【正文】 階段：在程序執(zhí)行階段，根據(jù)梯形圖程序先左后右，先上后下的掃描原則，PLC 順序掃描用戶(hù)程序，遇到跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)轉(zhuǎn)移條件決定程序的走向。若指令中的元件為輸出元件，則使用當(dāng)時(shí)輸出映像寄存器中的狀態(tài)值進(jìn)行運(yùn)算。若程序的結(jié)果為輸出元件，則將運(yùn)算結(jié)果寫(xiě)入輸出映像寄存器。輸出映像寄存器中的內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的進(jìn)程而變化。(3) 輸出刷新階段：在程序執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中的繼電器的通斷狀態(tài)傳送至輸出鎖存器，形成 PLC 的實(shí)際輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)外設(shè)。 由于 PLC 自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，按其不同的控制類(lèi)型，已成功應(yīng)用于以下幾個(gè)方面： 19 / 38(1) 開(kāi)關(guān)量邏輯控制：這是 PLC 最廣泛最基本的應(yīng)用，它可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置，如機(jī)床電氣控制、各種電機(jī)控制等，可實(shí)現(xiàn)組合邏輯控制、定時(shí)控制和順序邏輯控制等功能。(2) 快連續(xù)量的運(yùn)動(dòng)控制：PLC 使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，可對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)單軸、雙軸和多軸位置控制，并使運(yùn)動(dòng)控制和順序控制功能有機(jī)結(jié)合在一起。(3) 慢連續(xù)量的過(guò)程控制：過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。PLC 通過(guò)其模擬量 I/O 模塊，及數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)運(yùn)算等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的閉環(huán)控制。 基于 PLC 的交通信號(hào)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介本系統(tǒng)由一臺(tái) FX2N —48MR(FX0N－8EYR 為擴(kuò)展模塊)作為主控機(jī)，實(shí)際的交通流數(shù)據(jù)由環(huán)型線圈檢測(cè)傳輸給 PLC 輸入端。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)控制的是六車(chē)道路口，所以車(chē)輛檢測(cè)器分別安裝在直行、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車(chē)道上，每條道安裝兩個(gè)分別檢測(cè)進(jìn)入和離開(kāi)車(chē)流數(shù)的傳感器，總數(shù)為 24 個(gè)。十字路口共有 12 盞燈，每個(gè)燈紅、黃、綠三色。PLC 輸入、輸出接線圖如圖 41 所示：起動(dòng)傳感器1傳感器2傳感器22X0X1X2Y1X3Y0X27 Y27COM COMY30Y43COMFX2N 48MRFX0N 8EYR停止圖 41 PLC 輸入/輸出連接圖傳感器22傳感器22傳感器22X30X31X32COM 交通信號(hào)相位轉(zhuǎn)換 信號(hào)系統(tǒng)共有 8 個(gè)相位，在一個(gè)周期內(nèi)這 8 個(gè)相位按實(shí)際的要求進(jìn)行換相，對(duì) PLC 控制來(lái)說(shuō)，這相當(dāng)于 8 個(gè)狀態(tài)，PLC 在控制時(shí)按實(shí)際的要求進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。21 / 38圖 42 交通控制系統(tǒng)相位轉(zhuǎn)換流程圖一般情況下，主要進(jìn)行狀態(tài) 4 的順序轉(zhuǎn)移，但在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，若滿(mǎn)足輔相位狀態(tài) 8 換相轉(zhuǎn)移的條件時(shí)， PLC 就利用選擇分支與匯合技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。對(duì)于多相位信號(hào)控制系統(tǒng)，通行相位的選擇方式是關(guān)系到系統(tǒng)能否正常、有效運(yùn)行的重要方面。將系統(tǒng)的相位分為主相位和輔助相位，增加了相位選擇的靈活性和相位轉(zhuǎn)換的合理性。其 PLC 信號(hào)控制的具體步驟已經(jīng)在 節(jié)中給出，交通信號(hào)控制系統(tǒng)相位轉(zhuǎn)換流程圖 42：模糊判定控制框圖如圖 43 所示：圖 43 模糊判定控制框圖23 / 38 plc 控制交通信號(hào)的幾種設(shè)計(jì)方法 模糊控制算法在 PLC 中的實(shí)現(xiàn)當(dāng)模糊控制表設(shè)計(jì)好后，將此表存放在 PLC 的內(nèi)存里。