【正文】 ∧ ≥ ? = ⒊ 在以 sp為初始狀態(tài)的 Petri網(wǎng)中， 不存在死變遷，即 tT? ∈， 39。根據(jù)上述條件，可得出過(guò)程模型結(jié)構(gòu)正確性的結(jié)論：當(dāng)交互過(guò)程轉(zhuǎn)化得到的 Petri網(wǎng)模型是活的、有界和標(biāo)記守恒的，那么這個(gè)交互過(guò)程是正確的。 圖 5 信號(hào)燈建模圖 4． 3 方案的分析比較 方案一：利用 PLC 可編程控制系統(tǒng) PLC 具有通用性強(qiáng)，使用方便；功能強(qiáng)，適用面廣；抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)；安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，維修方便；體積小、重量 輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的特點(diǎn)。但，使用計(jì)算機(jī)的人員技術(shù)水平要高， 一般應(yīng)具有一定的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。 交通信號(hào)燈模型可以分為電源電路、 PLC主控電路、無(wú)線收發(fā)控制電路和顯示電路 四部分組成。 PLC 梯形圖軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)。將電源、 CPU、存儲(chǔ)器及 I/O 等各個(gè)功能部分集中在一個(gè)機(jī)殼通常將它稱為 PLC 主機(jī)或基本單元。它是將結(jié)構(gòu)稱 PLC 的各個(gè) 部分按功能做成獨(dú)立模塊，如電源模塊、 CPU 模塊、 I/O 模塊、各個(gè)功能模塊等，然后安裝同一底板或框架上。 ● 中型 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)， 其 I/O 點(diǎn)數(shù)一般在 256~1024 點(diǎn)之間。大型 PLC 的軟、硬件功能極強(qiáng)。 (3) 按生產(chǎn)廠家分類(lèi) ● 施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進(jìn)莫迪康公司的產(chǎn)品，目前有 Quantum、Premium、 Momentum等產(chǎn)品； ● 羅克韋爾公司 (包括 AB 公司 )PLC 產(chǎn)品，目前有 SLC、 Micro Logic、 Control Logic 等產(chǎn)品； ● 德國(guó)西門(mén)子公司，它有 SS 系列的產(chǎn)品。性能比 S5 大有提高。它的中、大型機(jī)為 A系列。如歐姆龍單元式 PLC機(jī)的輸入點(diǎn)數(shù)比輸出多， I/O端子是組裝式的可方便地與主機(jī)分離；而富士同等型號(hào)的 I/O點(diǎn)數(shù)一般相等， I/O端子是固定的。根據(jù)程序的復(fù)雜程度來(lái)選擇。 基于以上四方面的考量，設(shè)計(jì)中選用日本 OMRON公司的 CPM1A系列 PLC。它不僅可以替代繼電器控制柜，就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中，亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同的需求。表 3為 I/O擴(kuò)展單元的規(guī)格。 IR區(qū)分為兩部分：一部分供輸入點(diǎn) /輸出點(diǎn)用，稱為輸入 /輸出繼電器區(qū)；另一部分供 PC內(nèi)部的程序使用，稱為內(nèi)部輔助繼電器區(qū)。輸入繼電器區(qū)有 10個(gè)通道 000~009，其中 000、 001通道用于 CPU單元輸入通道，002~009通道用于 CPU單元鏈接的擴(kuò)展單元的輸出通道。 CPM1A有 8個(gè)暫存繼電器，其范圍為 TR0~TR7。每個(gè)通道有 16個(gè)繼電器，編號(hào)為 00~15，共有 320個(gè)繼電器。 鏈接繼電器區(qū) (LR)共有 16個(gè)通道 LR00~LR15。當(dāng)電源斷點(diǎn)時(shí)，定時(shí)器復(fù)位，計(jì)數(shù)器保持?jǐn)嚯?前的狀態(tài)。 DM區(qū)有保持?jǐn)嚯姽δ堋４舜卧O(shè)計(jì)我們選用 CPM1A20CDTD。 