【文章內(nèi)容簡介】 置了6 點同時100kHz 的高速計數(shù)功能，雙相計數(shù)時可以進行4 倍頻計數(shù)，大大地提升了運行速度。此外該型號PLC還有一些其它特殊功能：。 用于定位。 本章小結(jié) 本章提出了信號燈系統(tǒng)的總體構(gòu)思，并且提出了十字路口信號燈系統(tǒng)的具體構(gòu)成元素：東、西、南、北方向裝有主干道直行“紅綠黃”燈和左轉(zhuǎn)“紅綠黃”燈，人行道紅、綠燈和四個計數(shù)器以及手持式無線控制器。并且通過對PLC各個型號的對比以及從設計的實際要求出發(fā)選擇了PLC的具體型號。第3章 信號燈控制系統(tǒng)的設計 信號燈結(jié)構(gòu)設計本文以十字路口信號燈的PLC控制為主進行研究。該課題中的十字路口信號燈包括南北方向左轉(zhuǎn)和直行紅黃綠燈和人行道紅綠燈各兩組，東西方向左轉(zhuǎn)紅黃綠燈以及人行道紅綠燈各兩組；東西、南北方向各有兩組七段數(shù)碼管顯示屏，由于同一方向控制時間相同，所以該方向兩組數(shù)碼管顯示時間完全相同。本節(jié)設計主要圍繞各個信號燈的工作時序圖和具體的PLC控制程序來做介紹，同時分配了各個信號燈以及數(shù)碼管的PLC端口。 工作時序圖1．南北方向?qū)τ谠摲较颍盘枱襞渲脼樽筠D(zhuǎn)紅黃綠燈和直行紅黃綠燈以及人行道紅綠燈各兩組。直行紅黃綠燈控制直行車輛，同時左轉(zhuǎn)紅黃綠燈控制左轉(zhuǎn)車輛，兩組信號燈狀態(tài)相反，分別在不同時段放行直行以及左轉(zhuǎn)的車輛。本文采用的是以120s為周期。對于直行紅黃綠燈，該組信號燈的3個燈以綠燈（35s） 黃燈(5s) 紅燈（80s）依次循環(huán)。對于左轉(zhuǎn)紅黃綠燈，該組信號燈的3個燈以紅燈（40s） 綠燈（15s） 黃燈(5s) 紅燈（60s）依次循環(huán)。對于人行道紅綠燈，本設計配置了紅燈和綠燈兩種狀態(tài)，且該紅、綠燈各自均以紅燈（60s） 綠燈（60s）依次循環(huán)，并且與直行方向與左轉(zhuǎn)方向綠燈狀態(tài)相反。即對于某一車道，當直行及左轉(zhuǎn)紅燈均亮時該側(cè)的人行道綠燈才亮，當任一直行或左轉(zhuǎn)綠燈亮時該人行道都顯示為紅燈亮。該循環(huán)方式保證了車、人的有序通過，并充分保證了行人的人身安全。 南北方向信號燈工作時序圖2．東西方向東西方向的信號燈工作與南北方向呈對稱方式，行車與南北方向道路交替進行。對于東西直行紅黃綠燈，該組信號燈的3個燈以紅燈（60s） 綠燈(35s) 黃燈（5s） 紅燈（20s）依次循環(huán)。對于東西左轉(zhuǎn)紅黃綠燈，該組信號燈的3個燈以紅燈（100s） 綠燈(15s) 黃燈（5s）依次循環(huán)。對于東西側(cè)人行道紅綠燈，各自以綠燈（60s） 紅燈（60s）依次循環(huán)，并且與直行方向與左轉(zhuǎn)方向綠燈狀態(tài)相反。 東西方向信號燈工作時序圖 可編程控制器I/O端口分配由于本設計所選用的PLC為輸入點：64，輸出點：64，晶體管輸出。而本設計中的輸入輸出點數(shù)共為52點，均在PLC的基本輸入輸出點數(shù)范圍之內(nèi)，所以無需進行I/O擴展，在設計時只需賦與其不同的端口地址即可。本設計當中的6個外部控制按鈕的具體I/。PLC上的外部輸入控制按鈕總共分為6個，分別是系統(tǒng)啟動按鈕、系統(tǒng)停止按鈕、南北無線手動強通啟動按鈕、南北無線手動強通停止按鈕、東西手動強通啟動按鈕、東西手動強通停止按鈕。各個按鈕均占用1個PLC輸入端口，當PLC正常運行時，各個輸入按鈕均獨立工作。 外部輸入控制按鈕I/O端口分配啟動停止南北強通 啟動南北強通 停止東西強通 啟動東西強通 停止X000X001X002X003X004X005PLC系統(tǒng)的信號燈輸出量主要是由各個方向的紅、黃、綠燈所構(gòu)成的。對于南北方向上某一行車方向的信號燈輸出，本設計共設置了三組信號燈，其中兩組車輛信號燈，分為直行紅、黃、綠燈和左轉(zhuǎn)紅、黃、綠燈，另外一組是人行道上的紅綠燈。另一方行車方向上信號燈的設置與該方向完全相同；對于東西方向，由于其行車與南北方向?qū)ΨQ，所以其信號燈的設置也與南北向相同。