【正文】 s performers of the troupe still tour the region39。或許若干年后，當(dāng)我再次回首這些日子的時(shí)候，我也會(huì)會(huì)心一笑了。 智能交通燈設(shè)計(jì) 32 參 考 文 獻(xiàn) [1] 彭樹生 .PLC 單片機(jī)原理及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 . [2] 王曉軍 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .化學(xué)工業(yè)出版社 . [3] 杜荔編 .微機(jī)原理及其接口 .清華大學(xué)出版社 . [4] 曹克澄 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 .第二版 .機(jī)械工業(yè)出版社 . [5] 龔捷 .接口技術(shù) .化學(xué)工業(yè)出版社 . [6] 韓九強(qiáng) .傳感器與檢測技術(shù) .清華大學(xué)出版社 . [7] 于泉 .城市交通信號(hào)控制基礎(chǔ) .冶金工業(yè)出版社 . [8] 周蔚吾 .道路交通信號(hào)燈控制設(shè)置技術(shù)手冊(cè) .知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社 . [9] 高欽和 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì) .人民郵電出版社 . [10] 路林吉 .PLC 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐 .人民郵電出版社 . [11] 陳立定 .電氣控制與可編程控制器 .華南理工大學(xué)了版社 [12] 何衍慶 .可編程控制器原理及應(yīng)用技巧 .第二版 .化學(xué)工業(yè)出版社 . [13] 廖常初 .可編程控制器的編程方法與應(yīng)用 .重慶大學(xué)出版社 . [14] 廖常 初 .PLC 梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法與技巧 .電工技術(shù)出版社 . [15] 廖常初 .PLC 梯形圖的書許控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖 .電子技術(shù)雜志 .2022.第 11 期 [16] 廖常初 .PLC 梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法 .電子技術(shù)雜志 . 10 期 [17] 吳建強(qiáng) .可編程控制器原理及應(yīng)用 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . [18] 邱公偉 .可編程網(wǎng)絡(luò)通訊及應(yīng)用 .清華大學(xué)出版社 . [19] 鄭鳳翼 .輕松解讀三菱 FX2N系列 PLC原理與應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 . 智能交通燈設(shè)計(jì) 33 致 謝 歷經(jīng)了 3 個(gè)月的分析與設(shè)計(jì)，與小組討論了各種各樣的方案，最終這款基于PLC 的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總算是塵埃落定了。 本設(shè)計(jì)能夠在一定程度上緩解交通的壓力，但是本設(shè)計(jì)也存在一定的缺陷。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)初衷是設(shè)計(jì)出一款有別于現(xiàn)在一般普通交通燈控制系統(tǒng)的智能交通燈控制系統(tǒng)。另外一個(gè)例子是，第一次比較與第二次比較過程中都牽涉到寄存器的調(diào)用問題，也同樣可以將此程序模塊化，直接調(diào)用。 ，東西方向?yàn)榧t燈，經(jīng)過 30s 后，南北方向依然為綠燈 ，東西方向依然為紅燈；再經(jīng)過 30s 后，南北方向的綠燈開始閃爍，接著變?yōu)辄S燈，在變?yōu)榧t燈，而東西方向則變?yōu)榫G燈。在這里由于時(shí)間和技術(shù)的限制，沒有具體討論人行道的計(jì)數(shù)方式，但是南北人行道的通行時(shí)間和南北方向車道的通行時(shí)間是一致的，相同，東西方向的人行道和東西方向車道的通行時(shí)間也具有一致性。 5s 過后南北方向的黃燈變?yōu)榧t燈，東西方向的紅燈變?yōu)榫G燈，并且東西南北各個(gè)方向的計(jì)數(shù)器清零。 。到 20S 時(shí)，東西綠燈閃爍 3S，之 后熄滅。 圖 33 NI35CP40FZ3X2 型光電開關(guān) 光電計(jì)數(shù)器的鋪設(shè) 通過對(duì)路面車流量長期的觀測，以及對(duì)數(shù)據(jù)經(jīng)行分析，最終和小組成員討論 智能交通燈設(shè)計(jì) 14 出將光電計(jì)數(shù)器安裝在距離十字路口 30 米出較為合適。 數(shù)字顯示：通過十進(jìn)制計(jì)數(shù)芯片將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成可讀的數(shù)字。采用 24V、400mA 直流電源，它優(yōu)良的快速斷開端子塊使得接著線纜也可以更換單元，并且它的遠(yuǎn)程維護(hù)功能使得遠(yuǎn)處的編程軟件可通過調(diào)制解調(diào)器通信來監(jiān)測、上載和卸載程序和數(shù)據(jù)。它的使用使得 PLC 超出了傳統(tǒng)的順序邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能。但是大型的 PLC 的用戶程序很復(fù)雜。 系統(tǒng)程序是由 PLC 生產(chǎn)廠家提供，并且固化在 EPROM 中，用戶不能直接讀取。 。 。 ⑷ 對(duì)同一個(gè)輸出單元的多次使用、修改次序會(huì)造成不同的執(zhí)行結(jié)果。 在讀輸入階段， CPU 對(duì)各個(gè)輸入端子進(jìn)行掃描，通過輸入電路將各輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入輸入映像寄存器中。并且該過程同樣是可控的。大型有網(wǎng)絡(luò)的 PLC 有網(wǎng)絡(luò)掃描過程，而小型的PLC 則沒有這種掃描過程。掃描周期和用戶程序不是一個(gè)概念，掃描周期包括用戶程序。通過雙絞線或者同軸電纜等可實(shí)現(xiàn) PLC 與 PLC 之間或者 PLC與計(jì)算機(jī)之間的信息交換。取代傳統(tǒng)的繼電器，不僅可以控制單臺(tái)設(shè)備，也可以 智能交通燈設(shè)計(jì) 8 控制多機(jī)群及自動(dòng)化流水線，這是它應(yīng) 用的最廣泛的領(lǐng)域。 采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。 （ 4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入好編輯指令表程序，因此又叫做指令編輯器。 PLC 有多重 I/O 模塊，常見的有數(shù)字 I/O 模塊、模擬量 I/O 模塊、快速響應(yīng)模塊，高速計(jì)數(shù)模塊和 PID 控制模塊等。 存儲(chǔ)器一般分兩種：系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。 智能交通燈設(shè)計(jì) 4 第二章 PLC 的功能介紹 PLC 的基本概念和基本結(jié)構(gòu) PLC 的基本概念 PLC 問世以來，盡管時(shí)間不長，但發(fā)展迅速。此系統(tǒng)不僅成本低，維護(hù)方便，而且能在最大程度上緩解交通壓力，節(jié)約交通資源。 日本于上個(gè)世紀(jì) 90 年代初就制定了大力發(fā)展智能交通系統(tǒng)的國家愛戰(zhàn)略，其中智能汽車作為只鞥交通的重要組成部分，也得到了深入研究。但是隨著當(dāng)今經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車的擁有量不斷上升，傳統(tǒng)的交通燈系統(tǒng)已經(jīng)越來越不能滿足交通壓力的需求。早在 1868 年，全世界第一臺(tái)煤氣是紅綠兩色照明燈由英國工程師 納伊特 安裝在了倫敦 威斯特敏斯特街口 ，它可以控制車輛的通行，但是不久，這種交通燈便消身匿跡了，原因是由于一場爆炸事故。 12 PLC 型號(hào)的選定以及可行性分析 1 本課題的主要研究內(nèi)容 專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重 要的基礎(chǔ)設(shè)備之一， PLC、機(jī)器人、 CAD/CAM 將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于 PLC 具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可對(duì)目前普遍使用的 “ 漸進(jìn)式 ” 信號(hào)燈進(jìn)行精確控制，特別對(duì)多岔路口的控制可方便地實(shí)現(xiàn)。 14 I/O 地址的分配 盜了1914 年左右，交通燈又重新出現(xiàn)了， 美國的克利夫蘭 制造了一款由電力驅(qū)動(dòng)的交通 燈，它被安裝在了紐約和芝加哥等地，這種交通燈的概念已經(jīng)和現(xiàn)在大致相同。在這樣的背景下，本次論文設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是設(shè)計(jì)一款能根據(jù)路面車流量的變化，進(jìn)而調(diào)整交通燈讀秒時(shí)間的交通燈系統(tǒng)，從而改善路面交通壓力，同時(shí)也可以節(jié)約交通資源。日本政府主導(dǎo)的先進(jìn)安全汽車 ASV 項(xiàng)目已于 2022 年取得初步實(shí)用化成果。 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)利用 PLC 來實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的控制與監(jiān)控。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會(huì) NEMA（ National Electrical Manufactory Association）經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于 1984 年首先將其正式命名為 PC（ Programmable Controller），并給 PC 作了如下定義： “PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制 。系統(tǒng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能更改， PLC 要在系統(tǒng)程序的管理下運(yùn)行。 PLC 配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，用來將外部供電電源轉(zhuǎn)換成供 PLC 內(nèi)部的 CPU、存儲(chǔ)器和 I/O 接口等電路工作所需的直流電源。它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來給小型的 PLC 編程，或者用與現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)。 （ 5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU，電源， I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 。易于建立工廠的自動(dòng)化辦公網(wǎng)絡(luò)。