為：● 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）● 直通燈 （亮?xí)r為綠色） 結(jié)合十字路口交通燈實(shí)際情況設(shè)計(jì)交通燈模擬控制系統(tǒng)信號燈受輸入信號控制，各個(gè)輸入信號對應(yīng)不同的工作方式。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r南北行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。具體時(shí)序圖如下：圖43 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖上述時(shí)序圖只是描述了白天的狀況，對于晚上只有黃燈閃爍，其余的信號燈都不工作，所以