【正文】 LC)的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣闊。 5. 體積小、能耗低 以西門子中小型PLC S7300為例，CPU 314模塊可以擴展為512點開關(guān)量，64路模擬量，其外形尺寸為80mm*125mm*130mm，,消耗功率8W。 、通用性強 現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運算、定時、計數(shù)、順序控制等功能，而且還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換，數(shù)值運算和數(shù)據(jù)處理等功能。在用戶維修方面，由于PLC本身的故障率極低，維修工作量很小；并且PLC有完善的診斷和顯示功能，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或在線編程器上提供的信息，迅速地查明原因。設(shè)計部門能在規(guī)繁多、品種齊全的系列PLC產(chǎn)品中，選出高性能價格比的產(chǎn)品。配套的簡易編程器的操作和使用也很簡單，這也是PLC近年來獲得迅速普及和推廣的原因之一。 2. 編程簡單、使用方便 目前大多數(shù)的PLC采用繼電器控制形式的梯形圖編程方式，這是一種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程方式，與常用的微機語言相比更容易被操作人員所接受并掌握。PLC在每一次循環(huán)掃描過程的內(nèi)部處理期間，檢測系統(tǒng)硬件是否正常，鋰電池電壓是否過低，外部環(huán)境是否正常，如掉電、欠電壓等； b、當(dāng)軟故障條件出現(xiàn)時，立即把現(xiàn)狀態(tài)重要信息存入指定存儲器，軟硬件配合封閉存儲器，禁止對存儲器進行任何不穩(wěn)定的讀寫操作，以防存儲信息被沖掉，這樣，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的程序工作。對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，可抑制高頻干擾。在微處理器與I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地抑制了外部干擾源對PLC的影響，同時還可以防止外部高電壓進入CPU模塊。 PLC的循環(huán)掃描工作方式能在很大程度上減少軟故障的發(fā)生。 PLC系統(tǒng)的特點 、抗干擾能力強 PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計的， PLC的平均故障間隔可達幾十萬小時。設(shè)計時利用其提供的保持、微分輸出、暫存以及特殊的輔助繼電器, 靈活地應(yīng)用比較、移位、跳轉(zhuǎn)等指令, 可使程序簡化, 掃描時間縮短。 程序編制的簡單方法是把原繼電器線路圖直接變成梯形圖, 但繼電器受其觸點數(shù)限制使一些優(yōu)化電路無法實現(xiàn)。 重要信號(如光電碼盤) , 要用屏蔽線連接。 ⑶交流接觸器線圈加阻容吸收回路, 直流繼電器加反并聯(lián)二極管。這些措施包括: ⑴PLC 機與接觸器等要有一定距離, 且要可靠接地。通常工業(yè)控制要求PLC掃描周期在60~30ms以下。上述三步驟執(zhí)行一個周期所用的時間稱為掃描周期。第三階段輸出刷新，將刷新過的輸出緩沖區(qū)各輸出點狀態(tài)通過輸出接口電路全部送到PLC的輸出端子。 PLC掃描工作的第一步是采樣階段，它通過出入接口將所有輸入端子的信號狀態(tài)讀入并存入輸入緩沖區(qū)，即刷新所有輸入信號的原有狀態(tài)。PLC主要采用掃描工作方式，順序掃描工作方式簡單直觀，簡化了程序設(shè)計，并為PLC可靠運行提供有力的保證。編程語言除了傳統(tǒng)的梯形圖、流程圖語句表外,還有用于算術(shù)的BASIC 語言、用于機床控制的數(shù)控語言等。在結(jié)構(gòu)上,PLC除了采用微處理器及EPROM,EEPROM,CMCS RAM等LSI 電路外,還向微處理器發(fā)展,使PLC 的功能和處理速度大大提高。 