信號燈輸出的I/： 信號燈輸出的I/O端口分配南北直行綠燈Y000東西直行綠燈Y010南北直行黃燈Y001東西直行黃燈Y011南北直行紅燈Y002東西直行紅燈Y012南北左轉(zhuǎn)綠燈Y003東西左轉(zhuǎn)紅燈Y013南北左轉(zhuǎn)黃燈Y004東西左轉(zhuǎn)綠燈Y014南北左轉(zhuǎn)紅燈Y005東西左轉(zhuǎn)黃燈Y015南北人行綠燈Y006東西人行綠燈Y016南北人行紅燈Y007東西人行紅燈Y017本設計中四個方向數(shù)碼管共設置了四組，分別是南北方向和東西方向，每一方向各設兩組，且每一方向的兩組數(shù)碼管顯示示內(nèi)容完全相同，所以其對應的輸入端共用一個輸入信號。對于某一組數(shù)碼管，又分為了個位數(shù)字顯示和十位顯示。由于本設計中的顯示裝置為七段數(shù)碼管，每個數(shù)碼管有7個輸入端與PLC的輸出端口相連，所以本設計當中的四組數(shù)碼管共占用28點輸出。數(shù)碼管輸出的I/： 數(shù)碼管輸出的I/O端口分配南北組數(shù)碼管個位aY020東西組數(shù)碼管個位aY040bY021bY041cY022cY042dY023dY043eY024eY044fY025fY045gY026gY046南北組數(shù)碼管十位aY030東西組數(shù)碼管十位aY050bY031bY051cY032cY052dY033dY053eY034eY054fY035fY055gY036gY056 程序梯形圖本設計的梯形圖設計力求簡單、高效，在完成設計要求的同時，盡量簡化系統(tǒng)，充分利用系統(tǒng)資源。在南北直行方向，當開始按鈕啟動后，首先啟動直行綠燈輸出，并設置定時器T0在35s后動作，接通直行黃燈，斷開直行綠燈的通路，同時啟動定時器T1。5s后T1動作，接通直行紅燈，斷開直行黃燈通路，同時啟動定時器T2。：對于南北左轉(zhuǎn)方向，當開始按鈕啟動后，在直行黃燈啟動5s后左轉(zhuǎn)綠燈啟動，同時啟動定時器T3。15s后啟動左轉(zhuǎn)黃燈并斷開左轉(zhuǎn)綠燈通路，同時啟動定時器T4。5s后斷開自身通路。對于左轉(zhuǎn)紅燈，本設計采用左轉(zhuǎn)紅燈通路上串入左轉(zhuǎn)綠燈和左轉(zhuǎn)黃燈的常閉開關(guān)控制的方法，既可以簡單地對左轉(zhuǎn)紅燈進行控制，同時還保證了紅燈和綠燈不會同時亮，提高了系統(tǒng)安全性。對于無線強通控制，當強通開關(guān)X002按下后，通過X002的常開及常閉開關(guān)強行接通直行方向綠燈，同時強行斷開其它方向通路。對于人行道信號燈，本設計采用直行及左轉(zhuǎn)紅、黃、綠燈的常開及常閉開關(guān)直接控制其紅燈和綠燈的通路，也大大簡化了系統(tǒng)，符合設計的可靠性和經(jīng)濟性等要求。 南北方向程序梯形圖（a） 續(xù)圖（b） (b) 續(xù)圖（c）(c)東西方向的梯形圖構(gòu)成與南北方向相同，但啟動次序不同，本文不加以詳細論述。： 南北方向程序梯形圖(a) 續(xù)圖（b） (b) 信號燈的PLC外部連線圖信號燈的PLC外部連線較為簡便，信號燈輸出一端直接接PLC的輸出端，另一端在并上一個24V的直流電源后接入PLC的接地端COM1。： 信號燈的PLC外部連線圖 倒計時數(shù)碼管的設計在實際的交通控制中，僅有信號燈是遠遠不夠的，還需要系統(tǒng)將各個時序階段的具體運行時間顯示出來。本節(jié)將就如何實現(xiàn)數(shù)碼顯示及數(shù)碼管的外部接線作詳細介紹。本設計中四個方向數(shù)碼管共設置了四組，南北方向和東西方向各兩組，每一方向的兩組數(shù)碼管顯示均相同。對于某一組數(shù)碼管，又分為了個位數(shù)字顯示和十位顯示，對于該組數(shù)碼管，又分別顯示直行、左轉(zhuǎn)時兩個燈切換之間的時間。該段程序的設計，主要是通過D0D4數(shù)據(jù)寄存器來實現(xiàn)。開始時，南北直行綠、南北直行黃、南北直行紅、東西直行綠、東西直行黃、東西直行紅分別在其電路接通時發(fā)送給顯示電路一個脈沖信號，同時中間繼電器M8013每隔1s發(fā)送一個脈沖信號。當顯示電路收到信號后首先將D0清零， 并且每秒加1，然后用要顯示的數(shù)依次減去D0中的數(shù)字并發(fā)送到寄存器D1；將D1中的數(shù)字分別取個位和十位發(fā)送到寄存器D2和D4，最后用SEGD命令將D2和D4中的數(shù)字顯示到數(shù)碼管上。