【正文】 適用的方案，仍然會發(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，運用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預先設(shè)置好。但是隨著社會、經(jīng)濟的快速發(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。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已 十 分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口 。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路 口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。 1968 年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅 燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅燈亮表示 “ 停止 ” ，綠燈亮表示 “ 通行 ” 。 1914 年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示 “ 停止 ” ，綠色表示 “ 注意 ” 。這是世 界上最早的交通信號燈。 本文選擇西門子可編程控制器 S7200 為核心部件，著重進行硬件接口設(shè)計，利用梯形圖和語句表進行編程，實現(xiàn)了十字路口交通燈控制系統(tǒng)的自動化。 可編程控制器 (PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進行程序設(shè)計，編程容易，功能擴展方便，修改靈活 ,而且 結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強。I 畢 業(yè) 論 文 PLC 控 制 十 字 路 口 交 通 燈 摘 要 自從交通燈誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進 。 設(shè)計方法也開始多種多樣，從而使交通燈顯得更加智能化。 西門子 可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴充設(shè)備，有豐富II 的特殊擴展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備 更 是 符合交通燈 控制 系統(tǒng)的 要求與特點，能夠方便 地聯(lián)網(wǎng)通信。 關(guān)鍵詞 ： PLC；交通控制 ； 自動化 目 錄 摘要 .......................................................... Ⅱ 第 1 章 前言 .................................................... 1 課題背景 ................................................. 1 研究目的和意義 ........................................... 1 本文的主要工作 ........................................... 2 第 2 章 可編程程序控制器（ PLC） .................................. 3 PLC 概述 ................................................. 3 PLC 的發(fā)展歷程 ...................................... 3 PLC 的發(fā)展趨勢 ...................................... 4 II PLC 的應(yīng)用 .......................................... 5 PLC 的硬件結(jié)構(gòu) .......................................... 6 PLC 的工作原理 .......................................... 7 本章小結(jié) ................................................. 8 第 3 章 系統(tǒng)設(shè)計 ................................................ 9 控制要求 ................................................. 9 系統(tǒng)設(shè)計方案分析 ......................................... 9 硬件設(shè)計 ................................................ 13 PLC 的選型 ........................................ 13 PLC 的地址分配 .................................... 13 PLC 的接線形式 .................................... 14 系統(tǒng)程序設(shè)計 ........................................... 15 系統(tǒng)的梯 形圖 ....................................... 15 語句表 ............................................. 18 系統(tǒng)程序分析 ....................................... 19 本章小結(jié) ............................................... 19 第 4 章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試 ......................................... 20 檢測與調(diào)試 .............................................. 20 本章 小結(jié) ................................................ 20 結(jié)論 .......................................................... 21 致謝 .......................................................... 22 參考文獻 ...................................................... 23 附錄１ S7200PLC 的 CPU 的 I/O 規(guī)范 .............................. 24 附錄２ S7200PLC 的 CPU 的輸入規(guī)范 .............................. 25 附錄３ S7200PLC 的 CPU 的輸出規(guī)范 .............................. 26 1 第 1 章 前言 背景 1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。 1868 年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。 1869 年 1月 2日，煤 氣 燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市 5 號大街的一座高塔上。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。 研究目的和意義 在十字路口設(shè)置交通燈可以對交通進行有效的疏通，并為交通參與者的安全提供了強有力的保障。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。然而，實際上車輛流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。這種流量變化的偶然性是無法建立準確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。由于十字路口不同時刻車輛的流量是復雜的、隨機的和不確定的，采用固定時間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時間的浪費，出現(xiàn)空等現(xiàn)象，影響了道路的暢通。另外隨著眾 2 多高科技技術(shù)在日常生活的普遍應(yīng)用，城市空中各種電磁干擾日益嚴重，為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定，選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的 PLC是必要的。 可編程控制器交通燈控制 系統(tǒng)集 成 自動控制技術(shù)、計量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計算機管理技術(shù)于一體的機電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，采用標準化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計，配置靈活、組態(tài)方便。 近年來 PLC 的性能價格比有較大幅度的提高，使得實際應(yīng)用成為可能。 西門子 PLC 有小型化、高速度、高性能等特點，是 S7200 系列中最高檔次的超小型程序裝置。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器 (PLC)對十字路口交通控制燈實現(xiàn)控制。 第二章，敘述了 可編程程序控制器 的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的歷程，通過論述 可編程程序控制器 的各種優(yōu)點、 卓越性能、結(jié)構(gòu)、原理，有一個感性的總體 認識。 第四章，通過對系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進行系統(tǒng)性梳理，將隱藏的不足之處加以修正和完善，確保系統(tǒng)能順利運行?？删幊绦蚩刂破?是隨著技術(shù)的進步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的 轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種 .小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn) .發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。有人將它與數(shù)控技術(shù)、 CAD/CAM 技術(shù)工業(yè)機械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟 的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。于是就設(shè)想將計算機功能強大、靈活、通用性好等優(yōu)點與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的 “ 自然語言 ” 進行編程，使不熟悉計算機的人也能很快掌握使用。從此這項技術(shù)迅速發(fā)展起來。隨著微電子 技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展， 20世紀 70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到 PLC 中，使 PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。 PLC 不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使 PLC 真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實的多功能控制器。在這一階段，由于 PLC 剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、 1 位機型、通用計算機型、單板機型等），但迅速被淘汰。 PLC 的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟， PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機床、生產(chǎn)線擴展。在這一階段， PLC 的生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，價格不斷下降， PLC 被迅速普及。 PLC 的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴展。 1990— 2021 年， PLC 的高性能與小型化階段。此外， PLC 的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化 PLC。 2021 年至今： PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。一方面， PLC 在繼續(xù)提高 CPU 運算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運動控制的特殊功能與模塊，使 PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 FX小型 PLC 系列產(chǎn)品（包括最新的 FX3u 系列產(chǎn)品）， Qn,QnPH 系列中，大型 PLC 系列產(chǎn)品等。 ①體積小型化?，F(xiàn)代 PLC 無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的 PLC 有了很大的不同， PLC 體積被大幅度縮小。 PLC 的性能主要包括 CPU 性能與 I/O 性能兩大方面。大致可劃分為下述三個階段： ① 可編程序控制器的初級認識階段（ 70 年代后期到 80 年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國對可編程序控制器的認識始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進中，當時的上海寶鋼一期工程中有多 5 項工程引進了十幾種機型約 200 多臺可編程序控制器。繼寶鋼一期工程后， 國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。 ② 可編程序控制器的引進應(yīng)用和消化移植階段（ 80 年代初期到 90 年代初期） 80 年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進的同時，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。 ③ 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（ 90 年代初期到現(xiàn)在） 進入 90年代，我國的可編程序控制器進入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (2) 政府重視 可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當時機械電子工業(yè)部的領(lǐng)導下，于 1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會。同時可編程序控制器的標準化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于 1993 年成立了可編程序