【導讀】目前，我國許多大中城市的交通壓力都非常大。部分交通路口的信號燈工作時間。不合理，交通違章或肇事記錄不確切。所以，改善與提高現(xiàn)有的交通系統(tǒng)的工作效率，加強交通路口的信號燈控制和安全狀況的監(jiān)控是非常重要的。本設計主要設計利用PLC來實現(xiàn)十字路口交通燈的控制與監(jiān)控。記錄的結果存儲、上傳和處理。下位機采用德國西門子的S7-200系列的。CPU226做主機，配以擴展模塊EM222。設計中采用S7-200編程軟件STEP7-. 采用順序功能圖與梯形圖相結合的方法設計程序。

　　

【正文】 方向循環(huán)一次 90 秒 。人行道只有綠燈和紅燈，由放行車道的綠、紅燈并聯(lián)控制 ,綠燈結束后，綠燈閃爍三秒后常亮。 流程圖 交通燈正常循環(huán)運行邏輯流程圖 交通燈正常循環(huán)運行邏輯流程 圖如圖 所示。 圖 交通燈正常循環(huán)運行流程圖 04 系統(tǒng)軟件設計 17 續(xù)圖 交通燈正常循環(huán)運行流程圖 咸寧學院學士學位論文 18 續(xù)圖 交通燈正常循環(huán)運行流程圖 急車強通控制的邏輯流程圖 急車強通控制的邏輯流程圖如圖 所示。 圖 急車強通控制流程圖 04 系統(tǒng)軟件設計 19 續(xù)圖 急車強通控制流程圖 交通燈工作時序圖 交通燈工作時序圖如圖 所示。 圖 交通燈工作時序圖 咸寧學院學士學位論文 20 續(xù)圖 交通燈工作時序圖 梯形圖 本設計采用 S7200 系列專用編程軟件 STEPMirco/WIN32 編程軟件進行 編程。 STEPMirco/WIN32 編程軟件是基于 Windows 的應用軟件，由西門子公司專門為S7200 系列可編程控制器設計開發(fā)。它功能強大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時也可實時監(jiān)控用戶程序執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子 S7200 用戶不可缺少的開發(fā)工具?，F(xiàn)在加上漢化程序后，可在全漢化的界面下進行操作，使中國的用戶使用起來更加方便與實用。 本設計采用順序控制指令進行編程，具體程序如下： 網絡一：置位初始狀態(tài)。網絡二：狀態(tài) 開始 網絡三：在狀態(tài) 中，實現(xiàn)東西、南北方向交通燈以及人行道交通 燈的復位和置位。 04 系統(tǒng)軟件設計 21 網絡四：若啟動按鈕有效，分支開始，順序狀態(tài)轉移到狀態(tài) 網絡五：復位狀態(tài) 網絡六：狀態(tài) 開始 網絡七： 狀態(tài)執(zhí)行，南北同時左轉綠、直行紅、右轉紅 10S 南北左轉綠燈閃 3 秒 南北黃燈亮 2 秒 南北人行道綠燈亮 27 秒 南北左轉紅 30 秒 東西右轉、南北直行、南北人行同時綠燈閃 3 秒 程序執(zhí)行 43 秒時對南北直行綠、南北人行綠、東西右行綠進行復位 南北直行黃、東西右行黃 2 秒 程序執(zhí)行 45 秒時對南北直行黃、東西右行黃、東西左轉紅進行復位 東西左轉綠、東西右 行紅 10 秒 程序執(zhí)行 45 秒時對南北直行紅進行置位 東西左轉綠燈閃 3 秒 程序執(zhí)行 55 秒時對東西直行綠、東西右行綠進行置位，對東西直行紅進行復位 咸寧學院學士學位論文 22 定時器 T37 設定植 58 秒 04 系統(tǒng)軟件設計 23 T37 有效，順序狀態(tài)轉移 順序狀態(tài)轉移結束 狀態(tài) 咸寧學院學士學位論文 24 東西左轉黃燈亮 2 秒 東西人行道綠燈復位 東西人行紅道紅燈復位 東西左轉紅置位 東西人行綠、南北右行綠、東西直行綠閃 2 秒 計時器 T38 設定值 30 秒 T38 有效，順序狀態(tài)轉移 順序狀態(tài)轉移結束 04 系統(tǒng)軟件設計 25 狀態(tài) 南北直行黃置位 東西人行紅、南北右行黃置位 東西人行綠復位 南北直行綠、南北右行綠復位 定時器 T39 設定值 2 秒 T39 有效，順序狀態(tài)轉移 順序狀態(tài)轉移結束 咸寧學院學士學位論文 26 有急車來時，將急車強通開關接通，不管原來信號狀態(tài)如何，一律強制讓急車來車方向的綠燈亮，直到急車通過為止，將急車強通開關斷開，信號的狀態(tài)立即轉為急車放行方向的綠燈閃亮 3 次。隨后按正常時序控制。急車強通控制梯形圖如下。 圖 東西方向急車強通控制梯形圖 04 系統(tǒng)軟件設計 27 圖 南北方向急車強通控制梯形圖 Equation Chapter (Next) Section 1 咸寧學院學士學位論文 28 監(jiān)控界面設計 隨著經濟發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通擁塞已成為一個國際性的問題。因此，設計可靠、安全、便捷的多功能交通燈控制系統(tǒng)有極大的現(xiàn)實必要性。通常情況下 ，交通信號燈控制的主要缺陷是交通信號燈控制系統(tǒng)缺乏有效的應急措施，導致十字路 口 交通受阻，造成不必要的經濟損失。為此，我們考慮設計十字路口的監(jiān)控系統(tǒng)。以便方便、快速的對交通燈控制。 