【文章內(nèi)容簡介】 部均配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，因此通過PLC控制可對交通燈實(shí)施全天候無人化管理。另外因?yàn)镻LC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，所以可以將同一條道路上的交通燈組成局域網(wǎng)進(jìn)行的統(tǒng)一調(diào)度管理，這樣就可以縮短車輛等候時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。正是由于PLC較之單片機(jī)及其它控制的種種優(yōu)點(diǎn)，以PLC取代城市現(xiàn)有的交通燈控制方法是勢在必行的。城市的交通系統(tǒng)是一種時(shí)刻變化且非線性的系統(tǒng)。以往的交通控制方面的研究多傾向于實(shí)際操作的考慮而非基于理論控制的方法。近年來，隨著眾多研究控制理論的學(xué)者教授的參與，城市交通的自動(dòng)控制領(lǐng)域方面的研究出現(xiàn)了新的思路和方法，人工智能是新的研究方法之一。人工智能是將PLC控制與智能化計(jì)算機(jī)結(jié)合，利用模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的技術(shù)進(jìn)行十字路口交通信號燈控制能夠取得比定時(shí)控制更為有效的結(jié)果。這是今后的交通信號燈的主要研究方向。將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制兩者結(jié)合起來用于十字路口交通信號燈的控制將很有可能成為今后交通信號燈控制研究的重點(diǎn)，所以對其進(jìn)行一次系統(tǒng)全面的研究是十分必要的。 課題研究的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要研究了基于PLC的十字路口交通信號燈控制。十字路口信號燈系統(tǒng)的具體構(gòu)成元素包括：東、西、南、北方向四個(gè)主干道直行“紅綠黃”燈。當(dāng)按下按鈕后，東西方向的綠燈亮5秒，閃爍2秒后滅，黃燈亮2秒后滅，然后紅燈亮9秒后滅，如此循環(huán)。而對東西方向綠燈、紅燈、黃燈亮?xí)r，南北方向的紅燈亮9秒后滅，接著綠燈亮5秒，閃2秒，黃燈亮2秒后滅，如此循環(huán)。本設(shè)計(jì)的研究技術(shù)路線如圖所示：研究了解信號燈的工作原理和動(dòng)作規(guī)律查閱相關(guān)資料并選擇適合本課題的技術(shù)確定PLC的技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求并設(shè)計(jì)出PLC的控制程序依照自己的設(shè)計(jì)做出總體布局設(shè)計(jì)完成PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖繪制編寫畢業(yè)論文設(shè)計(jì)技術(shù)路線第2章 控制系統(tǒng)總體方案與技術(shù)要求 系統(tǒng)的基本要求 信號燈的基本構(gòu)成十字路口交通的具體的交通燈分布如圖所示，在十字路口的東、西、南、北方向裝有主干道直行“紅綠黃”燈。交通燈分布1. 南北主干道南北主干道的交通燈有3個(gè)，分別是直行紅燈、直行綠燈和直行黃燈。2. 東西主干道東西主干道的交通燈也是3個(gè)，分別是直行紅燈、直行綠燈和直行黃燈。 基本控制要求交通信號燈控制系統(tǒng)的要求是能夠?qū)崿F(xiàn)南北和東西方向6組燈交替點(diǎn)亮的正常循環(huán)運(yùn)行。交通信號燈的正常循環(huán)運(yùn)行邏輯流程圖如圖所示，具體控制要求如下：（1）按下啟動(dòng)按鈕后，交通信號燈系統(tǒng)開始工作。先亮南北方向紅燈和東西方向的綠燈，再亮東西方向紅燈和南北方向綠燈，然后再亮南北方向紅燈和東西方向的綠燈，如此一直循環(huán)運(yùn)行。（2）東西向主干道直行綠燈先亮5s，然后閃爍2s，再亮直行黃燈2s，然后是直行紅燈亮9s；同時(shí)南北向紅燈先亮9s，其次綠燈亮5s，然后閃爍2s，再亮直行黃燈2s，依次循環(huán)。開始南北直行綠燈閃2s南北直行紅燈亮9S南北直行綠燈亮5s南北直行黃燈亮2s東西直行綠燈亮5s東西直行綠燈閃2s東西直行黃燈亮2s東西直行紅燈亮9s交通燈正常循環(huán)運(yùn)行流程圖 PLC的分類1. 按I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量可分為：（1）小型PLC；（2）中型PLC；（3）大型PLC2. 按結(jié)構(gòu)型式可分為：（1）整體式PLC；（2）模塊式PLC；（3）疊裝式PLC3. 按功能可分為：（1）低檔機(jī)；（2）中檔機(jī)；（3）高檔機(jī) PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)主要由微處理器、存儲(chǔ)器、電源、I/O接口電路、擴(kuò)展接口、外設(shè)接口和編程器等構(gòu)成。PLC接受了來自現(xiàn)場的控制信號后經(jīng)過中央處理元件處理后送入驅(qū)動(dòng)受控元件進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對象的操作控制。PLC分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)，整體式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊以及電源等。所有這些元素組合成為一個(gè)不可拆解的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、電源模塊、內(nèi)存、機(jī)架等，這些硬件設(shè)施可以按不同的排列組合形成一定功能的模板。PLC工作時(shí)主要是取指令及執(zhí)行指令以完成一定的功能，其內(nèi)部工作過程大致可分為如下階段：(1)輸入采樣階段 在此階段中， PLC以掃描的方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，立即轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會(huì)因此而改變。(2)程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按照由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描一條梯形圖的同時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的控制線路，并按照先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算得出的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中所對應(yīng)位的狀態(tài)；或者是刷新該輸出線圈在I/O映象中所對應(yīng)位的狀態(tài)；又或者是確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。（3）輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)來刷新所有的輸出鎖存電路，和外接電路，再經(jīng)輸出放大電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。 PLC設(shè)計(jì)的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：最大限度地滿足被控對象的控制要求如何充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，這是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要目標(biāo)，這也是設(shè)計(jì)中最為重要的一條原則。要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場來進(jìn)行調(diào)查和研究，收集控制現(xiàn)場的各方資料以及相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。保證PLC控制系統(tǒng)的安全可靠