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特長(zhǎng)隧道雙向行駛安全指示plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)

2025-07-10 16:42本頁面
  

【正文】 Fuzzy membership...represents similarities of objects to imprecisely defined properties39。 even if they are mostly performing better that classical mathematical method, they still contain black boxes, . de fuzzification, which are very difficult to justify mathematically or logically. For example, fuzzy IF THEN rules, which are in the core of fuzzy inference systems, are often reported to be generalizations of classical Modus Ponens rule of inference, but literally this not the case。? reduce vehicle emissions, noise and visual intrusion。? improve priority for buses, trams and other public service vehicles。附 錄附錄A 外文資料Intelligent traffic lightsAbstract:Signal control is a necessary measure to maintain the quality and safety of traffic circulation. Further development of present signal control has great potential to reduce travel times, vehicle and accident costs, and vehicle emissions. The development of detection and puter technology has changed traffic signal control from fixedtime openloop regulation to adaptive feedback control. Present adaptive control methods, like the British MOVA, Swedish SOS (isolated signals) and British SCOOT (areawide control), use mathematical optimization and simulation techniques to adjust the signal timing to the observed fluctuations of traffic flow in real time. The optimization is done by changing the green time and cycle lengths of the signals. In areawide control the offsets between intersections are also changed. Several methods have been developed for determining the optimal cycle length and the minimum delay at an intersection but, based on uncertainty and rigid nature of traffic signal control, the global optimum is not possible to find out.:As a result of growing public awareness of the environmental impact of road traffic many authorities are now pursuing policies to:? manage demand and congestion。他們不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求,端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度,使我受益匪淺。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,我得到了老師的認(rèn)真指導(dǎo),她認(rèn)真負(fù)責(zé),悉心指導(dǎo)使我能夠順利有效地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上可以更加深入的進(jìn)行細(xì)化,比如汽車在隧道中出現(xiàn)故障時(shí),利用信號(hào)燈的指示來避免汽車事故的發(fā)生,還有我們可以利用PLC來控制檢測(cè)隧道的結(jié)構(gòu)安全等。這種設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單易學(xué),節(jié)約了大量的時(shí)間。取得了幾個(gè)方面的成果:(1)設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件部分,根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)PLC的型號(hào),輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行了分配,設(shè)計(jì)了PLC的外部接線圖。(4)為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)在電氣上完全隔離,最好用光電隔離。(2)輸入輸出信號(hào)與高電壓大電流的動(dòng)力線分開鋪設(shè),鋪設(shè)時(shí)如用全封閉電纜槽要接地。