【正文】 ............................................................................................ 31 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 32 即可）： 1 1 緒論 交通燈發(fā)展現(xiàn)狀 隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，上路的車(chē)輛越來(lái)越多，而道路建設(shè)卻往往跟不上城市發(fā)展的速度，因此城市交通的問(wèn)題日益突出，經(jīng)常在十字路口等交通繁忙的地方發(fā)生堵塞情況，在這個(gè)時(shí)候，道路交通燈的正常運(yùn)行以及合理的功能就是交通暢通的重要保證。下位機(jī)采用德國(guó)西門(mén)子的 S7200 系列的CPU226 做主機(jī)，配以擴(kuò)展模塊 EM222。所以，改善與提高現(xiàn)有的交通系統(tǒng)的工作效率，加強(qiáng)交通路口的信號(hào)燈控制和安全狀況的監(jiān)控是非常重要的。部分交通路口的信號(hào)燈工作時(shí)間不合理，交通違章或肇事記錄不確切。 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。那么控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)紅、綠、黃三種顏色信號(hào)燈有條不紊工作的呢？交通信號(hào)燈控制方式很多，可以用電子電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以用單片機(jī)編程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以，出于這些問(wèn)題本文采用合理的方案設(shè)計(jì)對(duì)十字路口交通燈進(jìn)行控制以及對(duì)路口的安全狀況的監(jiān)控。因此，我們有必要 尋求一種具有智能的交通控制系統(tǒng)。 2 2 交通燈系統(tǒng)總體形式 論證 目前普遍使用的電氣控制 方式主要有：繼電器接觸器控制、可編程序控制器控制 等。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC）相區(qū)別，現(xiàn)在 把 可編程邏輯控制器 簡(jiǎn)稱(chēng)為 PLC。它具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。 PLC 適應(yīng)環(huán)境的能力非常強(qiáng)，抗干擾等方面能力都非常強(qiáng)大。一臺(tái)小型 PLC 內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶(hù)使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。用戶(hù)能靈活方便的 進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障， PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線(xiàn)可減少互繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。 4. 編程方法簡(jiǎn)單 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語(yǔ)言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語(yǔ)言形象直觀(guān)，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖 和單片機(jī) 的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶(hù)程序。 這些都是繼電器 無(wú)法比擬的。目前大多品牌的 PLC 內(nèi)部均配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，通過(guò)編程控制可對(duì)信號(hào)燈實(shí)施全天候無(wú)人化管理。通過(guò) PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的控。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮左行綠燈，直行綠燈，綠燈閃亮和黃燈；反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r ，南北主干道依次 6 點(diǎn)亮左行綠燈，直行綠燈，綠燈閃亮和黃燈。無(wú)急車(chē)時(shí)，按正常循環(huán)時(shí)序控制，有急車(chē)來(lái)時(shí)，將急車(chē)強(qiáng)通開(kāi)關(guān)接通，不管原來(lái)信號(hào)狀態(tài)如何，一律強(qiáng)制讓急車(chē)來(lái)車(chē)方向的綠燈亮，直到急車(chē)通過(guò)為止，將急車(chē)強(qiáng)通 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，信號(hào)的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車(chē)放行方向的綠燈閃亮 3 次。具體需要的輸入輸出點(diǎn)數(shù)如表 和表 所示。 在主機(jī)模塊中，常用的主機(jī)有 CPU222， CPU224， CPU226 三種。是使用的相對(duì)較多的 S7200 產(chǎn)品。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè) I/O 點(diǎn)及有關(guān)功能原件占用的內(nèi)存量大致如下： 開(kāi)關(guān)輸入原件： 10— 20B/點(diǎn) 開(kāi)關(guān)輸出原件： 5— 10B/點(diǎn) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器： 2B/個(gè) 模擬量： 100/150B/個(gè) 根據(jù)上面算出的總字節(jié)，就可估算出用戶(hù)程序所需的內(nèi)存容量，從而選擇合適的PLC 內(nèi)存。 