【正文】 圖 。 6) 報警記錄畫面 。 5) 參數(shù)設定畫面 。 4) 操作面板 。 以 數(shù)字和矩形圖形式 實時 顯示 24盞紅綠燈的運行時間 。 當 實 際 系統(tǒng)中橫向綠 燈亮 時 ， 該畫面上相應 的綠燈就會 隨之點亮 。 1) 主界 面 。 本觸 摸屏畫面共 有 6幅 。觸摸屏不僅具有按鈕的功能 ， 方便操作者輸入信號 ， 而且還能監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài) 。 圖 紅綠燈的主程序結構圖 交通燈倒計時顯示程序 顯示程序實際上是一個定時計數(shù)程序 ， 由移位指令產生個位 、十位的同步信號使 L ED 七段碼管每隔一秒顯示一組數(shù)字 ,直到“ 00”再進入下一輪循環(huán) ， 同時在處理特殊程序時應讓倒記時顯示停止 ,即給 倒計時顯示復位 ， 以便返回正常程序時 ， 紅綠燈的記時時間與燈的運行情況一致 。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求 ,把主程序設計成七個選擇分支 ,每個分支對應系統(tǒng)的某個功能 ,如圖所示 。 其 I/O 接線圖 附 圖 1 所 示 。 觸摸 屏選用三菱 F940 GOT SWD 。采用紅外線遙感傳感器監(jiān) 測十字路口的違章現(xiàn)象 ,若出現(xiàn)司機闖紅燈 、壓線等情況 ,即啟動報警裝置發(fā)出報警聲 ,并記錄每天的違章次數(shù) 。通過觸摸屏 ,可對十字路口交通燈的運行情況進行動態(tài)監(jiān)控 ,并可把此監(jiān)控信號傳到中央控制室 ,以便了解整個十字路口的交通狀況 ,減少交警的勞動強度 。紅綠燈的變換時間需隨之改變 ,通過觸摸屏技術的應用 ,可以靈活修改時間參數(shù) ,使控制程序更加靈活 ,以便適應不同季節(jié)的通行要求 。 除了以上工作方式外 ,該實驗監(jiān)控裝置還具有以下幾 個功能 : (1) 時間參數(shù)可修改 。如果行人需要過馬路 ,而該方向人行道上的燈為禁行紅燈 ,他就可以按該方向的行人強通按鈕 ,此時人行道燈會由紅變綠 ,方便行人通過 ,減少交通事故 。 第 19 頁 共 40 頁 (2) 急車強通信號只能響應一路方 向的來車 ,若兩個方向先后來急車 ,則響應先來的一方 ,隨后再響應另一方 。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 。 急車強通控制方式 (1) 當有救護車 、救火車通過或某個方向的車流量過大時 ,啟動急車強通控制方式 。橫向人行道通行綠燈主干道直行綠燈點亮后才允許點亮 , 亮 27S ,然后接 3S 閃綠 ,其他 60S 時間為紅燈 。反之 ,當橫向主干道紅燈點亮時 ,縱向主干道依次點亮直 行綠燈 ,左 行綠燈 ,綠燈閃亮和黃燈 。白天紅綠燈切換的要求 ( 晚上只是循環(huán)周期不同 ) 如下 : (1) 橫向 (行 )和縱向 (列 )主干道均設有左行綠燈 13 S ,直行綠燈 27 S ,綠燈閃亮 3S ,黃燈 2S 和紅燈 45S。 實驗裝置的功能 該交通燈實驗監(jiān)控裝置根據(jù)不同時段車流量的不同 ,設計了四種工作方式 ,即正常時序控制方式 、急車強通控制方式 、行人強通控制方式及緊急事故處理控制方式 。 PLC 的作用是將 PC 機輸入到 PLC內部的程序編 第 18 頁 共 40 頁 譯成自身的執(zhí)行代碼 , 在程序啟動后 , 根據(jù)輸入模塊接收到的各輸入點的信號 , 執(zhí)行處理內部程序 , 當所有指令執(zhí)行完畢后 , 再將輸出繼電器的通斷狀態(tài)輸出到相應的輸出點 , 驅動相應的指示燈或繼電器。其中上位機選用 PC 機 , PLC 作為從機 , 主機和從機之間通過標準串行接口 RS 422 實施數(shù)據(jù)傳輸。 該實驗系統(tǒng)采用主 — 從機系統(tǒng)結構和模塊化的組合結構 , 系統(tǒng)在設計控制板的同時考慮到了功能的擴展 , 如果再增加實驗內容的話 , 只需制作相應的專用演示板即可。 在該板上設計有 4 個額定電壓為直流 24V 的小型繼電器 , 可以使 PLC 的輸出信號直接驅動繼電器帶動負載工作。其中輸入 /輸出信號既可以由面板上的鈕子開關和指示燈來表示 , 也可以用導線連接到專用演示面板或控制模型上 。 該板將 PLC 主機固定于板子中央 , PLC 的輸入 /輸出端子均已接到面板相應的插孔中 , 輸入 ?