梯形圖如下： 東西黃燈接通環(huán)節(jié) 當(dāng) TIM007計(jì)滿 3s后，其常開(kāi)接點(diǎn)使 TIM005計(jì)時(shí)開(kāi)始，其另一個(gè)常閉接點(diǎn)斷開(kāi)東西綠燈閃爍電路，而一常開(kāi)接點(diǎn)則使 01005接通，東西黃燈亮。 梯形圖如下： 南北綠燈閃爍環(huán)節(jié) TIM001計(jì)滿 25s，其一常開(kāi)接點(diǎn)起動(dòng) TIM002計(jì)時(shí)開(kāi)始，一常閉斷開(kāi)南北綠燈，而另一常開(kāi)與 25502一起使南北綠燈閃爍。TIM004的常閉接點(diǎn)使 TIM000斷開(kāi)復(fù)位，隨后 TIM004自動(dòng)亦被復(fù)位。李老師在本人準(zhǔn)備論文期間，對(duì)論文的結(jié)構(gòu)、學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、資料組織、論點(diǎn)論證等方面提出了大量的寶貴意見(jiàn)。 參考文獻(xiàn) [1]楊公源 ,黃琦蘭 .可編程控制器應(yīng)用與實(shí)踐 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [2]洪偉等 .交叉路網(wǎng)交通燈的協(xié)調(diào)模糊控制方法 [L].西安：系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)， 2020 [3]李艷等 .基于模糊控制的城市交叉路口群信號(hào)控制及仿真 [L].湖南：交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)， 2020 [4]洪清輝等 .基于 PLC 的交通燈智能控制 [L].福建：漳州師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020 [5]田海等 .基于模糊控制的十字路口交通燈控制 系統(tǒng) [M].內(nèi)蒙古：自動(dòng)化與信息工， 2020 [6]王洪猛等 .基于 PLC 的過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [L].武漢：自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用， 2020 [7]文國(guó)瑋 .城市交通與道路系統(tǒng)規(guī)劃 .北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [8]陳寬民等 .道路通行能力分析 [M].北京：人民交通出版社， 2020 [9]顧懷中等 .基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市道路交叉口車(chē)輛到達(dá)預(yù)測(cè)模型的研究 [L].西安：中國(guó)公路學(xué)報(bào)， 1998 [10]陳淑燕等 .單路口多相位交通信號(hào)模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [L].西安：系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào) 附錄：程序清單（指令表） LD 00000 OR 20200 AND NOT 00001 AND NOT 01003 OUT 20200 LD 20200 AND NOT TIM004 OUT TIM000 LD TIM000 OUT TIM004 LD 20200 AND TIM000 OUT TIM006 LD TIM006 OUT TIM007 LD TIM007 OUT TIM005 LD TIM000 OUT TIM001 LD TIM001 OUT TIM002 LD TIM002 OUT TIM003 LD 20200 ANT NOT TIM000 OUT 01002 LD TIM000 OUT 01006 LD 01002 AND NOT TIM006 OR TIM006 AND NOT TIM007 AND 25502 OUT 01004 LD TIM007 AND NOT TIM005 OUT 01005 LD 01006 AND NOT TIM001 OR TIM001 AND NOT TIM00 。