如果是直流負(fù)載,在負(fù)載兩端并接二極管,二極管的反向耐壓應(yīng)是負(fù)載的4倍。這樣的話就會(huì)除掉來自電源的多種干擾,提高PLC的抗干擾能力。交流信號(hào)并接RC保護(hù)回路,吸收感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一般負(fù)荷容量在10KVA以下,采用120?+,在10kVA以上采用47?+,直流輸入時(shí),根據(jù)楞次定律,并接該二極管,釋放反向電動(dòng)勢(shì),保護(hù)PLC不受過量反向電動(dòng)勢(shì)影響。這樣的話就會(huì)除掉來自電源的多種干擾,提高PLC的抗干擾能力。 電源系統(tǒng)引入的干擾市電不要直接進(jìn)入PLC電源模塊,首先用功率相匹配的低通濾波器,為了保證交流供電的穩(wěn)定,使用交流穩(wěn)壓器,然后使用隔離變壓器輸出各種電壓,隔離變壓器需要滿足兩點(diǎn):一是屏蔽層要有良好的接地,初級(jí)線圈的屏蔽接到電網(wǎng)的地,次級(jí)的屏蔽接入本系統(tǒng)的地。下面我們就一般的干擾信號(hào)及干擾措施做一個(gè)詳細(xì)的介紹。但是現(xiàn)場(chǎng)的條件往往比較惡劣,如各種工業(yè)電磁波、聲光、輻射,所以需采用合理的抗干擾措施,保證PLC的可靠工作。圖411 程序示意圖S??是程序中的“步”,也就是在程序中的每一步都要編寫上面的程序,當(dāng)S??為活動(dòng)步,X10被打開時(shí),S0被置1,并且系統(tǒng)被復(fù)位,S0為1時(shí),X10非為0,因此不會(huì)執(zhí)行無車程序,整個(gè)系統(tǒng)也不會(huì)執(zhí)行。圖410 程序示意圖 控制開關(guān)在程序中的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)要求中,要在隧道130m和260m處設(shè)計(jì)一個(gè)控制開關(guān),起到系統(tǒng)故障時(shí),作為急停使用。基于上述問題,在編程上我們采取步進(jìn)指令編寫,它的特點(diǎn)順序執(zhí)行時(shí),無論在執(zhí)行任何程序段,只要當(dāng)前步執(zhí)行的條件滿足都不會(huì)受到其他因素的影響。 I/O分配表表41 I/O分配表輸 入輸 出器件號(hào)地址號(hào)功 能器件號(hào)地址號(hào)功 能SB1X0啟動(dòng)LED1Y1A口紅燈SB2X1停止1LED2Y2A口綠燈SB3X2停止2LED3Y3B口紅燈SB4X3停止3LED4Y4B口綠燈KA1X4A口檢測(cè)裝置YY5報(bào)警KA2X5B口檢測(cè)裝置 有汽車通過隧道和無汽車通過隧道程序的銜接 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在執(zhí)行無車程序時(shí),如果隧道口有車來到時(shí),要立刻停止當(dāng)前的無車程序轉(zhuǎn)到有車程序,這就需要對(duì)如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換進(jìn)行很好的設(shè)計(jì),這也是在編程上最大的難題。 時(shí)序圖周期為1s的方波M100:T10:圖49 時(shí)序圖周期為1s的方波圖在控制綠燈閃爍時(shí)可采用串接周期為1s的方波來實(shí)現(xiàn),因而在程序開始時(shí)常加入一段方波發(fā)生程序,以上是該程序的時(shí)序圖。2s后,B口紅燈亮。T8計(jì)時(shí)20s,即B口進(jìn)車開始的20s內(nèi),B口綠燈亮。20s后B口綠燈閃2s后熄滅,隨之B口紅燈點(diǎn)亮,90s后A口紅燈熄滅綠燈亮,在B口的紅燈亮75s后,即系統(tǒng)默認(rèn)汽車通過隧道,這時(shí)程序返回?zé)o車程序。YY4同時(shí)得電,即A、B綠燈同時(shí)亮?xí)r,程序轉(zhuǎn)向S51。90s后程序跳轉(zhuǎn)向S41,B口允許汽車進(jìn)入。A口綠燈亮在20s后閃爍2s。T3計(jì)時(shí)90s,即A口進(jìn)車到待其從B口全部開出的總計(jì)時(shí)時(shí)間。圖46 A口有車通過隧道時(shí)梯形圖S31啟動(dòng),B口紅燈亮。圖44 無車通過梯形圖 有車通過隧道時(shí)的程序設(shè)計(jì)A口:圖45 A口有車通過隧道時(shí)時(shí)序圖從上面的時(shí)序圖可以分析出AB口各個(gè)信號(hào)燈的工作情況,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為執(zhí)行A口有車程序時(shí),首先A口綠燈亮,B口的紅燈亮。B口綠燈亮5s的時(shí)間。A口無車進(jìn)入且A口綠燈閃爍2s后,程序轉(zhuǎn)向S41。在計(jì)時(shí)5s內(nèi),A口亮綠燈。A、B兩入口均亮紅燈。如圖43和圖44。5s后A口綠燈閃2s后熄滅,7s后A口紅燈亮,B口綠燈亮,同樣5s后B口綠燈閃2s熄滅,而后反復(fù)循環(huán)此過程。 無車通過隧道式的程序設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,畫出A,B口信號(hào)燈的工作時(shí)序圖如圖42所示。YB口有車程序A口有車B口有車?A口有車程序兩口均無車程序初始狀態(tài)開始YNN啟動(dòng) 圖41 程序流程圖采用這種指令進(jìn)行順序執(zhí)行,主要是為了在設(shè)計(jì)程序中,如果A、B隧道口有車時(shí),我們能夠采用一些簡(jiǎn)單辦法立即停止當(dāng)前執(zhí)行的無車程序,并轉(zhuǎn)移到有車程序。在程序設(shè)計(jì)中,3段程序都是獨(dú)立的順序功能程序,所以我采用的是STL步進(jìn)順控指令,這種指令是專門順序控制而設(shè)計(jì)的指令。X10和X11作為隧道130m和260m的系統(tǒng)故障急停開關(guān),在任何時(shí)候只要撥動(dòng)開關(guān),都可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行停止控制,當(dāng)檢修完線路后,將X10和X11撥回原位,又可以啟動(dòng)系統(tǒng)。假如隧道口A口有車到達(dá)時(shí),通過我們的紅外傳感器探測(cè)到信號(hào)后,將其信號(hào)輸送到PLC中,即如流程圖中,中斷無車程序轉(zhuǎn)為A口有車程序,當(dāng)執(zhí)行相應(yīng)的程序。 