1978 —1983 年,PLC 進入成熟階段。在這個時期,由于8 位單片CPU 和集成存儲器芯片的出現(xiàn),PLC 得到了迅速發(fā)展和完善,并逐步趨向系列化和實用化,普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制。在這個時期,PLC 從有觸點不可編程的硬接線順序控制器發(fā)展成為小型機的無觸點可編程邏輯控制器,可靠性比以往的繼電器控制系統(tǒng)有較大提高,靈活性也有所增強。它等于綠燈時間與黃燈時間之和減去頭車啟動的損失時間。綠燈間隔時間:是指從失去通行權(quán)的相位的綠燈結(jié)束，到下一個得到通行權(quán)的相位綠燈開始所用的時間。兩者之和等于一個周期的長度。B4是路口2信號和路口3信號的相對相位差。B2是路口3信號和路口2信號的相對相位差。要確定路口信號間的相對相位差，則需要先確定車輛的行駛方向。通常用時距圖表示信號配時與距離的關(guān)系。把干線上某一路口作為基準(zhǔn)路口，其他各路口的協(xié)調(diào)相位起始時刻滯后于基準(zhǔn)路口的協(xié)調(diào)相位起始時刻的最小時間差，稱為絕對相位差。從某一車流方向來看，為使車輛在交叉口處不受阻而流暢通過，與其使相關(guān)聯(lián)信號同時顯示同一燈色(特別是綠燈開始時間)，不如使綠燈開始時間錯開一些。相位相位：即信號相位，是指在周期時間內(nèi)按需求人為設(shè)定的，同時取得通行權(quán)的一個或幾個交通流的序列組。如一個具有兩相位(東西向和南北向)交通流的交叉口，設(shè)兩個相位的交通到達率(到達率)分別是dl、d2，相應(yīng)相位的通行能力分別為s1，s2，周期時長為C，綠燈時間分別為gg2，其中損失時間分別為LL2(損失時間是指燈色切換過程中的損失時間和不能被充分利用的綠燈時間，原因是綠燈出現(xiàn)之初車隊有個反應(yīng)和加速的過程)，則： (公式21) (公式22)將上兩式相加，并將代入g1+g2=C，得 (公式23)若s1=s2=s，則有 (公式24)由式(公式24)可計算出保證路口不堵塞的一個最小周期值。從疏散交通的角度講，顯然當(dāng)交通需求越大時，周期應(yīng)越長，否則一個周期內(nèi)到達的車輛不能在該周期的綠燈時間內(nèi)通過交叉口，就會發(fā)生堵塞現(xiàn)象。一般信號燈的最短周期長度不少于36秒，否則就不能保證幾個方向的車輛順利通過交叉口。 圖21城市道路智能交通信號控制系統(tǒng)框圖 交通信號控制系統(tǒng)的主要術(shù)語和參數(shù) 周期周期是指信號燈色發(fā)生變化，顯示一個循環(huán)所需的時間，也稱周期長，即紅、黃、綠燈時間之和。 智能交通信號控制系統(tǒng)的基本組成 智能交通信號控制系統(tǒng)的基本組成是：主控中心、路口交通信號控制機以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。有些城市還部分地實現(xiàn)了交替信號的線或面的聯(lián)動控制，在這樣的系統(tǒng)中，計算機充當(dāng)了主控機和監(jiān)視器的角色。周期中的某些相位是可以任意選擇使用的，當(dāng)檢測器未測出交通量時，該時刻的相位可自動取消。一般每個相位都要規(guī)定最小與最大綠燈時間。全感應(yīng)式信號。該系統(tǒng)的周期長和綠燈時間可根據(jù)需要隨時進行調(diào)整。這時信號經(jīng)過一個適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換間隔后，立刻為次干路顯示綠燈，該綠燈就維持到次干路上的車輛全部通過路口或持續(xù)到預(yù)定的最大綠燈時間為止。半感應(yīng)式信號。信號通過規(guī)定的周期運行，每個周期的周期長和相位都恒定不變。 交通信號的控制方式根據(jù)所采用的控制裝置的不同，交通信號一般有三種控制方式：周期式信號。在交叉路口中央上空安裝信號燈時應(yīng)符合車輛通行凈空高度界限的要求。按固定方式排列信號燈有兩個好處:一是把紅燈信號放在最醒目的位置。