李老師對(duì)論文的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，從論述方法的有效性到論文的措辭，甚至到標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都一絲不茍的審查，以確保 論文的完整性和嚴(yán)謹(jǐn)性。在故障排除后，按過(guò)復(fù)位按鈕后，方能重新起動(dòng)系統(tǒng)工作 梯形圖如下： 6． 3 信號(hào)燈轉(zhuǎn)換控制程序軟件梯形圖 信號(hào)燈梯形如圖 6所示 圖 6 信號(hào)燈梯形 第 7章 總結(jié) 致謝 結(jié)束本文之際，本人謹(jǐn)向電子與自動(dòng)化學(xué)院的李靜老師致以崇高的敬意和由衷的感謝。 梯形圖如下： 復(fù)位環(huán)節(jié) 當(dāng) TIM003計(jì)滿 2s時(shí)，斷開(kāi) 01001，南北黃燈熄滅。 梯形圖如下 ： 后半周期啟動(dòng)環(huán)節(jié) 當(dāng) TIM005計(jì)滿 2s的同時(shí)，恰好 TIM000計(jì)時(shí)滿 25s，此時(shí)循環(huán)工作的下半周期開(kāi)始。安下啟動(dòng)鈕后， 20200 接通且自鎖。考慮到開(kāi)關(guān)壽命問(wèn)題，最好選用晶閘管輸出模塊。并只能以字為單位使用，不能以位為單位使用。不進(jìn)行 1： 1鏈接時(shí)，鏈接繼電器可作內(nèi)部輔助繼電器使用。 輔助記憶繼電器區(qū) (AR)有 16個(gè)通道 AR00~AR15。 保持繼電器區(qū) (HR)具有短點(diǎn)保持功能，即當(dāng)電源掉電時(shí)，他們能夠保持掉電前的ON/OFF狀態(tài)。 特殊輔助器區(qū)共有 24個(gè)通道 232~255， SR區(qū)和 IR區(qū)實(shí)際上是 PC的同一數(shù)據(jù)區(qū)， SR區(qū)的通道在 IR區(qū)之后順序編號(hào)， IR和 SR的區(qū)別在于前者供用戶使用，而后者由系統(tǒng)使用。一個(gè)通道內(nèi)有 16位。 CPM1A的通信單元 RS232C通信適配器、 RS422通信適配器和 CompoBus/S I/O鏈接單元等。 CPM1A的 CPU單元有 16種規(guī)格，按 I/O點(diǎn)數(shù)分有 10點(diǎn)、 20點(diǎn)、 30點(diǎn)、 40點(diǎn) 4種，按使用電源分有AC型和 DC型 2種，按輸出形式分有繼電器型 和晶體管，表 2為 CPU單元的規(guī)格。 CPM1A系列 PLC是歐姆龍公司生產(chǎn)的小型整體式可編程控制器，有多種型號(hào)的 CPU供選擇；具有豐富的特殊 I/O單元，它的性能價(jià)格比很高，適用于小規(guī)模機(jī)器控制。輸入分為開(kāi)關(guān)量或模擬量，輸出為繼電器、可控硅、晶體管等形式。單元式 I/O結(jié)構(gòu)固定，而模塊式 I/O點(diǎn)可靈活配置。 2. PLC系統(tǒng)的選型[2] 交通信號(hào)燈控制常用的 PLC系統(tǒng)型號(hào)有歐姆龍 C系列，三菱 F系列，富士 NB NB2 系列，光洋 SR系列等。 ● 日本三菱公司的 PLC也是較早推到我國(guó)來(lái)的。 135U、 155U 為大型機(jī)，控制點(diǎn)數(shù)可達(dá) 6000 多點(diǎn)，模擬量可達(dá) 300 多路。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。 (2) 按 I/O 點(diǎn)數(shù)分類(lèi)可分為小、中、大型 PLC[7] ● 小型 PLC的 I/O 點(diǎn)數(shù)一般在 128點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開(kāi)關(guān)量 I/O 以外，還可以連接模擬量 I/O 以及其他各種特殊功能模塊。整體式 PLC 一般還備有擴(kuò)展單元、各種特殊功能模塊，使其功能達(dá)到擴(kuò)大。且在編程時(shí)要注意各條指令間的邏輯關(guān)系 ,梯形圖中的內(nèi)部輔助繼電器和定時(shí)器統(tǒng)一分配編號(hào) ,除了列出 I/O 分配表外 ,還應(yīng)列出內(nèi)輔功能分配表，充分利用 PLC提供的指令。 系統(tǒng)控制核心為 PLC 主機(jī)，通過(guò) PLC 輸入接口送入 PLC。 4． 