即使用戶程序不執(zhí)行，掃描周期也在繼續(xù)，只是這一過程不再包含用戶程序、輸入、輸出這三個(gè)方面。 PLC 與 PLC 之間以及 PLC 與計(jì)算機(jī)之間可以通過網(wǎng)絡(luò)寬帶來進(jìn)行通信。如果 CPU 要處理程序，它不從及既不從輸入點(diǎn)讀取，也不直接送到輸出點(diǎn)。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段， CPU 按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描， PLC 在執(zhí)行用戶程序時(shí)會(huì)事先參考輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，最后將結(jié)果傳送到輸出映像寄存器中。由于輸出映像寄存器的值可以作為程序執(zhí)行的條件，所以程序的下一個(gè)掃描周期的集中輸出結(jié)果是與編程順序有關(guān)的，即最后一次的修改決定了下一個(gè)周期的輸出值，這是編程人員要注意的問題。 I/O 點(diǎn)數(shù)是指系統(tǒng)所能接入和輸出的總的最大數(shù)量。輔助繼電器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、特殊繼電器等都叫做內(nèi)部寄存器。系統(tǒng)程序由管理程序、編譯程序、標(biāo)準(zhǔn)程序三個(gè)部分組成。為了簡化用戶編程的難度，可以把用戶程序劃分為程序模塊，通過模塊的組合來組成一個(gè)大的完整的用戶程序。 ⑷ 步進(jìn)模塊。與其他 PLC 相比，本 PLC 價(jià)格便宜，功能齊全，除了有著速度、邏輯、定位等優(yōu)越之處而且還安裝簡單，維修方便。 光電計(jì)數(shù)器的電路圖如下： 信號(hào)產(chǎn)生 信號(hào)采集 信號(hào)處理 數(shù)字顯示 智能交通燈設(shè)計(jì) 13 圖 32 光電計(jì)數(shù)器的電路圖 光電計(jì)數(shù)器的選擇 普通的光電開關(guān)在市面上種類繁多，而且價(jià)格便宜，基于本設(shè)計(jì)對(duì)于光電計(jì)數(shù)器的要求較高，要求光電計(jì)數(shù)器在各種氣象條件下均能保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，并且使用壽命長，無需經(jīng)常更換。通過光電計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，可以統(tǒng)計(jì)出在路口為紅燈時(shí)光電計(jì)數(shù)器到十字路口交叉口處這一段范圍內(nèi)的車輛數(shù)。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮 2S 后熄滅 。 智能交通燈設(shè)計(jì) 15 設(shè)計(jì)思路的流程圖如下： 南北的車流量小于 東西的車流量 南北的車流量 大于東西的 車流量 南北的車流量小于 東西的出流量 南北的車流量大 于東西的車流 量 圖 35 設(shè)計(jì)流程圖 開始 南北方向?yàn)榫G燈，東西方向?yàn)榧t燈，持續(xù) 30 秒 比較南北與東西的車流量 南北為綠燈，東西為紅燈，持續(xù) 30 秒 比較南北與東西的車流量 南北為綠燈，東西為紅燈，持續(xù) 30 秒 南北的綠燈閃爍 3 秒后變?yōu)辄S燈，且黃燈持續(xù) 2 秒，東西為紅燈 南北為紅燈，東西為綠燈，計(jì)數(shù)器清零，并且持續(xù) 30秒 循環(huán)比較 南北的綠燈閃爍 3 秒后變?yōu)辄S燈，且黃燈持續(xù) 2 秒，東西為紅燈 南北為紅燈，東西為綠燈，計(jì)數(shù)器清零，持續(xù) 30 秒 循環(huán)比較 南北的綠燈閃爍 3 秒后變?yōu)辄S燈，且黃燈持續(xù) 2 秒，東西為紅燈 南北為 紅燈，東西為綠燈，計(jì)數(shù)器清零，持續(xù) 30 秒 循環(huán)比較 智能交通燈設(shè)計(jì) 16 當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)打開時(shí)，南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，在 南北方向的綠燈和東西方向的紅燈亮的過程中，東西南北各個(gè)方向的計(jì)數(shù)器持續(xù)計(jì)數(shù)。 30s 之后又繼續(xù)比較南北方向與東西方向的車流量，比較結(jié)果如上，并且循環(huán)往復(fù)。實(shí)際上，還可以通過計(jì)數(shù)器來統(tǒng)計(jì)各個(gè)人行道的人流量來更加精確的計(jì)算各個(gè)通道的通行時(shí)間，但是這里涉及到的計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，而且實(shí)現(xiàn)的成本也比較高，在此設(shè)計(jì)中尚不做考慮。 ，東西方向?yàn)榧t燈，進(jìn)過 30s 后，南北方向依然為綠燈，東西方向依然為紅燈；在經(jīng)過 30s 后，南北方向還是綠燈，東西方向還是紅燈；在經(jīng)過第三個(gè) 30s 后，南北方向的綠燈開始閃爍，接著變?yōu)辄S燈，再變?yōu)榧t燈，而東西方向則由紅燈變?yōu)榫G燈。第三個(gè)是關(guān)于計(jì)數(shù)器清零的問題，每當(dāng)一邊的燈由綠燈變?yōu)辄S燈再變?yōu)榧t燈的過程 智能交通燈設(shè)計(jì) 30 中，計(jì)數(shù)器都應(yīng)該清零。現(xiàn)在普通交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是在預(yù)先人工設(shè)置參數(shù)的基礎(chǔ)上循環(huán)的交換南北兩方向的交通燈讀秒時(shí)間。例如，如果能將幾個(gè)交通路口的車流量數(shù)據(jù)集中起來，做到數(shù)據(jù)共享，從而根據(jù)幾個(gè)交通路口的