畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于plc的交通燈控制電路設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　.</b></p><p>　　基于PLC的交通燈控制電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要:</b></p><p>　　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(jìn)，設(shè)計(jì)方法也開始多種多樣，從而使交通燈顯得更加智能化。尤其是近幾年來，隨著電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路分

2、析和設(shè)計(jì)方法有了很大的改進(jìn)，電子設(shè)計(jì)自動化也已經(jīng)成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可缺少的工具和手段，現(xiàn)在，交通控制更是趨向智能化方向發(fā)展，LED交通信號燈在持續(xù)發(fā)光、雨淋、灰塵等惡劣的氣候條件下，仍然能保持較好的工作性能，而且價(jià)格更低廉。本文主要通過西門子PLC 控制交通紅綠燈。</p><p>　　關(guān)鍵詞：智能化 自動化 西門子PLC 交通控制</p><p>　　Abstract: Since

3、the birth of traffic lights, the circuit in its internal control system have continually been improved, also began to design methods varied, so that traffic lights become more intelligent. In particular, in recent years,

4、 with electronics and the rapid development of computer technology, electronic circuit analysis and design methods have greatly improved, electronic design automation has become a modern electronic system in an indispens

5、able tool and means now, more traffic contr</p><p>　　Key words: Intelligent Automation Siemens PLC traffic control</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b>&

6、lt;/p><p>　　1.1 交通信號燈的作用與研究意義……………………………….3</p><p>　　1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展 ………………………………………… 4</p><p>　　1.3 PLC的發(fā)展趨勢 …………………………………………… 5</p><p>　　1.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 …………………………………………… 6&l

7、t;/p><p>　　1.5 PLC在我國的應(yīng)用 ………………………………………… 8</p><p>　　第二章 交通信號控制系統(tǒng) …………………………………….. 8</p><p>　　2.1 十字路口交通控制實(shí)際情況………………………………...8</p><p>　　2.2 結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實(shí)驗(yàn)………………..9&

8、lt;/p><p>　　2.3 系統(tǒng)流程圖………………………………………………….9</p><p>　　第三章 可編程控制器程序設(shè)計(jì)…………………………………12</p><p>　　3.1 可編程控制器的選擇……………………………………..12</p><p>　　3.2 使字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖………………………..1

9、2</p><p>　　3.3 可編程控制器端口I/O分配……………………………..15</p><p>　　3.4 程序梯形圖………………………………………………15</p><p>　　3.5 程序設(shè)計(jì)………………………………………………..23</p><p>　　第四章 總結(jié)……………………………………………

10、…………25</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………… ……26</p><p>　　致 謝 ………………………………………………………… ….27</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1交通信號燈的作用與研究意義</p><p>

11、;　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。</p><p>　　隨著城市機(jī)動車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速

12、道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。&

13、lt;/p><p>　　根據(jù)交通燈工藝控制要求與特點(diǎn)，我們采用了德國西門子公司S7-200型PLC。西門子PLC有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，是S7-200系列中最高檔次的超小型程序裝置。西門子可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。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(shí)現(xiàn)控制。</p>

14、;<p>　　本系統(tǒng)采用PLC是基于以下四個(gè)原因：</p><p>　　①PLC具有很高的可靠性，通常的平均無故障時(shí)間都在30萬小時(shí)以上；</p><p>　?、诰幊棠芰?qiáng)，可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來實(shí)現(xiàn)；</p><p>　　③抗干擾能力強(qiáng)，目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重，為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定，我們選擇了能④夠在惡劣的電磁干擾

15、環(huán)境下正常工作的PLC；</p><p>　　近年來PLC的性能價(jià)格比有較大幅度的提高，使得實(shí)際應(yīng)用成為可能。</p><p>　　1.2 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展</p><p>　　在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。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(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)

16、性差。</p><p>　　1968年美國通用汽車公司（G.M）為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)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(jìn)行

17、編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。</p><p>　　1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來。</p><p>　　早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Progr

18、ammable Logic Controller ）。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)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(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。</p><p>　　20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積

19、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(yùn)動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。</p><p>　　自從第一臺PLC出現(xiàn)以后，日本、德國、法國等也相繼開始研制PLC，并得到了迅速的發(fā)展。目前，世界上有200多家PLC廠商，400多品種的PLC產(chǎn)品，按地域可分成美國、歐洲、和日本等三個(gè)流派產(chǎn)品，各流派PL

