【文章內容簡介】 11 東西主干道 紅 45S 直行綠 27S 直行綠閃 3S 左轉綠 10S 左轉綠閃 3S 黃 2S 南北 人行道 綠 27S 綠閃 3S 紅 60S 循環(huán)控制方式 交通燈變化順序表（單循環(huán)周期 90 秒） 1. 南北向（列）和東西向（行）主干道均設有直行綠燈 27S，直行綠燈閃亮 3S，左行綠燈 10S，左轉綠閃 3S，黃燈 2S 和紅燈 45S。當南北主干道紅燈點亮時，東西主干道應依次點亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉綠燈，左轉綠燈閃亮和黃燈；反之，當東西主干道紅燈點亮時，南北主干道依次點亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉綠燈，左轉綠燈閃亮和黃燈。 2. 南北向和東西向人行道均設有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應在南北主干道直行 綠燈點亮時點亮，當南北主干道直行綠燈閃亮時南北行人道綠燈也要對應閃亮，其它時間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道直行綠燈點亮時點亮， 當東 西 主干道直行綠燈閃亮是東西行人道綠燈也要對應閃亮，其它時間為紅燈。 結合十字路口交通燈的路況模擬控制實驗 在 PLC 交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有 3 個控制燈，分別為： ● 禁止通行燈 （亮時為紅色） ● 準備禁止通行燈 （亮時為黃色） ● 直通燈 （亮時為綠色） 另外行人道東西南北每面都有 2 個控 制燈 ,分別為： ● 禁止通行燈 （亮時為紅色） ● 直通燈 （亮時為綠色） 結合十字路口交通燈實際情況設計交通燈模擬控制系統(tǒng)如下： 當交通燈系統(tǒng)啟動開關接通時， 1. 南北向（列）和東西向（行）主干道均設有綠燈 10S，綠燈閃亮 2S（亮 滅 ） ,黃燈 2S 和紅燈 14S。當南北主干道紅燈點亮時，東西住干道應依次點亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當東西主干道紅燈點亮時，南北主干道依次點亮綠燈，綠燈閃，黃燈。 2. 南北向和東西向行人道均設為 通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應在南北主干道綠燈點亮時點亮，當南北主干道綠燈閃亮和黃燈點亮時南北行人道綠燈也要對應閃亮，其它時間為紅燈。東西行人道通行綠燈于東西主干道綠燈點亮是點亮，當東西主干道綠燈閃亮和黃燈點亮時東西行人道綠燈也要對應閃亮，其它時間為紅燈。 12 3. 除此之外另設兩個功能，使用 10 個脈沖開關。實現(xiàn)讓盲人可以方便通過十字路口和手動控制車流量。其中 8 個安裝在人行道的兩邊當東西方向行走的盲人要過馬路的時候，按下脈沖開關東西向行人道綠燈亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲 10 秒恢復原來的控制系統(tǒng)。 南北向脈沖開關對應東西向功能相同，另外兩個脈沖開可以控制車流量，當東西向主干道等待車量較多的時候，按下東西向控制脈沖開關，東西向主干道延長綠燈點亮時間到 15 秒。東西向行人道綠燈也要對應延長。南北向脈沖開關對應東西向功能相同 。 十字路口交通燈流程圖 13 啟動開關 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 啟動開關 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 結束 結束 交通燈模擬控制系統(tǒng)流程圖 14 啟動開關 按下脈沖開關 原來控 制循環(huán)系統(tǒng) 行人道綠燈點亮 ，主干道紅燈閃亮 結束 Y N 啟動開關 盲人脈沖按鍵控制流程圖 按下脈沖開關 對應方向綠燈點亮時間延長到 15 秒，另一方向紅燈點亮延長到 15 秒 再次按下啟動開關 按此次控制方式進行循環(huán) 原來方式控制系統(tǒng) 結束 Y N Y N 手動控制車流量流程圖 15 第三章 交通燈硬件設計 交通燈硬件及外圍元器件的選擇 根據(jù)信號燈的要求，所有器件有：三菱 FX 系列 PLC，啟動按鈕 SB1，停止按鈕 SB2，紅黃綠色信號燈各 4 個，各種傳感器以及若干導線。 