程序設(shè)計(jì)思想本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,當(dāng)系統(tǒng)上電以后進(jìn)入初始狀態(tài),X0作為整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)停止開關(guān),當(dāng)X0被按下時(shí),系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)入程序的運(yùn)行,當(dāng)X0再次按下時(shí),整個(gè)系統(tǒng)停止工作。語句表語言,類似于匯編語言。內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載,只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。梯形圖中接點(diǎn)(觸點(diǎn))只有常開和常閉,接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。第4章 軟件設(shè)計(jì) 梯形圖程序設(shè)計(jì)PLC是以程序的形式進(jìn)行工作的,所以必須把控制要求變換成PLC能接受并執(zhí)行的程序,編制程序采用編程語言。(2)報(bào)警電鈴:利用電磁繼電器原理制造的,通電時(shí),電磁鐵有電流通過,產(chǎn)生磁性,把小錘下方的彈性片吸過來了,是小捶打擊電鈴發(fā)出聲音,同時(shí)電路斷開,電磁鐵失去了磁性,小錘又被彈回,電路閉合,不斷重復(fù),電鈴便發(fā)出連續(xù)擊打聲了。相反檢測(cè)不到光,則LM339的2腳就輸出一個(gè)高電平。以下為傳感器基本原理圖(RPR220光電傳感器)。光電傳感器采集到的汽車到達(dá)信號(hào)后,各輸出一個(gè)高電平,將兩個(gè)信號(hào)相與后,輸出的高電平送至PLC中,通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作。而對(duì)射型光電傳感器可以檢測(cè)到大距離的信號(hào),所以針對(duì)隧道口汽車的檢測(cè),我們采用對(duì)射型光電傳感器作為PLC的信號(hào)采集器傳感器要準(zhǔn)確無誤的檢測(cè)到汽車的到來,這需要對(duì)傳感器的安裝位置進(jìn)行很好的設(shè)計(jì),傳感器安裝的位置不對(duì),可能人或動(dòng)物都會(huì)對(duì)信號(hào)采集有影響。當(dāng)檢測(cè)物通過時(shí)擋住了光,并把光部分反射回來,收光器就收到光信號(hào),輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。正常情況下,發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到,一旦光路被檢測(cè)物體物擋住,收光器收不到光時(shí),光電開關(guān)就動(dòng)作,輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)它的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和收光器,但前方?jīng)]有反光板。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物體用過路徑的兩側(cè),檢測(cè)物通過時(shí)阻擋光路,收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開關(guān)就稱為對(duì)射分離式光電開關(guān),簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開關(guān)。槽型開關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過時(shí),光被遮擋,光電開關(guān)便動(dòng)作。分類和工作方式槽型光電傳感器把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面的裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽型光電。光電檢測(cè)方法具有精度高,反應(yīng)快,非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測(cè)參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式靈活多樣,體積小。它可以在于光軸0到25 的范圍內(nèi)改變發(fā)射角,使光束幾乎是從一根發(fā)射線,經(jīng)過反射后,還是從這根反射線返回。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。在其后面是檢測(cè)電路,她能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。接受器由光電二極管、光電三極管、光電池組成。發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源,發(fā)光二級(jí)管、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。圖33 傳感器原理框圖光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。如圖32所示。因此可以確定其硬件部分主要有PLC,光電傳感器、紅綠交通信號(hào)燈,報(bào)警電鈴以及一些輔助設(shè)備組成。一個(gè)點(diǎn)是起停控制開關(guān),另外兩個(gè)輸入點(diǎn)是故障控制系統(tǒng)停止開關(guān),輸入點(diǎn)一共是五個(gè)點(diǎn)。利用可行的傳感器探測(cè)汽車到達(dá)隧道口的信號(hào),本設(shè)計(jì)所采用的傳感器是光電傳感器,去感知汽車到達(dá),作為輸入設(shè)備,輸入信號(hào)送入到PLC中,作為對(duì)來自傳感器輸
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