輸出信號通過這些插孔可由其他地方直接引入 , 這 些插孔的布置與 PLC 的輸入 /輸出端子以及電源端 , 接地端和公共端的實際位置一一對應。 （ 3） PLC 交通燈控制軟件系統(tǒng)梯形圖、控制程序研究設計采用結構化程序的設計思想 ,為了閱讀和調試的方便 ,PLC 的主程序采用 SFC 程序設計方法 ,根據(jù)控制系統(tǒng)的要求 ,把主程序設計成多個選擇分支 ,每個分支對應系統(tǒng)的某個功能。 (3) 報警次數(shù)可記錄。 (2) 控制過程可視化。由于季節(jié)及某些不可 第 16 頁 共 40 頁 預知情況的存在 ,會導致該十字路口有時車流量很大 ,而有時車流量很小。 緊急事故處理控制方式：在該十字路口 發(fā)生交通事故時或系統(tǒng)出現(xiàn)故障（綠燈同時亮）時 ,啟動該方式 ,4 個方向的紅燈全亮 ,所有車輛禁行 ,以便交警處理事故。 行人強通控制方式：為了體現(xiàn)“以人為本”的思想 , 設置行人橫穿馬路與縱穿馬路方式。隨后按正常時序控制。無急車時 ,按正常循環(huán)時序控制 。橫向人行道通行綠燈于縱向主干道直行綠燈點亮后才允許點亮 ,亮 27S ,然后接 3S 閃綠 ,其他 60S 時間為紅燈 ， 同樣 ,縱向人行道通行綠燈應在橫向主干道直行綠燈點亮后才允許點亮 ,亮 27S ,然后接 3S 閃綠 ,其他 60S 時間為紅燈。反之 ,當橫向主干道紅燈點亮時 , 縱向主干道應依次點亮直行綠燈 ,直行綠閃 ,左轉綠燈，左轉綠閃和黃燈 。白天紅綠燈切換的要求 (晚上只是循環(huán)周期不同 ) 如下 :(1) 橫向 (行 ) 和縱向 (列 ) 主干道均設有直行綠燈 27S，直行綠閃 3S ,左轉綠燈 10S ,左轉綠閃 3S ,黃燈 2S 和紅燈 45S。 第 15 頁 共 40 頁 （ 2） PLC 交通燈控制和監(jiān)控設計分為兩個部分分別設計： 控制部分根據(jù)不同時段車流量的不同 ,設計四種工作方式 ,即正常時序控制方式、急車強通控制方式、行人強通控制方式（ 盲人過馬路）及緊急事故處理控制方式。 本設計的任務 本設計要解決的主要問題： （ 1） PLC 交通燈控制試驗臺總體設計； （ 2） PLC 交通燈控制和監(jiān)控設計； （ 3） PLC 交通燈控制軟件系統(tǒng)梯形圖、控制程序研究設計 。 這種單一的實驗設備 , 落后的實驗方法 , 使得實驗效果往往不盡人意。另外 , 在輸入輸出點數(shù)較多或動作過程較復 雜時 , 僅僅通過 PLC 面板上的指示燈來觀察實驗結果 , 很難使學生們理解 PLC 的執(zhí)行過程。該課具有很強的實踐性 , 以前我們讓同學們學習編程時 , 往往只是要求學生們直接用手持式編程器將簡單的程序輸入到 PLC 內部的 RAM 里 , 然后通過 PL C 面板上的 指示燈來觀察試驗結果。 它自 1969 年問世以來 , 隨著微電子技術、集成電路技術、微處理器技術和微計算機技術 的發(fā)展 , 已經取得了巨大的進步。 對經濟指標還要作綜合分析，要看使用了 PLC 能否帶來效益，然后，再分析使用哪家的 PLC 效益更好些。一般講，同樣技術性能的 PLC，價格低其經濟指標就好 。所以，這個指標也是重要的。其實，使用 PLC，還要考慮經濟指標。 鑒于可靠工作是 PLC 的重要特點，至關重要，故有關提高 MTBF 及降低 MTTR 的措施如何，以及 PLC 的 MTBF 與 MTTR 值也成為 PLC 性能的重要指標。而從上式可知， MTBF 越大， MTTR 越小，則 A 越大?？?靠措 施的 目的 是增 加 PLC 平均 故障 間隔 時間 、 MTBF（ MeanTimeBetweenFailure）及減少 PLC 的平均修復時間、 MTTR（ MeanTimeToRepair），以提高 PLC 的有效度 A（ Availability）。 可靠控制 為使 PLC能可靠工作，在硬件與軟件兩個方面 PLC 廠家都采取了很多措施，對一些特殊可靠要求的 PLC，還有相應的特殊的措施，如熱備、冗余等等。這方面的軟件已日益受到重視。 有的 PLC廠家或第三方廠家還開發(fā)了使用 PLC 的組態(tài)軟件，用以實現(xiàn)計算機對 PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控，以及與 PLC 交換數(shù)據(jù)。所以，多數(shù)支持編程的軟件，也具有監(jiān)視 PLC 工作的功能。