【正文】 64MR― 001 型 PLC，如圖所示，該接線的輸入采用 220V 的交流，而輸出則采用 12V 的直流端口分配為： 輸入設(shè)備 輸入點接口 輸出設(shè)備 輸出點接口 啟動按鈕 X0 南北方向綠燈（ 2 個） Y1 北方計數(shù)器輸入 X1 南北方向黃燈（ 2 個） Y2 南方計數(shù)器輸入 X2 南北方向紅燈（ 2 個） Y3 西方計數(shù)器輸入 X3 東西方向綠燈（ 2 個） Y4 智能交通燈設(shè)計 18 東方計數(shù)器輸入 X4 東西方向黃燈（ 2 個） Y5 停止按鈕 X5 東西方向紅燈（ 2 個） Y6 交通燈各種情況的時序分析 根據(jù)上面的設(shè)計可以知道，每一次當一個方向的綠燈持續(xù) 30s，另一個方向的紅燈持續(xù) 30s 后會經(jīng)行一次判斷，判斷的結(jié)果有兩種，而在經(jīng)過另一個 30s后會進行另一次判斷，判斷的結(jié)果又有兩種。倘若綠燈沒有變，計數(shù)器的讀數(shù)應(yīng)該是在前一個 30s 的基礎(chǔ)上相加而得來的。東西方向的綠燈持續(xù) 30s，南北方向的紅燈持續(xù) 30s，且 30s 后將東西方向的車流量與南北方向的車流量進行比較，比較的結(jié)果如上，如此循環(huán)往復。然后 南北綠燈 閃 爍 3S，熄滅。 25S。接近開關(guān)與電纜接近部位采用強化電纜使其彎曲度和使用壽命是一般開關(guān)的 9 倍以上。 信號采集：發(fā)光二極管的 PN 節(jié)處通過管殼的玻璃窗口能夠接受外部光源從而將光信號轉(zhuǎn)變成電信號。它具有一些顯著的特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合 世界各個國家不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，因此在選定的過程中，他有著廣泛的選定范圍。 ⑶ 功能模塊。 用戶程序是指根據(jù)不同的工作要求，用戶用 PLC 程序語言編制的應(yīng)用程序，以實現(xiàn)各種控制要求。骨骼是支撐整個身軀的硬性指標，沒有骨骼其他的就無從說起，而血肉也是一個人正?；顒铀仨毜?。 。對于特定廠家生產(chǎn)的 PLC，其編程語言不同，若 PLC 可用多種語言編程，則其可移植性較好。 ⑶ 程序執(zhí)行完后的輸出映像寄存器的值決定了下一個掃描周期的輸出值，而在程序執(zhí)行階段，輸出映像寄存器的值即可以作為控制程序執(zhí)行的條件，同時又可以被程序修改用于存儲中間結(jié)果或下一 個掃描周期的輸出結(jié)果。用戶可以鎖定 或者開鎖 I/O 接口，而且鎖定后， I/O 接口的掃描過程便不再運行。 。而用戶可以根據(jù)自己的需要來修改 WDT，它的數(shù)值在 100到 200，而且設(shè)計人員可以通過標志位來處理錯誤的結(jié)果。 PLC 由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分組成。可以進行數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表等一系列操作，也可以通過通信設(shè)備傳輸?shù)絼e的設(shè)備。 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。 另外為了提高操作性能，它還有多種人 機對話的接口模塊 。 打印機 計算機 盒式磁帶機 條碼掃描儀 輸出設(shè)備 輸入設(shè)備 圖 21 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 的特點和應(yīng)用領(lǐng)域 PLC 的特點 高可靠性 （ 1）所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。為防 智能交通燈設(shè)計 6 止 PLC 內(nèi)部重要數(shù)據(jù)的丟失， PLC 還帶有鋰電池作為后備電源。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。其中小中型 PLC 一般采用微處理器或單片機，而大型的 PLC 大多采用高速位片 式處理器。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。采用順序功能圖與梯形圖相結(jié)合的方法設(shè)計程序。要實現(xiàn)預(yù)期目的的初期設(shè)想是在十字路口東西南北各個 方向上安裝光電計數(shù)器，以 此來統(tǒng)計各個路口的車流量，再將數(shù)據(jù)輸入計算機中央控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進 行分析，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)，智能化的判斷各個交通路口的擁堵情況，從而通過PLC 控制系統(tǒng)來適當?shù)恼{(diào)整紅綠燈的讀秒時間。經(jīng) 智能交通燈設(shè)計 2 過 30 年的發(fā)展，美國、歐洲、日本成為世界 ITS 研究的三大基地。黃燈等一等，黃燈車道的車輛必須減速， 但車輛已 十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口 。 交通燈控制系統(tǒng)的發(fā)展有著悠久的歷史，伴隨著人類工業(yè)文明的發(fā)展，汽車以及其他各種交通工具呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。 13 它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。