【正文】 或許若干年后，當(dāng)我再次回首這些日子的時(shí)候，我也會(huì)會(huì)心一笑了。每一次經(jīng)歷都是一筆寶貴的財(cái)富，這次設(shè)計(jì)是大學(xué)生活最后一段路程了，設(shè)計(jì)告畢，我們的大學(xué)生活也要接近尾聲。但是整個(gè)團(tuán)隊(duì)又必須相互協(xié)作，相互溝通，整個(gè)團(tuán)隊(duì)要構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。這次程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們四個(gè)人每個(gè)人都設(shè)計(jì)自己一部分，最后將整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)。另外，在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我還不得不感謝我的隊(duì)友們，沒(méi)有他們的幫助，這次設(shè)計(jì)是不可能取得成功的。其次，王老師在我們?cè)O(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于我們的方案也給出了許許多多好的建議以及改進(jìn)的方案。剛開(kāi)始的時(shí)候我們遇到了很多問(wèn)題，在這里要特別感謝我的導(dǎo)師王少愚老師，王老師在早期的準(zhǔn)備工作和后期的方案選定以及具體的程序設(shè)計(jì)上給了我們極大的幫助。參 考 文 獻(xiàn)[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] 致 謝歷經(jīng)了3個(gè)月的分析與設(shè)計(jì)，與小組討論了各種各樣的方案，最終這款基于PLC的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總算是塵埃落定了。與現(xiàn)在的交通燈控制系統(tǒng)相比，本設(shè)計(jì)的控制成本也不算高，和當(dāng)前控制成本相差無(wú)幾。但是這樣的話設(shè)計(jì)的難度會(huì)大大的增加，這里由于設(shè)計(jì)的時(shí)間原因，只做討論。同時(shí)，本設(shè)計(jì)是通過(guò)光電計(jì)數(shù)器來(lái)統(tǒng)計(jì)車輛數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行比較的。本設(shè)計(jì)能夠在一定程度上緩解交通的壓力，但是本設(shè)計(jì)也存在一定的缺陷。在不同的時(shí)間段通過(guò)光電計(jì)數(shù)器的輸入數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)的比較南北兩車道的車流量，并根據(jù)比較的結(jié)果來(lái)選擇通行的時(shí)間。它通過(guò)鋪設(shè)在交通路口的光電計(jì)數(shù)器，能夠?qū)崟r(shí)的讀取路面的查流量信息，通過(guò)控制系統(tǒng)加以分析，能夠智能的調(diào)整交通信號(hào)燈的讀秒時(shí)間。它的讀秒時(shí)間是固定的，讀秒的周期也是固定的，最重要的是它不能根據(jù)路面的車流量智能的調(diào)整紅綠燈的讀秒時(shí)間。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)初衷是設(shè)計(jì)出一款有別于現(xiàn)在一般普通交通燈控制系統(tǒng)的智能交通燈控制系統(tǒng)。能夠根據(jù)十字路口的車流量情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整交通信號(hào)燈的讀秒時(shí)間。但是經(jīng)過(guò)我們小組的討論與分析之后，將數(shù)據(jù)與程序結(jié)構(gòu)做出了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。而在此之前的時(shí)間，計(jì)數(shù)器都應(yīng)該是累計(jì)計(jì)數(shù)的。另外一個(gè)例子是，第一次比較與第二次比較過(guò)程中都牽涉到寄存器的調(diào)用問(wèn)題，也同樣可以將此程序模塊化，直接調(diào)用。第二個(gè)應(yīng)該是關(guān)于子程序調(diào)用的問(wèn)題，因?yàn)樵诖顺绦蛑杏性S多部分是相同的，例如第一次比較之后與第二次比較之后都曾在南北綠燈閃爍3s，3s后南北的綠燈變?yōu)辄S燈，黃燈持續(xù)2s后變?yōu)榧t燈，且計(jì)數(shù)器清零，東西方向變?yōu)榫G燈的情況。假設(shè)南北方向的綠燈閃爍，則接下來(lái)南北方向的黃燈必須亮，及南北方向的綠燈與南北方向的黃燈應(yīng)該是聯(lián)鎖的關(guān)系。如此分析下來(lái)，這三次情況之間有著高度的相似性，且每一次情況與上一次之間有著一定的聯(lián)系，程序循環(huán)執(zhí)行，根據(jù)不同的比較結(jié)果可以對(duì)交通燈讀秒時(shí)間進(jìn)行智能的控制，有效的控制十字路口的車流量。