【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 三、 采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型 PLC 以外絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu) PLC 的各個(gè)部件包括 CPU 電源 I/0 等均采用模塊化設(shè)計(jì)由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合 四、 編程簡(jiǎn)單易學(xué) PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式對(duì)使用者來(lái)說(shuō) 不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握 五、 安裝簡(jiǎn)單維修方便 PLC 不需要專門的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/0 端相連接即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行 PLC 的功能 1) 邏輯控制 2) 定時(shí)控制 3) 計(jì)數(shù)控制 4) 步進(jìn)（順序）控制 5) PID 控制 6) 數(shù)據(jù)控制 7) 具有數(shù)據(jù)處理能力 8) 通信和聯(lián)網(wǎng) 9) 其它 PLC 還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT 模塊。 第二章 交通信號(hào)控制系統(tǒng)分析 十字路口交通燈的路況 模擬圖 王光耀 基于 PCL 的交通燈設(shè)計(jì) 7 交通指揮燈示意圖 十字路口交通燈控制實(shí)際情況 a) 南北主干道：直行 道 綠 燈亮 27S、直行 道 綠閃 3S、左轉(zhuǎn)綠 燈亮 10S 、左轉(zhuǎn)綠 燈 閃 3S、 黃 燈亮 2S 、紅 燈亮 45S； b) 東西人行道：紅 燈亮 45S、綠 燈亮 27S、綠 燈 閃 3S 、紅燈亮 60S； c) 東西主干道：紅 燈亮 45S、直行 道 綠 亮 27S、 直行 道 綠閃 3S、左轉(zhuǎn)綠 燈亮 10S 、左轉(zhuǎn)綠 燈 閃 3S、黃燈亮 2S； d) 南北人行道：綠 燈亮 27S 、綠 燈 閃 3S、紅 燈亮 60S； e) 循環(huán)控制方式； f) 交通燈變化順序表（單循環(huán)周期 90 秒）。 南北向（列）和東西向（行）主干道 南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有直行綠燈 27S，直行綠燈閃亮 3S，左行綠燈 10S，左轉(zhuǎn)綠閃 3S，黃燈 2S 和紅燈 45S。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)亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉(zhuǎn)綠燈，左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈；反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉(zhuǎn)綠燈，左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈。 南北向和東西向人行道 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)在南北主干道 直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道直行綠燈閃亮?xí)r南北行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道直行綠燈閃亮是東西行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。 結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實(shí)驗(yàn) 在 PLC 交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有 3 個(gè)控制燈，分別為： ● 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色） ● 準(zhǔn)備禁止通行燈 （亮?xí)r為黃色） ● 直通燈 （亮?xí)r為綠色） 另外行人道東西南北每面都有 2 個(gè)控制燈 ,分別為： ● 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色） ● 直通燈 （亮?xí)r為綠色） 結(jié)合十字路口交通燈實(shí)際情況設(shè)計(jì)交通燈模擬控制系統(tǒng)如下： 當(dāng)交通燈系統(tǒng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí)。 南北向（列）和東西向（行）主干道 南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有綠燈 10S，綠燈閃亮 2S（亮 滅 ） ,晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 黃燈 2S 和紅燈 14S。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)亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃，黃燈。 南北向和東西向行人道 南北向和東西向行人道均設(shè)為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r南北行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西行人道通行綠燈于東西主干道綠燈點(diǎn)亮是點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r東西行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。 盲人安全通道控制和手動(dòng)控制車流量 除此之外另設(shè)兩個(gè)功能，使用 10 個(gè)脈沖開關(guān)。實(shí)現(xiàn)讓 盲人可以方便通過十字路口和手動(dòng)控制車流量。其中 8 個(gè)安裝在人行道的兩邊當(dāng)東西方向行走的盲人要過馬路的時(shí)候，按下脈沖開關(guān)東西向行人道綠燈亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲 10 秒恢復(fù)原來(lái)的控制系統(tǒng)。