首先，將各個(gè)量化因子置入 PLC 的保持繼電器中，再利用 A/D 模塊將采集到的各個(gè)輸入量置入PLC 的數(shù)據(jù)寄存器中，經(jīng)過(guò)處理后根據(jù)它們所對(duì)應(yīng)的輸入模糊論域中的相應(yīng)元素，查模糊控制查詢(xún)表，求得模糊輸出量，再乘以輸出量化因子即可得實(shí)際輸出量，也可如本文中所述，直接制成精確量輸出查詢(xún)表，由 D/A 模塊進(jìn)行控制。初始綠燈時(shí)間模糊控制算法流程圖如圖 44 所示：圖 44 初始綠燈時(shí)間模糊控制算法的流程圖(2) 綠延長(zhǎng)時(shí)間模糊控制算法流程圖如圖 45 所示圖 45 綠燈延長(zhǎng)時(shí)間模糊控制算法的流程圖在整個(gè)程序編制中，最重要的就是模糊控制查詢(xún)表的查詢(xún)程序編制，其梯形圖如圖 46 所示。圖中 FNC 10 CMP 和 FNC 12 MOV 分別是 FX2N 型 PLC 的比較功能指令和傳送功能指令。當(dāng)繼電器 X000 由 OFF 變?yōu)?ON 時(shí)，第一操作數(shù)（如 D200）中數(shù)據(jù)分別與第二操作數(shù)（如 D210）開(kāi)始的連續(xù) 5 個(gè)數(shù)字寄存器中預(yù)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,若第一操作數(shù)中的數(shù)據(jù)與第二操作數(shù)中的某一數(shù)據(jù)相同，則第三操作數(shù)（如 M0）中的相應(yīng)位 M1 置“1” ，否則 M1 仍為“OFF ”。D300～D348 中按順序存儲(chǔ)著模糊控制查詢(xún)表中的 49 個(gè)控制結(jié)果，將D20D202 與 D203 中數(shù)據(jù)分別與輸入論域中的元素相比較，由比較結(jié)果，根據(jù) M100 等狀態(tài)繼電器的狀態(tài)查詢(xún)輸出量，將其送入 D400，以備輸出使用。其中，F(xiàn)NC12 MOV 是傳送指令， FNC 22 MUL 是乘法指令。將存放在D401 里的模糊控制量放入 D450 中，并根據(jù)控制的規(guī)則，將 D450 中的控制量與立即數(shù) （ku）相乘，得到的輸出量放入 D200 中，以供輸出使用，從而完成了輸出量的反模糊化。25 / 38圖46 “模糊控制法”梯形圖 “起保?！奔夹g(shù)在 PLC 中的實(shí)現(xiàn)起保停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，無(wú)需編程元件做中間環(huán)節(jié)，各種型號(hào) PLC 的指令系統(tǒng)都有相關(guān)指令，加上該電路利用自保持，從而具有記憶功能，且與傳統(tǒng)繼電器控制電路基本相類(lèi)似，因此得到了廣泛的應(yīng)用。這種編程方法通用性強(qiáng)，編程容易掌握，一般在原繼電器控制系統(tǒng)的 PLC 改造過(guò)程中應(yīng)用較多。如表 41 為 I/0 分配表，圖 471 為交通燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖 48為梯形圖。 圖 47 交通燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖表 41 I/O 分配表27 / 38圖 48 起保停梯形圖 步進(jìn)順控技術(shù)在 plc 中的實(shí)現(xiàn)步進(jìn)梯形指令是專(zhuān)門(mén)為順序控制設(shè)計(jì)提供的指令，它的步只能用狀態(tài)寄存器 S 來(lái)表示，狀態(tài)寄存器有斷電保持功能，在編制順序控制程序時(shí)應(yīng)與步進(jìn)指令一起使用，而且狀態(tài)寄存器必須用置位指令 SET 置位，這樣才具有控制功能，狀態(tài)寄存器 S 才能提供 STL 觸點(diǎn)，否則狀態(tài)寄存器 S 與一般的中間繼電器 M 相同。在步進(jìn)梯形圖中不同的步進(jìn)段允許有雙重輸出，即允許有重號(hào)的負(fù)載輸出，在步進(jìn)觸點(diǎn)結(jié)束時(shí)要用 RET 指令使后面的程序返回原母線。把圖 49 中的 03用狀態(tài)寄存器 S600S603 代替，代替以后使用步進(jìn)梯形指令編程，對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖 1 所示。這種編程方法很容易被初學(xué)者接受和掌握，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會(huì)提高設(shè)計(jì)效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很容易，使用方便，程序也較短，在順序控制設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮，該法在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用較多。圖 49 “步進(jìn)順控”梯形圖 關(guān)于幾種控制方法的總結(jié)上述四種方法種，模糊計(jì)算在應(yīng)用上可是一點(diǎn)都不含糊，其應(yīng)用范圍非常廣泛，它在家電產(chǎn)品中的應(yīng)用已被人們所接受，例如，模糊洗衣機(jī)、模糊冰箱、模糊相機(jī)等。另外，在專(zhuān)家系統(tǒng)、智能控制等許多系統(tǒng)中，模糊計(jì)算也都大顯身手。究其原因，就在于它的工作方式與人類(lèi)的認(rèn)知過(guò)程是極為相似的。