，東西方向?yàn)榧t燈，經(jīng)過(guò)30s后，南北方向依然為綠燈，東西方向依然為紅燈；再經(jīng)過(guò)30s后，南北方向的綠燈開(kāi)始閃爍，接著變?yōu)辄S燈，在變?yōu)榧t燈，而東西方向則變?yōu)榫G燈。本設(shè)計(jì)采用三菱FX2―64MR―001型PLC，如圖所示，該接線的輸入采用220V的交流，而輸出則采用12V的直流端口分配為： 輸入設(shè)備輸入點(diǎn)接口輸出設(shè)備輸出點(diǎn)接口啟動(dòng)按鈕X0南北方向綠燈（2個(gè)）Y1北方計(jì)數(shù)器輸入X1南北方向黃燈（2個(gè)）Y2南方計(jì)數(shù)器輸入X2南北方向紅燈（2個(gè)）Y3西方計(jì)數(shù)器輸入X3東西方向綠燈（2個(gè)）Y4東方計(jì)數(shù)器輸入X4東西方向黃燈（2個(gè)）Y5停止按鈕X5東西方向紅燈（2個(gè)）Y6 根據(jù)上面的設(shè)計(jì)可以知道，每一次當(dāng)一個(gè)方向的綠燈持續(xù)30s，另一個(gè)方向的紅燈持續(xù)30s后會(huì)經(jīng)行一次判斷，判斷的結(jié)果有兩種，而在經(jīng)過(guò)另一個(gè)30s后會(huì)進(jìn)行另一次判斷，判斷的結(jié)果又有兩種。 I/O地址的分配圖36 I/O地址的分配在此設(shè)計(jì)過(guò)程中東西南北每個(gè)方向各有紅綠黃三個(gè)交通信號(hào)燈，因此交通信號(hào)燈的總數(shù)為12個(gè)，也就是輸出端口必須有12個(gè)?；诂F(xiàn)在各大城市的車流量越來(lái)越大，城市越來(lái)越擁堵，再設(shè)計(jì)中我們還考慮到若能將城市各大路口的車流量數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來(lái)，由中央計(jì)算機(jī)統(tǒng)一分析和調(diào)控各個(gè)路口的讀秒時(shí)間，那樣緩解交通壓力的效果坑定會(huì)更加明顯。在這里由于時(shí)間和技術(shù)的限制，沒(méi)有具體討論人行道的計(jì)數(shù)方式，但是南北人行道的通行時(shí)間和南北方向車道的通行時(shí)間是一致的，相同，東西方向的人行道和東西方向車道的通行時(shí)間也具有一致性。倘若綠燈沒(méi)有變，計(jì)數(shù)器的讀數(shù)應(yīng)該是在前一個(gè)30s的基礎(chǔ)上相加而得來(lái)的。但是每一方向的持續(xù)通行的總時(shí)間也不能長(zhǎng)于95s，每一方向通行的最短時(shí)間不因短于35秒。上面第二次的比較結(jié)果和第一次的比較結(jié)果相似，依次循環(huán)往復(fù)。5s過(guò)后南北方向的黃燈變?yōu)榧t燈，東西方向的紅燈變?yōu)榫G燈，并且東西南北各個(gè)方向的計(jì)數(shù)器清零。東西方向的綠燈持續(xù)30s，南北方向的紅燈持續(xù)30s，且30s后將東西方向的車流量與南北方向的車流量進(jìn)行比較，比較的結(jié)果如上，如此循環(huán)往復(fù)。30s后，南北方向的綠燈閃爍3s，3s后綠燈變?yōu)辄S燈，在這一過(guò)程中，東西方向依然保持為紅燈，且持續(xù)時(shí)間為5s。30s后將南北方向的計(jì)數(shù)器讀數(shù)相加得到數(shù)據(jù)N1，東西方向的計(jì)數(shù)器讀數(shù)相加得到數(shù)據(jù)D1，將南北方向的數(shù)據(jù)N1和東西方向的數(shù)據(jù)D1，進(jìn)行比較倘若N1＞＝D1，則南北方向的綠燈繼續(xù)持續(xù)30s，東西方向的紅燈繼續(xù)持續(xù)30s，這一過(guò)程中計(jì)數(shù)器在上一個(gè)30s的基礎(chǔ)上持續(xù)累加。以此來(lái)緩解交通的壓力，也可以合理的利用交通資源。然后南北綠燈閃爍3S，熄滅。到2S時(shí)，當(dāng)東西黃燈熄時(shí)，東西紅燈亮。到20S時(shí)，東西綠燈閃爍3S，之后熄滅。倘若要所有信號(hào)燈熄滅，則關(guān)閉啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。進(jìn)而完成對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作。 圖33 NI35CP40FZ3X2型光電開(kāi)關(guān) 通過(guò)對(duì)路面車流量長(zhǎng)期的觀測(cè)，以及對(duì)數(shù)據(jù)經(jīng)行分析，最終和小組成員討論出將光電計(jì)數(shù)器安裝在距離十字路口30米出較為合適。接近開(kāi)關(guān)與電纜接近部位采用強(qiáng)化電纜使其彎曲度和使用壽命是一般開(kāi)關(guān)的9倍以上。該鏟平采用專用的IC，抗干擾能力強(qiáng)。在參考市面上各種光電計(jì)數(shù)器的性能指標(biāo)以及相對(duì)經(jīng)濟(jì)性的情況下，本設(shè)計(jì)擬采用樂(lè)清市柳市普邦接近開(kāi)關(guān)廠生產(chǎn)的NI35CP40FZ3X2型號(hào)光電開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)采用最常用的無(wú)接觸檢測(cè)解決方案。數(shù)字顯示：通過(guò)十進(jìn)制計(jì)數(shù)芯片將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成可讀的數(shù)字。 