只是要下力氣去開發(fā)，以及市場有這個需要。如 GE－ FANAC 的 PLC 就提供有可用 C語言編程的軟件。而編寫這個轉換的軟件工作量很大，當然應由有關廠家開發(fā)與提供。關鍵在于要把用高級語言編寫的程序轉換成助記符語言，或直接轉換成 PLC所能識別的機器語言。這種混合語言有不同的實現(xiàn)方法，而且多用于大型的PLC 的編程 高級語言， PLC 編程也可以使用高級語言，如 BASIC、 C語言等。它用流程圖把 PLC 程序劃分成若干結構塊，并規(guī)范塊間的邏輯聯(lián)系。 梯形圖與流程圖混合語言。流程圖語言與符號語言也有一一對應關系，只是它對應的符號語言與梯形圖的對應不一樣。多數(shù)是在計算機對 PLC編程時，才使用這種語言。這種語 言與符號語言有對應關系，很容易互相轉換，并便于電氣工程師了解與熟悉，故用得很普遍，幾乎所有的 PLC 都開發(fā)有這種語言。所以，多數(shù) PLC 都配備有這種語言。它類似計算機的匯編語言， PLC 的指令系統(tǒng)就是用這種語言表達的。它之所以能使用一些助記符語言、梯形圖語言、流程圖語言，以至高級語言，全靠為使用這些語言而開發(fā)的種種軟件。 支持軟件 為了便于編制 PLC 程序，多數(shù) PLC 廠家都開發(fā)有關計算機支持軟件。以上只是指出幾個例子，說明要從哪幾個方面了解 PLC 指令，從中也可大致看出指令的多少及功能將怎樣影響 PLC 的性能。 狀態(tài)監(jiān)控指令，用以監(jiān)視及記錄 PLC 及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對提高 PLC控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。 但遇到流程控制指令也可作相應改變。 流程控制指令，用以控制程序運行流程。 數(shù)據(jù)處理指令，用于處理數(shù)據(jù)，如譯碼，編碼，傳送、移位等等。 PLC 的指令繁多，但主要的有這么幾種類型： 基本邏輯指令，用于處理邏輯關系，以實現(xiàn)邏輯控制。你不懂 PLC 指令怎么編程，沒有程序， PLC又怎么工作？ 第 11 頁 共 40 頁 PLC 的指令越來越多，越來越豐富。 內部器件也是 PLC 指令的操作數(shù)，不弄清楚是無法編程的。大型機的 DM可達 10K以至幾十 K。如日本 OMRON 公司的 CQM1 機，其 DM區(qū)就有6k 字。趨勢也是越來越大。多以字、兩字或多字為單位予以使用，是 PLC進行模 擬量控制，或記錄數(shù)據(jù)所必不可少的。可進行什么樣的計數(shù)，計數(shù)范圍多大，怎么設定，有多少計數(shù)器，則是 PLC 計數(shù)器性能的代表指標。定時器有多少，設定范圍有多大，設定值的分辨率又是多少，這些都代表定時器件的性能。 定時器，可進行定時控制。再上電后可繼續(xù)丟電前的狀態(tài)。一般講，內部繼電器數(shù)比 I/O 繼電器要多得多。它與 I/O 繼電器區(qū)相聯(lián)系著，有時與后者相聯(lián)系進行處理。它與 PLC 所能控制的 I/O 點數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關。它也是代表 PLC 性能的重要指標。但通過運行程序進行使用時，給使用者提 供的卻實實在在有這些器件。不同的內部器件占據(jù)系統(tǒng)內存的不同區(qū)域。大型 PLC 的內存容量 第 10 頁 共 40 頁 可達幾十 k，以至于一百多 k。內存大，可存儲的程序量大，也就可進行更為復雜的控制。 CPU 既要具備訪問這些內存的能力，還應提供相應的存儲介質。用戶內存主要用以存儲用戶程序，個別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。它的情況，當然是選用 PLC必須了解的重要方面，所以也應把它列為 PLC 性能的重要內容。隨著技術進步，這種設備將更加豐富。輸入的有條碼讀入器，輸入模擬量的電位器等。各種 PLC 大體都有這方面的配套設施。這些設備，如存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器。性能好的 PLC，這種外部設備已越來越豐富。 監(jiān)控設備：小的有數(shù)據(jù)監(jiān)視器，可監(jiān)視數(shù)據(jù)；大的還可能有圖形