29 / 38模糊計(jì)算方法以模糊集模糊計(jì)算方法以模糊集理論為基礎(chǔ)，它有諸如模糊信息檢索、模糊識(shí)別、模糊聚類(lèi)等許多廣泛的應(yīng)用，而且由于其采用的方法也是人類(lèi)大腦所采用的認(rèn)知方法，因而在社會(huì)學(xué)方面也大有用武之地。人腦也正是采用模糊的手段，極大地壓縮了信息的輸入量、處理量、存儲(chǔ)量，才得以滿(mǎn)意地處理所面臨的各種問(wèn)題。 第五章 總結(jié)與展望當(dāng)今交通問(wèn)題的加劇已經(jīng)普遍成為各大中城市發(fā)展道路上急需解決的難題。在交通負(fù)荷加重而資源有限且不可再生的條件下，交通管理智能化已成為必然趨勢(shì)。本文設(shè)計(jì)的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，以城市道路十字交叉路口為模型，在傳統(tǒng)的模糊控制技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了各相位的靈活轉(zhuǎn)換。根據(jù)交通控制實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn)，采用 PLC 實(shí)現(xiàn)了智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，擺脫了以往通用處理器需外加眾多外圍設(shè)備的不利因素。通過(guò) MATLAB 軟件仿真，結(jié)果證明系統(tǒng)運(yùn)行正常準(zhǔn)確，并完全可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求。針對(duì)不同路口的實(shí)際狀況，可以隨時(shí)隨地更改各相位的控制參數(shù)，從而更加有效地指揮交通流，達(dá)到通過(guò)智能控制改善交通的最終目標(biāo)。盡管在這方面我做了很多工作，但由于智能交通控制是一門(mén)新興學(xué)科，加上個(gè)人學(xué)識(shí)水平有限等方面的原因，本系統(tǒng)仍存在很多不足之處，如還不具備自我學(xué)習(xí)能力等，仍需進(jìn)一步的研究改進(jìn)。另外，智能交通是一個(gè)多學(xué)科、多門(mén)類(lèi)交叉的學(xué)科，本文主要的工作集中在智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中模糊控制器的算法研究、軟件設(shè)計(jì)和硬件實(shí)現(xiàn)上，對(duì)于其他方面未作深入的研究。希望后來(lái)的人可以對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行更深入、更全面的研究，使之形成完整的可實(shí)際應(yīng)用的系統(tǒng)。31 / 38致 謝在論文完成之際，首先要感謝我的指導(dǎo)老師劉老師，本論文是在劉老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、研究、撰寫(xiě)到定稿，都得到了劉老師的細(xì)心指導(dǎo)。作為學(xué)生的榜樣，劉老師在工作上精益求精，強(qiáng)調(diào)科研與實(shí)踐相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用，其求實(shí)的科研作風(fēng)給我以極大的影響、啟迪和熏陶，令我終身受益。在此，謹(jǐn)向劉老師表示深深的敬意和衷心的感謝！畢業(yè)論文是對(duì)我大學(xué)階段學(xué)習(xí)成績(jī)的總結(jié)，也是對(duì)我分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的綜合考察。三年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束了，在這里我還要感謝我所有的授課老師，感謝他們對(duì)我的悉心指導(dǎo)和關(guān)心，從老師這里，學(xué)到的不僅僅是知識(shí)，更有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、勤勉認(rèn)真的工作作風(fēng)和為人處事的道理。這些品格永遠(yuǎn)值得我學(xué)習(xí)，并定將使我在日后的工作、學(xué)習(xí)中受益匪淺。同時(shí)還要感謝大學(xué)期間同學(xué)們對(duì)我的熱心幫助和支持，在這里表示真摯的感謝！ 作者：范偉 2022 年 9 月 24 日參考文獻(xiàn)1．[M].北京：清華大學(xué)出版社，20222．王磊，[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，19973．史忠科，[M].北京：科學(xué)出版社，20224．[M].北京：科學(xué)出版社，20225．李軍，[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1993 6．成曉明，楊勇，黃文梅，—MATLAB 語(yǔ)言工程應(yīng)用[M] .長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社，20227．湯兵勇，[M].北京：清華大學(xué)出版社，20228．楊長(zhǎng)能，（PC）基礎(chǔ)及應(yīng)用 [M].重慶：重慶大學(xué)出版社，19929．吳曉莉， 輔助模糊系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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