基于plc的交通信號燈控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-19 01:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 測器2檢測器8檢測器7檢測器4檢測器3檢測器1 交通路口檢測車流量流程圖本課題研究的PLC控制交通系統(tǒng)實現(xiàn)了交通十字路口信號燈指揮的自動控制，保證了車輛的順暢通行和安全。本次設(shè)計采用西門子S7200的PLC對路口的交通信號燈進行控制，該種PLC有通信能力強、廉價、靈活的特點。傳感器采用壓電式傳感器來采集車流量信號，PLC主要通過改變交通信號燈的閃爍時間長短來完成對交通的指揮。通過PLC計算傳感器所檢測出的車流量，將其作為輸入，從而通過PLC來改變紅綠信號燈亮的時間長短。PLC的輸入是各個路口檢測出來的車輛數(shù)，輸出時十字路口交通信號燈的時長。2. 系統(tǒng)的研究硬件設(shè)備 傳感器的分類與選擇傳感器（transducer/sensoer）是一種檢測裝置，一種能夠感受到被測量的信息，并能夠?qū)z測到的信息，按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚱渌问叫盘栞敵?，來滿足信息的傳送、處理、儲存、顯示、記錄和控制等要求。傳感器由敏感元件，傳感元件和測量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。它是實現(xiàn)自動監(jiān)測和自動控制的主要環(huán)節(jié)。傳感器由很多種類包括電阻、電容、電感、光柵、熱電偶、超聲波、激光、紅外線、光導(dǎo)纖維等傳感器。電阻式傳感器是指把位移、力、壓力、加速度等被測量變化轉(zhuǎn)換成電阻變化的傳感器。是冶金、電力、交通、石化、商業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和國防等部門進行自動稱重、過程檢測和實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不可缺少的工具之一。紅外線傳感器利用紅外線的物理性質(zhì)來進行測量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，反應(yīng)快等優(yōu)點。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。壓電傳感器是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的壓電效應(yīng)制成的傳感器。所謂壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變（包括彎曲和伸縮形變）時，由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，會在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。壓電式傳感器的應(yīng)用:壓電傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量小、功耗小、壽命長，特別是它具有良好的動態(tài)特性，因此適合有很寬頻帶的周期作用力和高速變化的沖擊。（1）力測量 壓電式傳感器主要利用石英晶體的縱向和剪切的壓電效應(yīng)，因為石英晶體剛度大、滯后小，靈敏度高、線性好，工作頻率寬、熱釋電誑應(yīng)小。力傳感器除可測單向作用力外還可利用不同切割方向的多片晶體 依靠其不同的壓電效應(yīng)測量多方向力，如空間作用力3個方向的分力Fx、Fy、Fz。（2）壓力測量：壓電式壓力傳感器主要利用彈性元件（膜片、活塞等）收集壓力變成作用于晶體片上的力，因為彈性元件所用材料的性能對傳感器的特性有很大影響。（3）加速度測量：壓電式加速度傳感器是利用質(zhì)量塊m由預(yù)緊力壓在晶體片上，婁被測加速度a作用時，晶體處會受到慣性力F=ma,由此產(chǎn)生壓電效應(yīng)，因此質(zhì)量塊的質(zhì)量決定了傳感器的靈敏度，也影響著傳感器的高頻響應(yīng)。壓電傳感器只能用于動態(tài)測量：由于外力作用在壓電元件上產(chǎn)生的電荷只有在無泄漏的情況下才能保存，即需要測量回路具有無限大的輸入阻抗，這實際上是不可能的，因此壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測量。壓電元件在交變力的作用下，電荷可以不斷補充，可以供給測量回路以一定的電流，故只適用于動態(tài)測量（一般必須高于100Hz，但在50kHz以上時，靈敏度下降）。 傳感器的工作原理壓電式傳感器核心部件主要由壓力檢測體和放大電路組成。： 壓電傳感器工作原理圖 PLC的選型以東方為例，這一方向上的車子進入路口時首先要經(jīng)過檢測器1，檢測器1受傳感器產(chǎn)生的信號后輸出一個脈沖信號給PLC，PLC可以記錄下來從東方過才來的車輛數(shù)。車輛到達路口時，檢測器2同樣受到傳感器產(chǎn)生的信號后輸出一個脈沖信號給PLC，PLC同樣記錄下來去往東方的車輛數(shù)。這樣進入的車輛數(shù)減去駛出的車輛數(shù)可以得到該方向上的車輛滯留數(shù)。同樣原理其他三個方向也可以得到各方向上的車輛滯留數(shù)。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8路口車輛PLC按程序控制路口交通信號燈顯示時間 控制信號交通信號燈十字路口車流量反饋 車流量監(jiān)測和PLC控制程序原理圖，本研究課題的主要思路是：在距離十字路口各個方向上2
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