【正文】 [1] 張偉林 .電氣控制與 PLC 應用 .北京：人民郵電出版社 . 第一版 [2] 張運鋼等 .三菱 FX2NPLC 技術與應用 .北京：人民郵電出版社， 20xx [3] 史宜巧等 .PLC 技術及應用項目教程 .北京：中國機械工業(yè)出版社 . 第一版 [4] 學校 VPN 資源服務（每天 16： 30 之后用你的用戶名、密碼登錄校園網(wǎng) 數(shù)字校園 VPN 資源服務 校內(nèi)電子資源共 4 個，可以打開查找相關文章并免費下載 ） [5] 百度文庫： [6] 電氣控制與 PLC 原理及應用，林春方主編，上海交通大學出版社， 20xx [7] 李偉《機床電器與 PLC》西安：西安電子科技大學出版社， 20xx [8] 社會交通與社會發(fā)展，黎德?lián)P， 20xx [9] 常斗南《可編程序控制器》原理 總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。其次，畢業(yè)設計的指導是老師檢驗其教學效果，改進教學方法，提高教學質(zhì)量的絕好機會。 PLC 硬件電路圖 20 PLC 硬件電路圖 如圖 COM X5 SB6 圖 輸入 / 輸出接線圖 X0 SB1 X1 SB2 X2 SB3 X3 SB4 X4 SB5 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y0 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 L N COM FX2N32MR 21 20=Z1Z2=20 否 是 東西道 南北道 直行道 左轉(zhuǎn)道 直行道 左轉(zhuǎn)道 綠燈亮 20s 閃 3s 黃燈亮 2s 紅燈 75s 紅燈 25s 綠燈亮 20s s 閃 3s 黃燈 2s 紅燈 50s 紅燈 50s ss 綠燈 20s 閃爍 3s 黃燈 2s 紅燈 25s 紅燈 75s 綠燈 20s 閃爍 3s 黃燈 2s 開始 圖 基本控制流程圖 Z1Z220 檢測開關SB3 自動閉合 南北直通綠燈增加 5s 東西左轉(zhuǎn)綠燈加 5s 是 否 檢測開關SB4 自動閉合 東西直通綠燈增加 5s 東西左轉(zhuǎn)綠燈加 5s 4 PLC 軟件編程設計 GX Developer 是三菱 PLC 的編程軟件。這種對輸入、輸出狀態(tài)的集中處理過程，稱為批處理，這是 PLC 工作的重要特點。 PLC 程序一般用梯形圖形式表示。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。性能高體積小， 易操作 ， 價格中等 ， 市場使用率極高 ， 兼容性好。在基本單元上連接擴展單元或擴展模塊 ,可進行 16256 點的靈活輸 入輸出組合。 (5)體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 PLC 的特點 （ 1）抗干擾能力強，可靠性高 繼電接觸器控制系統(tǒng)雖具有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸頭，使設備連線復雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動及觸頭在開閉時受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。 （ 4）數(shù)據(jù)處理 在機械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的 PLC 和計算機數(shù)值控制（ CNC）設備緊密結合的趨向。如注塑機、印刷機械、訂書機械、隨著電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展， PLC 的功 能也越來越強大，更多地具有計算機的功能，所以又簡稱 PC（ PROGRAMMABLE CONTROLLER），但是為了不和 切紙機械、組合機床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。于 1977 年開始工業(yè)應用。為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在 1969 年 公開招標，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項招標指標，即： 1)．編程方便，現(xiàn)場可修改程序； 2)．維修方便，采用模塊化結構； 3)．可靠性高于繼電器控制裝置； 4)．體積小于繼電器控制裝置； 5)．數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機； 6)．成本可與繼電器控制裝置競爭； 7)．輸入可以是交流 115V； 8)．輸出為交流 115V， 2A 以上，能直接驅(qū)動電磁閥，接觸器等； 9)．在擴展時，原系統(tǒng)只要很小變更； 10)．用戶程序存儲器容量至少能擴展到 4K。 PLC 是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種數(shù)字運算操作的電子裝置 ,是帶有存儲器 ,可以編制程序的控制器。急車一過，將急車強通開關斷開，控制燈恢復正常，急車強通信號只能響應一路方向的急車，若兩個方向先后來急車，則響應先來的一方，隨后再響應另一方。東西方向則是先直通綠燈亮 20S，閃爍 3S，黃燈亮 2，然后紅燈亮 25S，此時東西左轉(zhuǎn)燈紅燈先亮 25S，然后左轉(zhuǎn)綠燈亮 20S，閃爍 3S，黃燈亮 2S, 然后東西直通紅燈和左轉(zhuǎn)紅燈都亮 50S， 控制過程 如圖 。 圖 十字路口傳感檢測器布置 設 Z1Z220，則南北方向繁忙，東西一般，南北直行綠燈時長加 5s,南北左轉(zhuǎn)綠燈時長加 5s，東西紅燈時長加 10s。 智能交通的發(fā)展是現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的客觀要求，交通運輸是國民經(jīng)濟和現(xiàn)代社會發(fā)展的基礎。這種流量變化的偶然性是無法建立準確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應控制的交通燈。 