垂直排列式從上往下依次是紅、黃、綠燈。信號燈的排列方式通常分為兩種:水平排列式從道路的中心線一側(cè)起以紅、黃、綠的順序向路邊排列。交叉路口交通信號燈安裝方式有兩種，一種是安裝在伸向交叉路口中央上空型臂上。因此，信號控制交叉口的交通事故，多發(fā)生在交通量較低的交叉口上或交通量較低的時間內(nèi)。信號燈設(shè)得合理、正確，能較充分地發(fā)揮道路的交通效益，如設(shè)置不當(dāng)，非但浪費了設(shè)備和資金，并且會對交通造成不良后果。(6)右轉(zhuǎn)彎車輛和T形交叉口右邊無人行橫道的直行車輛，遇黃燈或紅燈時，在不妨礙被放行的車輛和行人通行的情況下可以通行。(4)綠色箭頭燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛按箭頭所示方向通行。(2)黃燈亮?xí)r，不準(zhǔn)車輛、行人通行，但已越過停止線的車輛和已進入人行通道的行人，可以繼續(xù)通行。隨著信號燈的發(fā)展，各國使用的信號燈存在不同的差別，各自給信號燈賦予不同的含義。交通信號是在空間上無法實現(xiàn)分離原則的地方，主要在平面交叉口上，用來在時間上給交通流分配通行權(quán)的一種交通指揮措施。 主要完成的工作此次畢業(yè)設(shè)計全文共分五章，第一章主要介紹本課題研究的目的和意義、相關(guān)技術(shù)的發(fā)展概況及課題研究的主要內(nèi)容；第二章主要講了交通信號燈控制的基本理論、信號燈的設(shè)置、交通信號的控制方式、城市道路智能交通信號控制系統(tǒng)；ＰＬＣ控制系統(tǒng)及其應(yīng)用綜述包括ＰＬＣ控制系統(tǒng)的發(fā)展背景、ＰＬＣ系統(tǒng)的特點、ＰＬＣ控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域、ＰＬＣ控制系統(tǒng)及技術(shù)的發(fā)展趨勢,及PLC機型的選擇：第三章介紹了交通信號燈系統(tǒng)方案設(shè)計，軟件設(shè)計，梯形圖；第四章介紹了系統(tǒng)測試；第五章是總結(jié)，最后是附錄和參考文獻。 采用PLC控制方法,它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型交通信號的生產(chǎn)過程。使學(xué)生受到PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓(xùn)練，達到能夠進行PLC系統(tǒng)設(shè)計和實施的目的。 課題的主要內(nèi)容 通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，基礎(chǔ)知識，基本技能分析解決實際問題的基本能力以及協(xié)作能力。這些系統(tǒng)對促進城市的暢通雖然起了一定作用，但并沒有從根本上解決這些大城市交通擁堵的交通狀況。交通控制系統(tǒng)是 ATMS 的一個基本實施手段，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，也取得了很好的效果。 ITS 主要包括先進交通管理系統(tǒng)（ ATMS ）、先進的交通信息系統(tǒng)（ ATIS ）、先進的車輛系統(tǒng)（ AVCS ）、先進的公共運輸系統(tǒng)（ APTS ）和商用車輛運輸系統(tǒng)（ CVOS ）等等。后來 TRRL 在 TRANSYT 的基礎(chǔ)上開發(fā)了 SCOOT 系統(tǒng)，澳大利亞開發(fā)了 SCATS 自適應(yīng)控制系統(tǒng)，這成為世界上兩個最優(yōu)秀的城市交通信號控制系統(tǒng)。 1964 年，在加拿大的多倫多市完成了數(shù)字計算機控制信號燈的實用化，并成為世界上第一個具有電子計算機城市交通控制系統(tǒng)的城市，從此開始了交通控制發(fā)展史的新紀(jì)元。 交通信號燈的發(fā)展概況 1868 年，英國倫敦的威斯明斯特地區(qū)安裝了世界上第一臺交通信號燈，揭開了城市交通信號燈控制的序幕。改造后收到的社會效益和經(jīng)濟效益十分明顯，致使交通信號燈改造的發(fā)