信號(hào)采集：發(fā)光二極管的PN節(jié)處通過(guò)管殼的玻璃窗口能夠接受外部光源從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。據(jù)此看來(lái)，選擇三菱FX2―64MR―001型PLC完全能夠滿足要求。本設(shè)計(jì)中的十字路口東西南北四個(gè)方向各有一個(gè)光點(diǎn)計(jì)數(shù)器來(lái)統(tǒng)計(jì)通過(guò)車子的輛數(shù)，再加上啟動(dòng)開(kāi)關(guān)和停止開(kāi)關(guān)總共需要6個(gè)輸入接口。采用24V、400mA直流電源，它優(yōu)良的快速斷開(kāi)端子塊使得接著線纜也可以更換單元，并且它的遠(yuǎn)程維護(hù)功能使得遠(yuǎn)處的編程軟件可通過(guò)調(diào)制解調(diào)器通信來(lái)監(jiān)測(cè)、上載和卸載程序和數(shù)據(jù)。它具有一些顯著的特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各個(gè)國(guó)家不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，因此在選定的過(guò)程中，他有著廣泛的選定范圍。可用來(lái)存放數(shù)據(jù)，可以是固定的數(shù)據(jù)或者是可變的數(shù)據(jù)，類似于寄存器。用于步進(jìn)順序操作。它的使用使得PLC超出了傳統(tǒng)的順序邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能。⑶ 功能模塊。⑵ 程序模塊。用戶程序的模塊：⑴ 組織模塊。但是大型的PLC的用戶程序很復(fù)雜。用戶程序是指根據(jù)不同的工作要求，用戶用PLC程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序，以實(shí)現(xiàn)各種控制要求。標(biāo)準(zhǔn)模塊程序由多個(gè)獨(dú)立的程序模塊組成，每個(gè)程序模塊完成一種獨(dú)立的功能。管理程序用于對(duì)PLC輸入、輸出、運(yùn)算等操作的時(shí)間順序的管理，規(guī)定數(shù)據(jù)和程序的存放地址。系統(tǒng)程序是由PLC生產(chǎn)廠家提供，并且固化在EPROM中，用戶不能直接讀取。骨骼是支撐整個(gè)身軀的硬性指標(biāo)，沒(méi)有骨骼其他的就無(wú)從說(shuō)起，而血肉也是一個(gè)人正?；顒?dòng)所必須的。例如輸入與輸出方式、特殊功能模塊、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能、高數(shù)計(jì)數(shù)、遠(yuǎn)程I/O能力和監(jiān)控功能等。這些內(nèi)部寄存器可用于存放各種數(shù)據(jù)，內(nèi)部寄存器的大小與多少直接影響用戶編程的靈活與方便。用戶程序儲(chǔ)存容量是指存放用戶程序的儲(chǔ)存器的容量，用字節(jié)K表示。通常用I/O點(diǎn)總數(shù)表示I/O開(kāi)關(guān)量，而用I/O通道數(shù)表示模擬量。對(duì)于特定廠家生產(chǎn)的PLC，其編程語(yǔ)言不同，若PLC可用多種語(yǔ)言編程，則其可移植性較好。 PLC的性能指標(biāo)和軟件系統(tǒng) PLC的性能指標(biāo).。各個(gè)電路和不同的掃描階段會(huì)造成輸入和輸出的延遲，這是PLC的主要缺點(diǎn)。⑷ 對(duì)同一個(gè)輸出單元的多次使用、修改次序會(huì)造成不同的執(zhí)行結(jié)果。⑶ 程序執(zhí)行完后的輸出映像寄存器的值決定了下一個(gè)掃描周期的輸出值，而在程序執(zhí)行階段，輸出映像寄存器的值即可以作為控制程序執(zhí)行的條件，同時(shí)又可以被程序修改用于存儲(chǔ)中間結(jié)果或下一個(gè)掃描周期的輸出結(jié)果。由上述分析得出循環(huán)掃描有如下特點(diǎn)：⑴ 掃描過(guò)程周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、寫(xiě)輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。程序執(zhí)行時(shí)，就算輸入子端變化，這一個(gè)工作周期，輸入寄存器也不會(huì)改變，只是會(huì)在下一個(gè)周期被讀入。下圖描述了信號(hào)從輸入端子到輸出端子的傳遞過(guò)程：輸出映像寄存器輸入映像寄存器輸出端子輸出鎖存器程序執(zhí)行輸入端子 輸入 讀 輸出 采樣 讀 刷新 輸出 寫(xiě)圖22 PLC的掃描工作過(guò)程在讀輸入階段，CPU對(duì)各個(gè)輸入端子進(jìn)行掃描，通過(guò)輸入電路將各輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入輸入映像寄存器中。用戶可以鎖定或者開(kāi)鎖I/O接口，而且鎖定后，I/O接口的掃描過(guò)程便不再運(yùn)行。在一個(gè)掃描過(guò)程中，輸入點(diǎn)的狀態(tài)會(huì)被所入到輸入映像寄存器，而一樣，輸出映