9 我國城市交通的發(fā)展現(xiàn)狀 目前設計交通燈的方案有很多，有應用 CPLD 設計實現(xiàn)交通信號燈控制器方法；有應用 PLC 實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的設計；有應用單片機實現(xiàn)對交通信號燈設計的方法。超聲波檢測器主要在日本等少數(shù)國家得到廣泛應用。 1928 年，上述系統(tǒng)經(jīng)過改進，形成“靈活步進式”定時系統(tǒng) 。 交通燈的發(fā)展史 城市道路交通自動控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號控制技術為前導，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預期的作用。由于 交通系統(tǒng)是一個具有隨機性、模糊性和不確定性的控制系統(tǒng)，汽車數(shù)量的直線上升及現(xiàn)有的定時切換控制交通方式的局限性都使得我們有必要尋求一種智能的交通控制系統(tǒng)。但交通系統(tǒng)是一個具有隨機性、模糊性和不確定性的控制系統(tǒng)，汽車數(shù)量的直線上升及現(xiàn)有的定時切換控制交通方式的局限性都使得我們有必要尋求一種智能的交通控制系統(tǒng)，本設計希望利用PLC 和探測器 (即電磁感應線圈 )探測出汽車的流量后自動調(diào)節(jié)紅綠燈的時長，實現(xiàn)優(yōu)化交通疏導，達到自適應智能控制的目的。 比較傳統(tǒng)的定時交通燈控制與智能交通燈控制， 最大限度地減少車輛滯留現(xiàn)象，較好地解決了車流量不均衡、不穩(wěn)定問題 ,提高了公路交通通行率，較全球定位系統(tǒng)而言成本更低 ,從而也充分的利用了有限的人力和物力資源 。 但是完善路網(wǎng)來緩解交通擁擠不是短時間所能解決的，目前急需做的是進一步挖掘網(wǎng)的潛力并改善交通現(xiàn)狀 ，特別是改善交通信號的控制。世界上第一臺交通自動信號燈的誕生，拉開了城市交通控制的序幕， 1868 8 年，英國工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺紅綠兩色的煤氣照明燈，用來控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號燈幾乎銷聲匿跡了近半個世紀。 20 世紀 30 年代初，美國最早開始用車輛感應式信號控制器，之后是英國，當時使用的車輛檢測器是氣動橡皮管檢測器。傳統(tǒng)的城市道路交通控制指的是區(qū)域交叉口信號燈控制，而城市交通的區(qū)域協(xié)調(diào)控制，是在整個城市范圍內(nèi)對交通進行控制，這無論是從理論角度還是實踐角度，都是一個極其復雜的大系統(tǒng)控制問題。但是隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。為此， 需要一種新型的控制方法才 能較好地解決這個問題。用可編程控制器實現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設計方法，實 驗證明該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟，能夠有效地疏導交通，提高交通路口的通行能力。 表 綠燈時長控制 繁忙 一般 繁忙 正常 東西直行綠燈加 5s,東西左轉(zhuǎn)綠燈加 5s 一般 南北直行綠燈加 5s,南北左轉(zhuǎn)綠燈加 5s 正常 以上車輛的計數(shù)和車流量的比較及綠燈時間長度控制全部由 PLC 完成，見圖 感應控制原理框圖。 南北車道擁擠時，檢測開關 SB3 自動閉合，智能交通燈會增加南北車道綠南北 綠燈時長 東西 檢測器 1檢測器 2 檢測器 3檢測器 4檢測器 5檢測器 6檢測器 7檢測器 8PLC確定各路口綠燈時長交通信號燈各路口車輛信息按控制原則發(fā)出控制信號交通流 12 燈 5s 的時間，減少東西車道綠燈 5s 時間，同樣交通 燈的整體周期不變，再循環(huán)。PLC 從原來具有邏輯控制、順序控制等功能，發(fā)展到現(xiàn)在已具有模擬量輸入 /輸出、定位控制、旋轉(zhuǎn)角度檢測、高速計數(shù)、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能。事實上 ,PLC就是以嵌入式 CPU 為核心 ,配以輸入 ,輸出等模塊 ,可以方便的用于工業(yè)控制領域的裝置。到 1971 年，已經(jīng)成功地應用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。 PLC 及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當?shù)乃俣群图铀俣?，確保運動平滑 。通過窗口軟件，用戶可以獨自編程，由 15 PLC 送至 CNC 設備使用。 而 PLC 采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和復雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用 PLC 的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。 FX2N 系列 PLC 是日本三菱公司繼 F1,F2 系列 PLC 后行推出的小型機。可根據(jù)電源及輸出形式 ,自由選擇。10ms 定時器 46 點， T200— T245。輸入接線端是 PLC 與外部的開關、按鈕、傳感器轉(zhuǎn)換信號等連接的端口。 （ 3）輸出部分 這部分的作用是驅(qū)動外部負載。 光電開關（光電傳感器）是光電接近開關的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。 改程序梯形圖和語句表就可以用該軟件完成。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的大概總結，但是真的面對畢業(yè)設計時發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。 30 8 致謝 在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