南北向脈沖開關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同，另外兩個(gè)脈沖開可以控制車流量，當(dāng)東西向主干道等待車量較多的時(shí)候，按下東西向控制脈沖開關(guān)，東西向主干道延長(zhǎng)綠燈點(diǎn)亮?xí)r間到 15 秒。東西向行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)延長(zhǎng)。南北向脈沖開關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同。 流程圖 王光耀 基于 PCL 的交通燈設(shè)計(jì) 9 啟動(dòng)開關(guān) 東西綠燈亮 東西綠燈閃 東西黃燈亮 東西紅燈亮 東西主干道 10S 2S 2S 14S 南北紅燈亮 南北綠燈亮 南北綠燈閃 南北黃燈亮 南北主干道 14S 10S 2S 2S 啟動(dòng)開關(guān) 南北紅燈亮 南北綠燈 南北綠燈閃 14S 10S 4S 東西綠燈亮 東西綠燈閃 東西紅燈亮 10S 4S 14S 東西行人道 南北行人道 結(jié)束 結(jié)束 交通燈模擬控制系統(tǒng)流程圖 晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 啟動(dòng)開關(guān) 按下脈沖開關(guān) 原來(lái)控制循環(huán)系統(tǒng) 行人道綠燈點(diǎn)亮，主干道紅燈閃亮 結(jié)束 Y N 啟動(dòng)開關(guān) 盲人脈沖按鍵控制流程圖 按下脈沖開關(guān) 對(duì)應(yīng)方向綠燈點(diǎn)亮?xí)r間延長(zhǎng)到 15 秒，另一方向紅燈點(diǎn)亮延長(zhǎng)到 15 秒 再次按下啟動(dòng)開關(guān) 按此次控制方式進(jìn)行循環(huán) 原來(lái)方式控制系統(tǒng) 結(jié)束 Y N Y N 手動(dòng)控制車流量流程圖 王光耀 基于 PCL 的交通燈設(shè)計(jì) 11 交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PLC 智能化控制交通燈的方法 傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而實(shí)際上交通流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行、適用的方案，仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過。這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì)的方法己不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢(shì)。此系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器 (PLC) 對(duì)十字路口 交通控制燈實(shí)現(xiàn)模糊控制傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常 是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí) 預(yù)先設(shè)置好。然而實(shí)際上交通流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行、適用的方案，仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過。這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢(shì)。 此系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序 控制器 (PLC)對(duì)十字路口交通控制燈實(shí)現(xiàn)模糊控制此控制系統(tǒng)的輸入量是指十字路口各方向上車輛數(shù)的動(dòng)態(tài)變化量。具體由傳感器采集后送入可編程序控制器。在十字路口的四個(gè)方向 (E、 S、 W、 N)的近端 J(斑馬線附近 )和遠(yuǎn)端 Y(距斑馬線約 100 米處 )各設(shè)置一個(gè)傳感器，分別統(tǒng)計(jì)通過該處的車輛數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)模糊控制，需要將綠燈時(shí)間分為兩部分：其一是固定的 10 秒作為路口車輛狀態(tài)參數(shù)的采 集時(shí)間 t1。其二是根據(jù)兩個(gè)方向車輛流量變化進(jìn)行模糊決策的延時(shí) t2。 然后通過傳感器采集后的排隊(duì)等候的車輛數(shù)送往 PLC 進(jìn)行模糊推理運(yùn)算 得出延遲 時(shí) t2，最后由 t1 和 t2 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口車流量的靈活控制。 PLC 選擇 一、 PLC 機(jī)型和容量的選擇步驟與原則 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類也越來(lái)越多。不同型號(hào)的 PLC， 其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同， 適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選用 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 PLC 的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機(jī)型、容量、 I/0 模塊、電源模塊、特殊 功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。 PLC 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便 的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： 合理的結(jié)構(gòu)型式 晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 整體式 PLC的每一個(gè) I/0點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相 對(duì)較小一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便在 I/0 點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、 I/0 模 塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)