【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 排除故障。 這些都是繼電器 無(wú)法比擬的。 6. 體積小，能耗低 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，小型 PLC 的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的確1/21/10。 PLC 的配線(xiàn)比繼電器控制系統(tǒng)的配線(xiàn)要少得多，故可以省下大量的配 線(xiàn)和附件，減少大量的安裝接線(xiàn)工時(shí)，可以減少大量費(fèi)用。 將 PLC 用于對(duì)交通信號(hào)燈的控制，主要是考慮其具有對(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的實(shí)現(xiàn)。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。由于 PLC 本身具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號(hào)燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車(chē)輛通行等候時(shí)間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。 綜合以上優(yōu)點(diǎn) ,本設(shè)計(jì)采用 可編程序控制器控制 系統(tǒng)。 5 3 系統(tǒng)硬件 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的組成框圖 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 圖 交通燈控制系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)圖 交通燈控制系統(tǒng)主要由 啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、急車(chē)強(qiáng)通按鈕、 PLC 和信號(hào)燈構(gòu)成。通過(guò) PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的控。 交通燈的控制過(guò)程 信號(hào)燈受啟動(dòng)及停止按鈕的控制，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)工作，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài)，所有信號(hào)燈都熄滅。 交通燈示意圖如圖 所示，在東西南北兩個(gè)方向均安裝信號(hào)燈，兩個(gè)方向各 6 個(gè)燈，分為三個(gè)方向紅、黃、綠三種顏色。 ： (1)南 北主干道 直行綠 30S 綠閃 3S 黃 2S 紅 55S 左轉(zhuǎn) 紅 35S 綠 10S (2)東西 人行道 綠 27S 綠閃 5S 紅 55S (3)東西主干道 紅 55S 左轉(zhuǎn)綠 10S 紅 35S 直行綠 30S 綠閃 3S 黃 2S (4)南北 人行道 紅 55S 綠 27S 綠閃 5S （單循環(huán)周期 90 秒） (1)南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有左行綠燈 10S，直行綠燈 27S，綠燈閃亮 3S，黃燈 2S 和紅燈 55S。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。 (2)南北向和東西向人行道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北向主干道直行綠燈點(diǎn)亮 3S 后才允許點(diǎn)亮，然后接 5S 綠閃，其他時(shí)間為紅燈；同樣，東西人行道通行綠燈于東西向主干道直行綠燈點(diǎn)亮 3S 后才允許點(diǎn)亮，然后接 5S 綠閃，其它時(shí)間為紅燈。 (1)急車(chē)強(qiáng)通信號(hào)受急車(chē)強(qiáng)通開(kāi)關(guān)控制。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。隨后按正常時(shí)序控制。 (2)急車(chē)強(qiáng)通信號(hào)只能響應(yīng)一路方向的來(lái)車(chē)，若兩個(gè)方向先后來(lái)急車(chē)，則響應(yīng)先來(lái)的一方，隨后再響應(yīng)另一方。 圖 交通燈示意圖 7 PLC 的選型 和 CPU 的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)共需要 I/O 點(diǎn)數(shù)為 4 輸入 /14 輸出。具體需要的輸入輸出點(diǎn)數(shù)如表 和表 所示。 表 輸入表 序號(hào) 輸入信號(hào)名稱(chēng) 文字 符號(hào) 1 啟動(dòng)按鈕 SB1 2 停止按鈕 SB2 3 急車(chē)強(qiáng)通按鈕 1 SB3 4 急車(chē)強(qiáng)通按鈕 2 SB4 表 輸出表 序號(hào) 輸出信號(hào)名稱(chēng) 文字 符號(hào) 1 南北左轉(zhuǎn)綠 HL2 2 南北左轉(zhuǎn)紅 HL13 3 東西左轉(zhuǎn)綠 HL16 4 東西左轉(zhuǎn)紅 HL6 5 南北直行綠 HL9 6 南北直行黃 HL14 7 南北直行紅 HL3 8 東西直行綠 HL4 9 東西直行黃 HL10 10 東西直行紅 HL7 11 南北人行綠 HL12 12 南北人行紅 HL5 13 東西人行綠 HL1 14 東西人行紅 HL8 8 根據(jù)表 和表 可以確定 PLC 以及 CPU 的選型。 對(duì)于這種 中小型自動(dòng)控制中，應(yīng)用德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的 S7200 系列 PLC 無(wú)疑是十分明智的選擇。 因?yàn)樗w積小，速度快，標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，可靠性高。 在主機(jī)模塊中，常用的主機(jī)有 CPU222， CPU224， CPU226 三種。 方案一：若選擇 CPU222 作為主機(jī)，由于 CPU222 有 8 輸入 /6 輸出，與此設(shè)計(jì)的 4輸入 /14 輸出相差 8 點(diǎn)數(shù)字量輸出。還需要擴(kuò)展 8 點(diǎn)數(shù)字量輸出。 方案二：若選擇 CPU224 作為主機(jī)，仍然缺少 4 點(diǎn)數(shù)字量輸出，和前者相比， CPU224的存儲(chǔ)容量增大了一倍，它可以有 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，并且有內(nèi)置時(shí)鐘，有更強(qiáng) 的模擬量和高速計(jì)數(shù)處理能力。是使用的相對(duì)較多的 S7200 產(chǎn)品。 方案三：如果選用 CPU226 作為主機(jī)， CPU226 主機(jī)為 24 輸入 /16 輸出，與 4 輸入 /14輸出較為接近 。和 CPU224 相比， CPU226 增加了通訊口的數(shù)量，使得它的通信能力大大增強(qiáng)，可以用于點(diǎn)數(shù)較多，要求較高的小型或者中型控制系統(tǒng)。 經(jīng)過(guò)價(jià)格、性能、數(shù)字量 的比較，以及設(shè)計(jì)的要求等多方面的考慮，選擇 CPU226作為主機(jī)是最合理的。 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。該程序有 4 個(gè)輸入、 14 個(gè)輸出、 14 個(gè)定時(shí)器考慮余量后需要內(nèi)存 1KB。 9 I/O 分配表 如表 、表 所示， 分配主機(jī) CPU226 的地址 。 表 輸入地址 分配 表 表 輸出地址 分配 表 序號(hào) 輸出信號(hào)名稱(chēng) 文字符號(hào) 輸出地址 1 南北左轉(zhuǎn)綠 HL2 2 南北左轉(zhuǎn)紅 HL13 3 東西左轉(zhuǎn)綠 HL15 4 東西左轉(zhuǎn)紅 HL6 5 南北直行綠 HL9 6 南北直行黃 HL14 7 南北直行紅 HL3 8 東西直行綠 HL4 9 東西直行黃 HL10 10 東西直行紅 HL7 11 南北人行綠 HL12 12 南北人行紅 HL5 13 東西人行綠 HL1 14 東西人行紅 HL8 序號(hào) 輸入信號(hào)名稱(chēng) 文字符號(hào) 輸入地址 1 啟動(dòng)按鈕 SB1 2 停止按鈕 SB2 3 急車(chē)強(qiáng)通 按鈕 1 SB3 4 急車(chē)強(qiáng)通按鈕 2 SB4 10 PLC 電源 PLC 電源采用 外接交流 220V 供電，內(nèi)部 24V 直流供電。 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)。 通信系統(tǒng) 西門(mén)子 S7200 PLC 的通信功能較強(qiáng)，自由端口模式是計(jì)算機(jī)或其它帶有串行通信接口的設(shè)備與 S7200 CPU