4 總體方案的確定 比較 PLC 和繼電器， PLC 只需修改程序便可適應(yīng)工藝變更，控制速度快，可靠性強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，容易安裝調(diào)試，因此用 PLC 控制系統(tǒng)。而且其體積龐大，安裝，維修均不方便。固根據(jù)信號(hào)燈轉(zhuǎn)換交互過(guò)程的正確性定義可得出，圖 1所示的信號(hào)燈轉(zhuǎn)換的交互過(guò)程模型的是正確的。MtM? 。從圖 4可看出，南北方向信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換與東西方向信 號(hào)燈的轉(zhuǎn)換形成相互的交互過(guò)程，從過(guò)程模型結(jié)構(gòu)考慮，一個(gè)正確的交互過(guò)程應(yīng)滿足以下條件： ⑴ 交互過(guò)程開(kāi)始后必須能正確結(jié)束，即交互過(guò)程是可達(dá)的； ⑵ 交互過(guò)程中不能出現(xiàn)死鎖； ⑶ 從“開(kāi)始任務(wù)”開(kāi)始直到“終止任務(wù)”結(jié)束的任何可達(dá)狀態(tài)，交互過(guò)程的網(wǎng)系統(tǒng) 中資源庫(kù)所不會(huì)有殘留標(biāo)記，也不會(huì)發(fā)生活鎖。 圖中變遷為時(shí)間變遷，如 T1 T1 T T2 T2 T20 等；和瞬時(shí)變遷（如T1 T1 T15 等表示）兩類(lèi)， 瞬時(shí)變遷為網(wǎng)結(jié)構(gòu)上不考慮時(shí)間的事件過(guò)程。 6) 守恒性：守恒性在一個(gè) Petri網(wǎng)系統(tǒng)中，標(biāo)記被用來(lái)描述系統(tǒng)資源，對(duì)這類(lèi)Petri網(wǎng)，守恒性是一個(gè)重要性質(zhì)，要使代表資源的標(biāo)記在 Petri網(wǎng)運(yùn)行中既不會(huì)增加也不會(huì)減少，最簡(jiǎn)單的方法就是網(wǎng)中總標(biāo)記數(shù)保持恒定。 5) 安全性：安全性決定系統(tǒng)中正在執(zhí)行的操作不會(huì)發(fā)出請(qǐng)求。一個(gè) Petri網(wǎng)被稱為活的，僅當(dāng)從Ｍ 0可達(dá)的任一標(biāo)識(shí)出發(fā)，都可以通過(guò)執(zhí)行某一變遷序列而最終實(shí)施任何一個(gè)變遷。 Petri網(wǎng)若存在一個(gè)整數(shù)，使得Ｍ 0的任一可達(dá)標(biāo)識(shí)的每個(gè)位置中的標(biāo)記數(shù)都不超過(guò)Ｋ，即對(duì)于每個(gè)標(biāo)識(shí)Ｍ∈Ｒ (Ｍ 0)和每個(gè)位置ｐ，Ｍ (ｐ )≤Ｋ均成立，則稱 Petri網(wǎng)是Ｋ有界，簡(jiǎn)稱有界。按照 Petri網(wǎng)的實(shí)施規(guī)則，有效轉(zhuǎn)移的實(shí)施將改變標(biāo)記的分布 (產(chǎn)生新的標(biāo)識(shí) )。Ｆ，Ｗ，Ｍ 0) ，其中： 1)Ｐ∩Ｔ =φ，Ｐ∪Ｔ≠φ； 2)Ｐ ={ｐ 1，ｐ 2，ｐ 3， ?，ｐ ｍ } 是有限位置的集合； 3)Ｔ ={ｔ 1，ｔ 2，ｔ 3， ?，ｔ ｎ } 是有限變遷的集合； 4) 是弧的集合，弧關(guān)系僅存在于位置和變遷兩類(lèi)元素之間； FPTTP?∪ 5)Ｗ∶Ｆ→Ｎ +是弧權(quán)函數(shù)，Ｎ +={1， 2， 3， ?}； 6)Ｍ 0∶Ｐ→Ｎ是初始標(biāo)識(shí)，Ｎ ={0， 1， 2， 3， ?}。 Petri網(wǎng)包括四種基本元素：標(biāo)記（ token）、位置Ｐ、變遷 T和弧 F。在故障排除后，按過(guò)復(fù)位按鈕后，方能重新起動(dòng)系統(tǒng)工作。TIM004 的常閉接點(diǎn)使 TIM000 斷開(kāi)復(fù)位，隨后 TIM004 自動(dòng)亦被復(fù)位。 TIM001 計(jì)滿 25s，其一常開(kāi)接點(diǎn)起動(dòng) TIM002 計(jì)時(shí)開(kāi)始，一常閉斷開(kāi)南北綠燈，而另一常開(kāi)與 25502 一起使南北綠燈閃爍。 當(dāng) TIM007計(jì)滿 3s后，其常開(kāi)接點(diǎn)使 TIM005計(jì)時(shí)開(kāi)始，其另一個(gè)常閉接點(diǎn)斷開(kāi)東西 綠燈閃爍電路，而一常開(kāi)接點(diǎn)則使 01005 接通，東西黃燈亮。 2. 控制過(guò)程分