： 南北方向程序梯形圖(a) 續(xù)圖（b） (b) ： 東西方向程序梯形圖(a) 續(xù)圖（b） (b) 數(shù)碼管的PLC外部連線圖對于數(shù)碼管的連線，南北向、東西向的兩組數(shù)碼管的各接頭依次接在PLC輸出端的Y020Y056口上，另一端再并上一個24V的直流電源后接入PLC的接地端COM1，： 數(shù)碼管的PLC外部連線 本章小結(jié)本章在就上一章課題提出以及信號燈控制的具體要求后對系統(tǒng)進行了具體、全面地研究。本章研究了信號燈的具體配置、時序要求、端口分配、梯形圖程序的設計以及PLC外部連線；對于數(shù)碼管顯示，主要研究了數(shù)碼管的顯示原理、控制程序和外部連線等問題，己完成了交通信號燈控制系統(tǒng)設計的大部分。對于系統(tǒng)的仿真，具體程序見附錄4。第4章 信號燈無線遙控系統(tǒng)的設計 信號燈無線遙控系統(tǒng)的原理隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展及人們生活的便捷性的要求不斷提高，遙控技術(shù)也應運而生，并在近幾年得到了長足的進步。目前市場上出現(xiàn)了越來越多的紅外線遙控家電設備及工控設備。這些都在逐漸地改變著人們的生活方式。紅外線遙控是目前為止使用最廣泛的一種通信和遙控手段。紅外線遙控裝置由于其具有體積小、功耗低、功能強以及成本低等特點，從而廣泛地應用在了彩電、攝相機、空調(diào)甚至于手機上。在工業(yè)控制中，在高壓、有毒氣體、高輻射以及粉塵等惡劣條件下，采用紅外線遙控不僅安全可靠還要能夠有效地隔離電氣干擾。無線遙控方式可分為無線電波式、聲控式、超聲波式和紅外線式等等。由于無線電式遙控方式很容易對其它電視機和無線電通訊設備造成干擾，而且，系統(tǒng)本身的抗干擾性能也很差，誤動作多，所以未能大量地使用。超聲波式頻帶較窄，且易受噪聲干擾，系統(tǒng)抗干擾能力差以及聲控式識別正確率比較低，制造難度大而也未能大量采用。紅外遙控方式是以紅外線作為載體來傳送控制信息，信號易獲得。同時隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以及單片機的出現(xiàn)，催生了數(shù)字編碼方式的紅外遙控系統(tǒng)的快速發(fā)展。另外，紅外遙控還兼具很多的優(yōu)點，例如紅外線發(fā)射裝置采用紅外發(fā)光二極管，遙控發(fā)射器小型化且價格低廉；采用數(shù)字信號編碼和二次調(diào)制方式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多路信息的連續(xù)控制，增加遙控功能，很大程度上提高信號傳輸?shù)目垢蓴_性，減少了很誤動作，而且功率消耗低；而且，紅外線不會向室外泄露，不會產(chǎn)生信號干擾；傳輸效率高、反應速度快、工作穩(wěn)定可靠等。所以現(xiàn)在很多無線遙控方式都是采用的紅外遙控方式。紅外遙控器由于其受遙控距離、角度等影響，使用效果不太好，若是采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收編碼，則可以大大提高遙控距離，并且沒有角度的影響。紅外遙控發(fā)射可以用在于室內(nèi)紅外遙控中，它不影響周邊環(huán)境而且不干擾其它電器設備。但是由于它無法穿透墻壁，所以不同房間的家用電器可使用通用遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾。很重要的是電路調(diào)試簡單，只要按給定的電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可正常地投入工作。編解碼容易，可進行多路遙控。現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、室內(nèi)近距離遙控中得到了極為廣泛的應用。另外模塊還可以用在其他紅外遙控系統(tǒng)中，應用前景十分廣闊。從光學的角度而言，紅外線是頻率低于紅色光的不可見光，紅外線的無線光譜的整個頻率中只占有很小一個頻率段，—100微秒之間。紅外光就其性質(zhì)而言很簡單，與普通光線的頻率特性并沒有多大的區(qū)別，但是由于任何有熱量的物體都會有能量產(chǎn)生，所以紅外的利用非常廣泛。當今紅外技術(shù)的一個很重要的分支，便是紅外通信技術(shù)的應用。該應用的發(fā)展非常廣泛而迅速，尤其是紅外通信應用于計算機設備中，近幾年的發(fā)展已經(jīng)表現(xiàn)出十分成熟的特點。而目前最常見的應用形式就是各種各樣的遙控器。