【正文】 用了德國西門子公司 S7200 型PLC。 可編程控制器交通燈控制系統(tǒng)的特點(diǎn)： ①脫機(jī)手動(dòng)工作； ②聯(lián)機(jī)自動(dòng)就地工作； ③上機(jī)控制的單周 期運(yùn)行方式； ④由上位機(jī)通過串口向下位機(jī)送入設(shè)定配方參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； ⑤自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)控制方式。 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度要求越來越高，原有的交通燈裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動(dòng)化的需要。為此，采用不依賴數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法設(shè)計(jì)交通燈控制器，能較好地解決這個(gè)問題。 目前，大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時(shí)間間隔的控制方法。即使是經(jīng)武漢理工大學(xué)《機(jī)電傳動(dòng)及控制》課程設(shè)計(jì) 交通燈的 PLC 控制 5 過長期運(yùn)行、較適用的方案，仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長隊(duì)等候通過。 傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。但是隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì) 的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。對于小型 PLC， I/O 點(diǎn)數(shù)較少，用戶程序較短，用集中采樣集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。對元件映像來說，每一個(gè)元件的狀態(tài)會(huì)隨程序的執(zhí)行過程而變化。當(dāng)指令中涉及輸入 /輸出時(shí)， PLC 從輸入映像寄存器中讀入上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀入對應(yīng)輸出映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。在用戶程序執(zhí)行階段或輸出階段，輸入元件映像寄存器與外界隔離，無論輸入端子信號(hào)如何變化，輸入元件映像積存器始終保持不變，直到下個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才將輸入端子的新內(nèi)容重新寫入。 (1)輸入采樣階段 PLC：在輸入采樣階段，先掃描所以輸入端子并將各輸入端子狀態(tài)存入對應(yīng)的輸入元件映像寄存器。而 PLC 對輸出、輸出信號(hào)是集中批處理。另外， PLC 對編程器 輸出電路 輸 入 電 路 中央處理器 （ CPU） 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 用戶程序存儲(chǔ)器 電源 武漢理工大學(xué)《機(jī)電傳動(dòng)及控制》課程設(shè)計(jì) 交通燈的 PLC 控制 4 輸出，輸出信號(hào)的處理與微型機(jī)算機(jī)不同。我們把 PLC 這種執(zhí)行程序的方式成為掃描工作方式。而 PLC 從 0000 存儲(chǔ)地址所存放的第一條擁護(hù)指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲(chǔ)地址好遞增的方向順序執(zhí)行擁 護(hù)程序，直到 END 指令結(jié)束。 PLC 的控制功能就是運(yùn)用用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)組成如下圖 所示： 圖 PLC 硬件結(jié)構(gòu)組成框圖 PLC 基本工作原理 PLC 是一種存儲(chǔ)程序的控制器。 編程設(shè)備的作用是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。 武漢理工大學(xué)《機(jī)電傳動(dòng)及控制》課程設(shè)計(jì) 交通燈的 PLC 控制 3 PLC 一般使用 220 交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源位 PLC 的中央處理器、存儲(chǔ)器等。 PLC 具有擴(kuò)展接口和通信接口的能力，其作用如下： (1)擴(kuò)展接口的作用是將擴(kuò)展單元和功能模塊與基本單元相連，是 PLC 的配置更加靈活以滿足不同控制的系統(tǒng)需求。 /輸出接口單元 PLC 的輸入和輸出信號(hào)類型可以是開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。 (2)用戶存儲(chǔ)器 用戶存儲(chǔ)器由用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩部分組成，其主要任務(wù)作用是用來存放用戶針對具體控制任務(wù)用規(guī)定的 PLC 編程語言編寫的各種用戶程序。它使 PLC 具有基本的功能，能夠完成 PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。 (1)系統(tǒng)存儲(chǔ)器 系統(tǒng)存儲(chǔ)器是指用來存放 PLC 的系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更換有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸入映像寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出、制表、打印或數(shù)據(jù)通信等控制。 (4)在 PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶，程序經(jīng)過命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟、閉有關(guān)控制電路，分時(shí)地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較、變換等動(dòng)作。 (2)用掃描方式接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或武漢理工大學(xué)《機(jī)電傳動(dòng)及控制》課程設(shè)計(jì) 交通燈的 PLC 控制 2 數(shù)據(jù)寄存器。用戶程序和數(shù)據(jù)事先存入存儲(chǔ)器中，當(dāng)PLC 處于運(yùn)行方式時(shí)， CPU 按循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序。它們都集成在一個(gè)芯片內(nèi)， CPU 通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲(chǔ)單元輸入 /輸出接口電路相連接。 PLC 專為工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要是由CPU、電源 、存儲(chǔ)器和專門設(shè)計(jì)的輸入 /輸出接口電路等組成?！? PLC 的基本組成 在種類繁多的 PLC 中，其組成結(jié)構(gòu)和工作原理都基本相同。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行命令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。通過對交通信號(hào)燈的控制要求分析，對 PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，并通過仿真實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)的實(shí)用性，利用 PLC 對十字路口交通燈進(jìn)行模擬控制，從而能夠?qū)φ嬲氖致房诮煌艨刂葡到y(tǒng)有更深入的了解。 現(xiàn)在，城市 的紅綠燈基本上都是程序控制，在實(shí)際使用中采用可編程序控制器（ PLC）控制占很大比例，其主要原因是因?yàn)?PLC 具有簡單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長等一系列的優(yōu)點(diǎn)。 指導(dǎo)教師簽名 ： 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 武漢理工大學(xué)《機(jī)電傳動(dòng)及控制》課程設(shè)計(jì) 交通燈的 PLC 控制 摘要 城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市的交通問題也變的日益突出，如堵車問題，城市交通問題也越來越引起人們的關(guān)注，人、車、路三者