PLC 外部接線圖的設計 輸入，輸出接口連線如下圖所示： 由圖可見啟動按鈕 SB1 接于輸入繼電器 X0 端，停止按鈕 SB2 接于輸入繼電器 X1 端，東西方向綠燈接于輸出繼電器 Y5 端，東西方向黃燈接于輸出繼電器 Y4 端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器的 Y3 端，南北方向的綠燈接于輸出繼電器的 Y2 端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器的 Y1 端，南北方向的紅燈接于輸出繼電器的 Y0 端。將輸出端的 COM1 和COM2 用導線相連，輸出端的電源為交流 220V。如果信號燈的功率較大， 一個輸出繼電器不能帶動兩只信號燈，可以采用一個輸出點驅動一只信號燈，也可以采用輸出繼電器先帶動中間繼電器，再由中間繼電器驅動信號燈 。 16 交通燈的保護措施 感應線圈 (電感式傳感器 ) 電感式傳感器其主要部件是埋設在公路下十幾厘米深處的環(huán)狀絕緣電線 (特別適合新鋪道路，可用混凝土直接預埋，老路則需開挖再埋 )。當有高頻電流通過電感時，公路面上就會形成如圖 1(a)中虛線所形成的高頻磁場。當汽車進入這一高頻磁場區(qū)時，汽車就會產(chǎn)生渦流損耗，環(huán)狀絕緣電線的電感開始減少。當汽車正好在 該感應線圈的正上方時，該感應線圈的電感減到最小值。當汽車離開這高頻磁場區(qū)時，該感應線圈電感逐漸復原到初始狀態(tài)。由于電感變化該感應線圈中流動的高頻電流的振幅 (本論文所涉及的檢測工作方式 )和相位發(fā)生變化，因此，在環(huán)的始端連接上檢測相位或振幅變化的檢測器，就可得到汽車通過的電信號。若將環(huán)狀絕緣電線作為振蕩電路的一部分，則只要檢測振蕩頻率的變化即可知道汽車的存在和通過。 電感式傳感器的高頻電流頻率為 60kHz，尺寸為 23m，電感約為 器可檢測的電感變化率在 ％以上。 電感式傳感器安裝在公路 下面，從交通安全和美觀考慮 , 它是理想的傳感器。傳感器最好選用防潮性能好的原材料。 檢測汽車存在的具體實現(xiàn)是在感應線圈的始端連接上檢測電感電流變化的檢測器 , 并將之轉化為標準脈沖電壓輸出。其具體電路圖由三部分組成 :信號源部分、檢測部分、比較鑒別部。 傳感器的鋪設 車輛計數(shù)是智能控制的關鍵，為防止車輛出現(xiàn)漏檢的現(xiàn)象，環(huán)狀絕緣電線在地下的鋪設我們設采取 在每個車行道上中的出口地 (停車線處 )以及在離出口地一定遠的進口的地方各鋪設一個相同的傳感器，方案如圖 3(以典型的十子路口為例 )，同一股道上的兩傳感器相距的距離為該股道正常運行時所允許的最長停車車龍為好。 干擾的來源 所謂干擾，就是 有用信號以外的噪音或造成惡劣影響的變化部分的總稱。干擾源有的在設備內部，有的在設備外部。 1. 外部干擾有：電臺及雷達發(fā)射的電磁波；太陽及其它天體輻射的電磁波；氣象條件、空中雷電、氣溫、濕度、地磁場影響；周圍電氣裝置如高壓輸電線、汽車、日光燈、 17 家用電器發(fā)出的電或磁 的干擾；電機、接觸器的啟停和通斷；供電電源的波動；各接地點間的點位差等。 2. 內部干擾有：信號線互相之間的串擾；多點接地造成的電位差；寄生振蕩；元件熱噪音、觸點電勢的影響；饋電系統(tǒng)電壓或電流突變引起的浪涌干擾；相鄰回路之間的耦合；數(shù)字地和摸擬地的影響等； 在實際工作環(huán)境中，干擾總是客觀存在的。內部干擾與系統(tǒng)結構有關，它可以通過精心設計，改變結構布局和生產(chǎn)工藝等方法，將內部干擾抑制到工程所允許的程度。外部干擾是隨機的，它與系統(tǒng)結構無關，因而難以對干擾源加以限制，而只能針對不同情況，采用不同的方法來處理。 抗干擾措施 1. 系統(tǒng)總體設計中的抗干擾措施 無論控制系統(tǒng)的規(guī)模如何，在總體設計時就應該充分考慮系統(tǒng)的抗干擾措施，盡量提高它的抗干擾能力。 在具體的電路設計上，應注意一下幾個方面： 提高系統(tǒng)電平 、采用選通脈沖輸出、去耦電容、模擬量輸入方法、 A/D 轉換器的選用。 2. 信號隔離 在信號傳輸網(wǎng)絡中，為了避免形成接地環(huán)路引入的電位差，同時也是為了切斷干擾噪音的通道，需要將輸入和輸出的信號與系統(tǒng)本體在電路上分開，我們把這種措施稱之為信號隔離。當然，采取了隔離措施之后，系統(tǒng)的信號傳輸功能仍應保持不變。信號可分 為開關量（或稱數(shù)字量）和模擬量兩大類型，信號隔離方法很多，主要有：開關隔離、光電耦合、固態(tài)繼電器、隔離放大器。 3. 光纖傳輸與傳感 18 第四章 交通燈控制程序設計 十字路口交通燈模擬控制時序圖 啟動 行人道綠燈 2S 10S 盲人脈沖按鍵控制 時序圖