Siemens 公司生產的 PLC 由于價格低、適應工業(yè)現(xiàn)場以及強大聯(lián)網功能特點被廣泛使用?？紤]到這些因素，本系統(tǒng)以PLC 作為下位機。上位機采用 VB 高級語言，由于本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能相對簡單，涉及的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理要求不是太高，因此考慮用價格便宜，通訊容易實現(xiàn)的 VB 作為上位機 的語言界面 。 本 節(jié) 介紹了 VB 和 PLC 通訊的實現(xiàn)過程。該系統(tǒng)以裝有 VB 的 PC 機作為上位機，PLC 作為下位機。利用 VB 中的 MSComm 控件 , PLC 的自由口模式創(chuàng)建用戶定義的協(xié)議，通過 PC/PPI 電纜連接 PC 機和 PLC,實現(xiàn)上位機和下位機的串口通訊。并給出了該方法在十字路口交通燈實時監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應用。 系統(tǒng)構成 圖 PC機與 PLC連接示意圖 監(jiān)控系統(tǒng)主要由計算機和 PLC構成。用 PC/PPI電纜連接計算機的 RS232口和 PLC的 RS485 口，作為數(shù)據(jù)轉換器（使用 PC/PPI 電纜上的 DIP 開關來為電纜配置正確的波特率）。 本系統(tǒng)選用的計算機處理器型 號是 Pentium （ R） 4 CPU。 有 40G 的硬盤空間；選用 Microsoft windows XP 操作系統(tǒng)；有一個 COM 口。 04 系統(tǒng)軟件設計 29 Siemens 公司提供多種型號的 CPU 以適應各種應用。本系統(tǒng)選用的是 Siemens 公司生產的 CPU224 型號的 S7200PLC, 它有一個 RS485 口， 14 個輸入口， 10 個輸出口，完全可以滿足該系統(tǒng)的要求（該系統(tǒng)需要 8 個輸出口）。 操作流程及通訊原理 操作流程 在 SETP7Micro/WIN 軟件的操作欄中點擊 system block 圖標，出現(xiàn)圖 所示的界面。 圖 配置 S7200CPU 為 PLC 選擇站地址、波特率。 3.、 在操作欄中點擊 munications 圖標，出現(xiàn)圖 所示的界面。 咸寧學院學士學位論文 30 圖 配置 S7200CPU 在所示的界面 8 上點擊右邊欄的 “雙擊刷新 ”按鈕，以便搜尋正確的波特率。 將程序下載至 PLC。 將 PLC 處于 RUN 模式。 打開 VB 界面，點擊菜單的 “運行 ”選項，出現(xiàn)圖 9 的所示的監(jiān)控界面，在監(jiān)控界面中輸入需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 單擊圖 的監(jiān)控界面上的開始按鈕，通訊開始。 通訊原理 當程序開始時，初始化 VB 界面，打開通信端口，當按下 VB 界面上的開始按鈕時，啟動定時器，用于采集通信數(shù)據(jù)，該定時器每隔 采集一次通信數(shù)據(jù)；同時接收和發(fā)送函數(shù)也已經打開，這時可以在 VB 界面中輸入南北、東西交通燈的運行時間。即在 VB 中輸入數(shù)據(jù)傳送給 PLC。 04 系統(tǒng)軟件設計 31 圖 監(jiān)控界面 PLC 程序開始時，初始化 PLC 的通訊端口，接收 VB 發(fā)送過來的數(shù)據(jù)， PLC 判斷是否接收到結束字符，如果沒有接收到結束字符， PLC 將處于接收狀態(tài)，如果接收到結束字符， PLC 延時 后開始向 VB 發(fā)送數(shù)據(jù)。如果由 于任何其它原因接收完成，啟動一個新的接收。 VB 接收 PLC 發(fā)送過來的數(shù)據(jù) “1”或 “0”來控制交通燈的 “亮 ”或 “滅 ”，同時控制對應車的 “運行 ”或 “停止 ”。 當沒有按下停止或結束按鈕時， VB 每隔 發(fā)送一次數(shù)據(jù)給 PLC, PLC 接收到數(shù)據(jù)后，如果滿足發(fā)送條件，就把數(shù)據(jù)發(fā)送給 VB。這樣就達到了計算機上的模擬界面來監(jiān)控實際路面交通的運行狀況，如果遇到緊急事件，需要調整車輛的運行時間，只需要在計算機中輸入需要的時間即可。 咸寧學院學士學位論文 32 6 致 謝 感謝學校領導對我們的精心培養(yǎng)，給我們一個良好的學習環(huán)境， 感謝指導老師的悉心關注和耐心指導。通過這次畢業(yè)設計，我學到了很多東西，受益匪淺。本次課程設計主要涉及 PLC 可編程控制及電路等專業(yè)課程，在此期間不僅鞏固了我們的專業(yè)課知識，拓寬了我們的知識面，使我初步掌握了可編程控制技的基礎設計，了解了可編程控制的核心內容，更讓我們有機會理論聯(lián)系實際得以學以致用。這次設計我感觸很多，更加體會到老師這個職業(yè)的不平凡，是他們在這平凡的崗位上奉獻著自己的青春，奉獻著自己辛勤勞動與心血。 大學生活即將結束，似水流年的日子里我開始期待明天， 我要以一顆感恩和奉獻的心走上新的工作崗位， 努力 學習回報他們、回報社會， 實現(xiàn)人生的社會價值。