同時， PLC 本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時間，實現(xiàn)科學化管理。 4 PLC 的基本概念和基本結(jié)構(gòu) 19 運行與調(diào)試 30 第四章 總結(jié)與展望 33 智能交通燈設(shè)計 1 第一章 緒 論 引言 目前，我國許多大中城市的交通壓力都非常大。1968 年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》 對交通燈的各種意義做出了明確的規(guī)定 ， 綠燈行，綠燈車道的車輛可直行可左拐可右拐，如果前面有禁止標志的則除外。 1991 年美國通過 “ 地面交通效率法 ” （ ISTEA），俗稱 “ 冰茶法案 ” ，從此美國 的 IVHS 研究開始進入宏觀運作階段。 70 年代中至 80 年代初，主要是進行城市交通信號控制試驗研究， 80 年代中至 90 年代初，在一些大城市引進和消化 城市交通信號控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了一些（高速）公路監(jiān)控系統(tǒng)、高等級公路電子收費系統(tǒng)和路邊信息服務(wù)系統(tǒng)。 本設(shè)計的 上位機采用 PC 機，通過安裝在十字路口的監(jiān)控設(shè)備以及移動電子監(jiān)控設(shè)備，對各個十字路口的安全狀況進行監(jiān)控。一部數(shù)字電子計算機若是從事執(zhí)行 PC之功能著，亦被視為 PC，但不包括鼓式或類似的機械式順序控制器。它 的主要功能如下： ⑴ 接受和儲存用戶程序和數(shù)據(jù) ⑵ 掃描現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，存入數(shù)據(jù)區(qū) ⑶ 檢測和診斷電源， PLC 內(nèi)部電路工作狀態(tài)和程序中的語法錯誤 ⑷ 從存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過指令解釋后，去開啟或關(guān)閉相關(guān)控 智能交通燈設(shè)計 5 制電路，完成相關(guān)的邏輯運算和算術(shù)運算。常用的存儲器類型有 CMOS RAM、 EPROM、 PLC 系統(tǒng)，用戶不能直接存儲，因此 PLC 產(chǎn)品中所說的存儲類型及其容量，是指 用戶程序存儲器而言。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供不同等級的直流電源。 現(xiàn)在，很多 PLC 都可以用計算機作為編程工具，在計算機上直接生成和編輯梯形圖或指令表，并可以實現(xiàn)其轉(zhuǎn)換。 （ 7）大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進一步提高。 安裝簡單，維修方便 PLC 不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。 。一個掃描的周期包括輸入、執(zhí)行、處理、自診斷、輸出等過程。 PLC 的自監(jiān)視過程不僅可以保障設(shè) 備還可以實時的反映故障。只要機器是正常運行的，那么，該掃描過程會移植存在。輸入映像寄存器控制輸入值，而輸出映像寄存器則保存運算的結(jié) 智能交通燈設(shè)計 9 果。同樣，輸出鎖存 器會鎖定輸出映像寄存器，通過輸出電路，這一結(jié)果會被輸出。各 PLC 廠家為了縮小延遲采取了很多措施，編程人員應(yīng)對所使用型號的 PLC的延遲時間的長短很清楚，它是進行 PLC 選型時的重要指標。 。 。編譯程序則是把程序語言翻譯成機器語言的程序。用于控制主程序的運行方式及個組織模塊的組織關(guān)系。 ⑸ 數(shù)據(jù)模塊。而東西南北每個方向各有紅綠黃燈一個，一起總共有交通信號燈 12 個，也就是需要 12 個輸出接口。即接近傳感器是電感型的，即通過電磁波，來感應(yīng)經(jīng)過傳感器檢測面附近的金屬物體 。十字路口的情況以及光電計數(shù)器的鋪設(shè)狀況如圖： 圖 34 十字路口光電計數(shù)器的鋪設(shè)情況 設(shè)計思路 正常時序時：交通燈控制系統(tǒng)的 控制要求如下 ，當起動開關(guān)接通時，信號系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 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： 圖 37 各交通燈路口的時序情況 智能交通燈設(shè)計 19 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： 圖 38 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 20 圖 39 梯形圖 圖 310 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 21 圖 311 梯形圖 圖 312 梯形圖 圖 313 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 22 圖 314 梯形圖 圖 315 梯形圖 圖 316 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 23 圖 317 梯形圖 圖 318 梯形圖 圖 319 梯形圖 智能交通燈設(shè)計 24 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 25 31 OUT T6 K30 34 LD T6 35 OUT T7 K30 38 LD M100