【正文】 .................................. 13 PLC 的軟件系統(tǒng) ..................................................................................... 14 第三章基于 PLC的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 ................................................................... 17 PLC型號的選定以及可行性分析 ....................................................................... 17 ............................................................................................ 17 光電計數(shù)器的原理 .................................................................................. 17 光電計數(shù)器的選擇 .................................................................................. 18 ............................................................................................ 19 交通燈各種情況的時序分析 ............................................................................... 24 運行與調(diào)試 ....................................................................................................... 36 第四章 設(shè) 計 總 結(jié) ...................................................................................................... 37 參 考 文 獻 .................................................................................................................. 38 致 謝 ........................................................................................................................... 39 智能交通燈設(shè)計 3 摘 要 PLC 可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。各種交通工具的大量使用使得人們的出行更加方便，但隨之而來的是交通的壓力越來越大，各個路口對于對于交通指揮系統(tǒng)的需求大量增加。交通燈的使用大大緩解了交通壓力，使得城市的擁堵顯現(xiàn)得到了一定程度的緩解，使人們的出行現(xiàn)狀得到了改善。如果 想要 經(jīng)行 離線優(yōu)化，必須采用大量的路網(wǎng)幾何和交通數(shù)據(jù)流。 英國 SCOOT 路面控制系統(tǒng) 在 TRANSYT 系統(tǒng) 改進和改良的基礎(chǔ)之上，通過 8 年的研究，英國道路交通研究所又設(shè)計出了一款自適應(yīng)的 SCOOT 路面控制 系統(tǒng) ，其全名為動態(tài)交通控制系統(tǒng)。通過對超聲波、雷達、紅外檢測器、直升機、攝像機等信息收集系統(tǒng)收集來的信息進行分析，該控制系統(tǒng)可以利用后臺 許許多多的計算機網(wǎng)絡(luò)進行高速的運算，通過這種流量分析以及提前的預(yù)定方案的選擇，可 智能交通燈設(shè)計 7 以實時的指揮路面各個交通燈路口的紅綠燈情況。 1980 年，美國電氣制造協(xié)會正式將其命名為可編程控制器，簡稱 PC。 PLC 中采用的 CPU 一般有三大類：通用處理器、單片機芯片和微處理器。PLC 的對外功能，主要是通過各種 I/O 接口模塊與外界聯(lián)系的，按 I/O 點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。小型 PLC 的電源往往和 CPU 單元合為一體，大中型PLC 都有專門的外部電源部件，驅(qū)動 PLC 負載的直流電源一般由用戶 提供。 PLC 還包含有一些其他的外部設(shè)備，如合適磁帶機、打印機、 EPROM 寫入器等。大量中間繼電器、 時間繼電器、計數(shù)器的使用使得安裝、設(shè)計、接線的工作大大減少。大量的使用半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路，這個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、功率低。 。它的過程如圖 22 所示。當(dāng)一個掃描周期開始時， PLC 中的硬件計時器會自動的更新。掃描過程的時間與用戶程序的長短有著密切的關(guān)系。未來滿足現(xiàn)場施工和運作的要求，PLC 支持 I/O 接口可受用戶控制的特點。 ⑵ 輸入映像寄存器的內(nèi)容是設(shè)備驅(qū)動的，在程序執(zhí)行過程中的一個工作周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變， CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像積存的值來控制程序的執(zhí)行。 PLC 常用的編 程語言有梯形圖、語言表、流程圖等。對于一般的邏輯操作指令，一條指令占一個字節(jié)，而對于計時、計數(shù)和位移等則要占用兩個字節(jié)，數(shù)據(jù)操作通常要占用 2~4 個字節(jié)。 PLC 的軟件系統(tǒng) PLC 的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)是相輔相成的，就像一個人的骨骼和血肉一樣。根據(jù)要完成不同的共組來選擇不同的功能模塊。按電氣控制的要求，把不同的控制內(nèi)容劃分為程序段。 智能交通燈設(shè)計 16 智能交通燈設(shè)計 17 第三章基于 PLC 的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC 型號的選定以及可行性分析 本設(shè)計擬采用三菱 FX2― 64MR― 001 型 PLC,此型號是 PLC 家族中最先進的PLC 之一。 光電計數(shù)器的原理 光電計數(shù)器是通過光感應(yīng)器將物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栠M而進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計的一種器械，現(xiàn)在市面上的觀點感應(yīng)器種類繁多，其基本原理如圖： 圖 31 光電計數(shù)器的基本原理 信號產(chǎn)生：由發(fā)光二極管將電信號轉(zhuǎn)化成光信號，有電流經(jīng)過時會發(fā)出光來。該產(chǎn)品的抗噪能力強，漏電流為 ，殘留電壓 以下。 ，如果同時亮 則信號系統(tǒng)應(yīng)該停止運行 ，并報警。南北綠燈亮 25S。 30s 后，南北方向的計數(shù)器讀數(shù)相加得到數(shù)據(jù)N2，東西方向的計數(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。在比較南北方向的車流量與東西方向的車流量的過程中，要保持車流量大的一方通行的時間盡量長一些。但是這項計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?，F(xiàn)就第二種情況對交通燈經(jīng)行時序分析，分析結(jié)果如下： 智能交通燈設(shè)計 25 圖 37 各交通燈路口的時序情況 主程序的設(shè)計 在主程序的設(shè)計過程中，由于要用到各種計時器，計數(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以及其所對應(yīng)的意義先給出： X0 啟動按鈕 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 T1 東西紅燈定時 T2 東西綠燈平光 T3 東西綠燈閃爍 T4 東西黃燈定時 T5 南北綠燈平光 T6 南北綠燈閃爍 T7 南北黃燈定時 具體的程序設(shè)計圖如下： 智能交通燈設(shè)計 26 圖 38 梯形圖 圖 39 梯形圖 圖 310 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 27 圖 311 梯形圖 圖 312 梯形圖 圖 313 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 28 圖 314 梯形圖 圖 315 梯形圖 圖 316 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 29 圖 317 梯形圖 圖 318 梯形圖 圖 319 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 30 圖 320 梯形圖 運行程序語句表： 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 31 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 32 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 AN