PLC 外部接線(xiàn)圖 根據(jù)交通燈的控制要求 ，對(duì)系統(tǒng)控制的 I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和 PLC型號(hào)進(jìn)行了選擇，現(xiàn)根據(jù)以上的統(tǒng)計(jì)和選擇 PLC 主機(jī)與 交通燈的硬件連接圖 ， 如圖 所示 圖 外部接線(xiàn)圖 11 監(jiān)控系統(tǒng) 本節(jié)簡(jiǎn)單介紹了對(duì)道路十字路口的監(jiān)控，主要采用直接的攝像與錄象方 式進(jìn)行監(jiān)控，之后將數(shù)據(jù)通過(guò)光纜傳回監(jiān)控中心進(jìn)行人工截取保存，以便對(duì)違章肇事事件進(jìn)行見(jiàn)證和查詢(xún)。 PLC 采集的數(shù)據(jù)及 PLC 的狀態(tài)可傳送給上位機(jī)，也可以接受上位機(jī)的指令 進(jìn)行重新組態(tài)，修改控制參數(shù)及直接控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備。要獲得更長(zhǎng)的通信距離，需要增加 RS485 中繼器；在一個(gè)總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)上最多加 9 個(gè)中繼器，但通信距離不能超過(guò) 9600m。因此， PLC 和 PC 的通信必須協(xié)調(diào)進(jìn)行，在本系統(tǒng)中考慮到 PLC 長(zhǎng)期連續(xù)工作在采集信號(hào)、控制狀態(tài)下，而 PC 機(jī)僅作為監(jiān)控，所以 PC 機(jī)與 PLC 之間的通信采用主從方 PC 機(jī) RS232 接口 RS232/ RS485 轉(zhuǎn)換器 PLC RS485 接口 12 式， PC 機(jī)始終處于主導(dǎo)地位。為了驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性，把所有發(fā)送的數(shù)據(jù)作累加，并把結(jié)果與發(fā)送過(guò)來(lái)的累加和進(jìn)行比較，若相等則發(fā)送成功；反之則放棄這批數(shù)據(jù)，并發(fā)出錯(cuò)誤信息給對(duì)方，要求對(duì)方重發(fā)，以確保修改后的壓力值實(shí)時(shí)傳給下位機(jī)。 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)控制過(guò)程 系統(tǒng)由傳感器、輸入接口電路、 PLC、信號(hào)燈、電源等組成。人行道只有綠燈和紅燈，由放行車(chē)道的綠、紅燈并聯(lián)控制 ,綠燈結(jié)束后，綠燈延遲 三秒后常亮。 圖 交通燈工作時(shí)序圖 17 梯形圖 本設(shè)計(jì)采用 S7200 系列專(zhuān)用編程軟件 STEPMirco/WIN32 編程軟件進(jìn)行編程?，F(xiàn)在加上漢化程序后，可在全漢化的界面下進(jìn)行操作，使中國(guó)的用戶(hù)使用起來(lái)更加方便與實(shí)用。隨后按正常時(shí)序控制。通常情況下，交通信號(hào)燈控制的主要缺陷是交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)缺乏有效的應(yīng)急措施，導(dǎo)致十字路 口 交通受阻，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。考慮到這些因素，本系統(tǒng)以 PLC 作為下位機(jī)。利用 VB 中的 MSComm 控件 , PLC 的自由口模式創(chuàng)建用戶(hù)定義的協(xié)議，通過(guò) PC/PPI 電纜連接 PC 機(jī)和 PLC,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的串口通訊。 27 本系統(tǒng)選用的計(jì)算機(jī)處理器型號(hào)是 Pentium （ R） 4 CPU。 操作流程及通訊原理 操作流程 （ 1） 在 SETP7Micro/WIN 軟件的操作欄中點(diǎn)擊 system block 圖標(biāo)，出現(xiàn)圖 所示的界面。 9 配置 S7200CPU （ 4） 在所示的界面上點(diǎn)擊右邊欄的 “ 雙擊刷新 ” 按鈕，以便搜尋正確的波特率。 （ 8） 單擊 監(jiān)控界面上的開(kāi)始按鈕，通訊開(kāi)始。如果由于任何其它原因接收完成，啟動(dòng)一個(gè)新的接收。 30 5 總結(jié) 經(jīng)過(guò) 一個(gè)多月的艱苦奮斗，設(shè)計(jì)成果終于要出來(lái)了，我才松了一口氣，俗話(huà)說(shuō)： “萬(wàn)事開(kāi)頭難。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己對(duì) PLC 以及交通燈的控制有了進(jìn)一步的了解，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)智能交通燈監(jiān)控系統(tǒng)。一次又一次的學(xué)習(xí)，探索，我們慢慢地在體會(huì)，研究和感悟，終于開(kāi)始領(lǐng)會(huì)到將近成功的那一份喜悅，我們學(xué)會(huì)了細(xì)心和耐心，也品嘗到了酸、甜、苦、辣，無(wú)數(shù)的成功與失敗更加肯定了我們 的研究成果。本次課程設(shè)計(jì)主要涉及 PLC 可編程控制及電路等專(zhuān)業(yè)課程，在此期間不僅鞏固了我們的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，拓寬了我們的知識(shí)面，使我初步掌握了可編程控制技的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，了解了可編程控制的核心內(nèi)容，更讓我們有機(jī)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際得以學(xué)以致