【正文】 p with the munication technique .It has the construction simple, the plait distance is convenient, high etc. in dependable advantage, already extensive used for the industry process with the automatic control of the position to the covariance, the programmable controller is a kind of equipments that industry automate to equip the inside the application at expert thinks, the programmable controller will bee the main means that aftertime industry control with the one of the important foundation equipmentses, the PLC, robot, CAD/ CAM will bee three major of pillar that industry the PLC has to the strong characteristic in adaptability in environment in usage, its inner part settles at the same time the machine resources is abundant very, can to current widespread usage of enter the type gradually the signal beacon proceeds the precision controls, special the oscular control in a many branch roads can realizes that is applied the PLC more and more now in transportation light system the same time, PLC still have the munication inter function, constitute the same of the signal beacon on the road a the bureau area proceeds to unify to adjust a management, can shorten the vehicle go through waiting time, realizing scientific management. Keywords: The transportation light， PLC , Communication， scientific management， enter the type gradually 智能交通燈設計 目 錄 第一章 緒論 1 本課題的主要研究內容 4 PLC 的特點和應用領域 6 PLC 的工作原理 12 PLC 型號的選定以及可行性分析 12 光電 計數(shù)器與選型 13 部分交通路口的信號燈工作時間不合理，交通違章或肇事記錄不確切。 交通燈控制系統(tǒng)的發(fā)展有著悠久的歷史，伴隨著人類工業(yè)文明的發(fā)展，汽車以及其他各種交通工具呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。早在 1868 年，全世界第一臺煤氣是紅綠兩色照明燈由英國工程師 納伊特 安裝在了倫敦 威斯特敏斯特街口 ，它可以控制車輛的通行，但是不久，這種交通燈便消身匿跡了，原因是由于一場爆炸事故。 1926 年，自動化控制的交通燈得到利用，這為現(xiàn)代城市交通奠定了基礎。并且左右拐彎的車輛必須讓直行車輛和行人先行。黃燈等一等，黃燈車道的車輛必須減速， 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 。但是隨著當今經濟的飛速發(fā)展，汽車的擁有量不斷上升，傳統(tǒng)的交通燈系統(tǒng)已經越來越不能滿足交通壓力的需求。 智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，最早可以追溯到 20 世紀七八十年代的一系列車輛導流系統(tǒng)新技術的開發(fā)和應用。 1994 年，美國將 IVHS 更名為 ITS。經 智能交通燈設計 2 過 30 年的發(fā)展，美國、歐洲、日本成為世界 ITS 研究的三大基地。 日本于上個世紀 90 年代初就制定了大力發(fā)展智能交通系統(tǒng)的國家愛戰(zhàn)略，其中智能汽車作為只鞥交通的重要組成部分，也得到了深入研究。 我國 ITS 的發(fā)展起步較晚， 70 年代以來，從國外引進、消化了一些項目，并進行了一些 ITS 或類 ITS 基礎項目的研究和應用。 90 年代中以來，開始研究部門 ITS 發(fā)展戰(zhàn)略和 GIS、 GPS、 EDI 在交通中的應用等，重視交通信息網絡的建設，公路和橋梁管理用基礎數(shù)據庫和道路交通量和氣象數(shù)據采集等經過多年的努力，也已取得明顯的進展。要實現(xiàn)預期目的的初期設想是在十字路口東西南北各個 方向上安裝光電計數(shù)器，以 此來統(tǒng)計各個路口的車流量，再將數(shù)據輸入計算機中央控制系統(tǒng)對數(shù)據進 行分析，根據預先設定的參數(shù)，智能化的判斷各個交通路口的擁堵情況，從而通過PLC 控制系統(tǒng)來適當?shù)恼{整紅綠燈的讀秒時間。此系統(tǒng)不僅成本低，維護方便，而且能在最大程度上緩解交通壓力，節(jié)約交通資源。通過交通中心的主機根據具體城市各路口的需要控制 各個十字路口的 PLC，從而控制十字路 智能交通燈設計 3 口交通燈的變化，以及對各個路口 的安全狀況進行監(jiān)控，監(jiān)控機動車是否違章、是否肇事，并把記錄的結果存儲、上傳和處理。下位機采用德國西門子的S7200 系列的 CPU226 做主機，配以擴展模塊 EM222。采用順序功能圖與梯形圖相結合的方法設計程序。 智能交通燈設計 4 第二章 PLC 的功能介紹 PLC 的基本概念和基本結構 PLC 的基本概念 PLC 問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，計時，計數(shù)與演算等功能 ，并通過數(shù)字或類似的輸入 /輸出模塊，以控制各種機械或工作程序。 ” 以后國際電工委員會 (IEC)又先后頒布了 PLC 標準的草案第一稿，第二稿 ,并在 1987 年 2 月通過了對它的定義： “ 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強的驅動能力。 PLC 的基本結構 （ CPU） CPU 是 PLC 的核心部件， CPU 模塊在 PLC 中相當于大腦和心臟，是整個 PLC控制系統(tǒng)的神經中樞。 ⑸ 根據數(shù)據處理的結果，刷新相關標識位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器表的內容，以實現(xiàn)輸出控制，制表打印或數(shù)據通信等功能。其中小中型 PLC 一般采用微處理器或單片機，而大型的 PLC 大多采用高速位片 式處理器。 存儲器一般分兩種：系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。用戶存儲器中存放的是用戶程序和運行所需要的資源， I/O 寄存器的值作為條件決定著存儲器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復雜的控制功能。 PLC 中所配用的用戶存儲器的容量大小有較大差別，小型的在 8K 以下，大型的可以達到 256K. （ I/O）模塊 輸入模塊和輸出模塊簡稱 I/O 模塊，他是聯(lián)系外部設備和 CPU 模塊的橋梁。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。 PLC 有多重 I/O 模塊，常見的有數(shù)字 I/O 模塊、模擬量 I/O 模塊、快速響應模塊，高速計數(shù)模塊和 PID 控制模塊等。 PLC 使用 AC 220V 電源或 DC 24V電源。小型的 PLC 可以為輸入電路和外部的電子傳感器（例如接近開關）提供 DC 24V 電源， 驅動 PLC 負載的直流電源一般由用戶提供。為防 智能交通燈設計 6 止 PLC 內部重要數(shù)據的丟失， PLC 還帶有鋰電池作為后備電源。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入好編輯指令表程序，因此又叫做指令編輯器。圖形編程器既可以用指令語句進行編程，又可以用梯形圖編程；既 可聯(lián)機編程，又可脫機編程，操作方便、功能強。最重要的是這種程序可以存盤或者打印，也可通過網絡遠程傳送。 打印機 計算機 盒式磁帶機 條碼掃描儀 輸出設備 輸入設備 圖 21 PLC 的基本結構 PLC 的特點和應用領域 PLC 的特點 高可靠性 （ 1）所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內部電路之間電氣上隔離。 （ 4）采用性能優(yōu)良的開關電源。 （ 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴大。 豐富的 I/O 接口模塊 PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強電或弱電等。 另外為了提高操作性能，它還有多種人 機對話的接口模塊 。 采用模塊化結構 為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC均采用模塊化結構。 編程簡單易學 PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算 機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與 PLC 相應的 I/O 端相連接，即可投入運行。 由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。取代傳統(tǒng)的繼電器，不僅可以控制單臺設備，也可以 智能交通燈設計 8 控制多機群及自動化流水線，這是它應 用的最廣泛的領域。可以對溫度、壓力、流量、液位等模擬量進行控制，還可以用于位置控制、速度控制以及過程控制等。 PLC 可以用于圓周運動或者直線運動的控制，驅動步進電機或者伺服電機， PLC 廣泛的應用于機械、機床、機器人等。可以進行數(shù)學運算、數(shù)據傳輸、轉換、排序、查表等一系列操作，也可以通過通信設備傳輸?shù)絼e的設備。通過雙絞線或者同軸電纜等可實現(xiàn) PLC 與 PLC 之間或者 PLC與計算機之間的信息交換。 PLC 的工 作原理 CPU 不斷的執(zhí)行用戶的程序和任務的語句，這一過程稱為掃描。這一過程的運行時循環(huán)往復不斷經行的。 PLC 由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分組成。掃描周期和用戶程序不是一個概念，掃描周期包括用戶程序。 。時間監(jiān)視器完成這種自監(jiān)視。而用戶可以根據自己的需要來修改 WDT，它的數(shù)值在 100到 200，而且設計人員可以通過標志位來處理錯誤的結果。大型有網絡的 PLC 有網絡掃描過程，而小型的PLC 則沒有這種掃描過程。 。用戶可以通過軟件來根據自己的需要來有目的的控制這一過程。 。并且該過程同樣是可控的。而是通過計算機內部的輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。在一個掃描過程中，輸入點的狀態(tài)會被所入到輸入映像寄存器，而一樣，輸出映像寄存器的指會被所入到相應的輸出點。用戶可以鎖定 或者開鎖 I/O 接口，而且鎖定后， I/O 接口的掃描過程便不再運行。 在讀輸入階段， CPU 對各個輸入端子進行掃描，通過輸入電路將各輸入點的狀態(tài)鎖入輸入映像寄存器中。程序執(zhí)行時，就算輸入子端變化，這一個工作周期，輸入寄存器也不會改變，只是會在下一個周期被讀入。 由上述分析得出循環(huán)掃描有如下特點： ⑴ 掃描過程周而復始地進行，讀輸入、寫輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。 ⑶ 程序執(zhí)行完后的輸出映像寄存器的值決定了下一個掃描周期的輸出值，而在程序執(zhí)行階段，輸出映像寄存器的值即可以作為控制程序執(zhí)行的條件，同時又可以被程序修改用于存儲中間結果或下一 個掃描周期的輸出結果。 ⑷ 對同一個輸出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執(zhí)行結果。 各個電路和不同的掃描階段會造成輸入和輸出的延遲，這是 PLC 的主要缺點。 PLC 的性能指標和軟件系統(tǒng) PLC 的性能指標 智能交通燈設計