20、C產(chǎn)品都各具特色，如日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型PLC性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格便宜，在世界市場上占用重要地位。著名的PLC生產(chǎn)廠家主要有美國的A-B（Allen-Bradly）公司、GE（General Electric）公司，日本的三菱電機(jī)（Mitsubishi Electric）公司、歐姆龍（OMRON）公司，德國的AEG公司、西門子（Siemens）公司，法國的TE（Telemecanique）公司等。</p>

21、<p>　　我國的PLC研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國隨國外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，PLC 在我國的應(yīng)用越來越廣泛，對提高我國工業(yè)自動化水平起到了巨大的作用。目前，我國不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門A-

22、B公司等。</p><p>　　從近年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，在世界范圍內(nèi)PLC產(chǎn)品的產(chǎn)量、銷量、用量高居工業(yè)控制裝置榜首，而且市場需求量一直以每年15%的比率上升。PLC已成為工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的通用工業(yè)控制裝置。</p><p>　　1.3 PLC的發(fā)展趨勢</p><p>　　1．向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度

23、和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。在存儲容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。</p><p>　　2．向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展 當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展?，F(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超

24、大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強(qiáng)。小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，最小配置的I/O點(diǎn)數(shù)為8～16點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動控制的需要，如三菱公司α系列PLC。</p><p>　　3．PLC大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力 為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)

25、模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴(kuò)展了PLC功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了PLC應(yīng)用范圍。加強(qiáng)PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術(shù)進(jìn)步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計(jì)算機(jī)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力，PLC生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，

26、以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的重要組成部分。</p><p>　　4．增強(qiáng)外部故障的檢測與處理能力 根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。前二項(xiàng)共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測、處理；而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產(chǎn)廠家都致力于研

27、制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　5．編程語言多樣化 在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢。</

28、p><p>　　1.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　PLC的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年來，PLC的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價(jià)格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強(qiáng)，它也能解決復(fù)雜的計(jì)算和通信問題。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸

29、、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵?種類型：</p><p>　?。?）順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合PLC使用的領(lǐng)域。它用來取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。PLC應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動線控制等。例如：注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。</p><p>　　(2)運(yùn)動控制 PL

30、C制造商目前已提供了拖動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一軸或數(shù)據(jù)到目標(biāo)位置。每個(gè)軸移動時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)奈恢煤图铀俣?，確保運(yùn)動平滑。</p><p>　?。?）過程控制 PLC還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。PID模塊提供了使PLC具有閉環(huán)控制的功能，即一個(gè)具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當(dāng)過程

31、控制中某個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)，PID控制算法會計(jì)算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定植上。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，PLC作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于CNC和NC系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。</p><p>　?。?）通信網(wǎng)絡(luò) PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC和其他智能控制設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC

32、與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.5 PLC在我國的應(yīng)用</p><p>　　雖然我國在PLC生產(chǎn)方面比較弱，但在PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30多億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。</p><p>　　在我國，一般按I/O點(diǎn)數(shù)將PLC分為以下級別（但不絕對

33、，國外分類有些區(qū)別）：</p><p>　　微型：32 I/O </p><p>　　小型：256 I/O </p><p>　　中型：1024 I/O </p><p>　　大型：4096 I/O </p><p>　　巨型：8192 I/O</p><p>　　在我國應(yīng)用的PLC系統(tǒng)中，I/

34、O64點(diǎn)以下PLC銷售額占整個(gè)PLC的47%，64點(diǎn)~256點(diǎn)的占31%，合計(jì)占整個(gè)PLC銷售額的78%。</p><p>　　在我國應(yīng)用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢，但從行業(yè)上分，有各自的勢力范圍。大中型集控系統(tǒng)采用歐美PLC居多，小型控制系統(tǒng)、機(jī)床、設(shè)備單體自動化及OEM產(chǎn)品采用日本的PLC居多。歐美PLC在網(wǎng)絡(luò)和軟件方面具有優(yōu)勢，而日本PLC在靈活性和價(jià)位方面占優(yōu)勢。</p&

35、gt;<p>　　我國的PLC供應(yīng)渠道，主要有制造商、分銷商（代理商）、系統(tǒng)集成商、OEM用戶、最終用戶。其中，大部分PLC是通過分銷商和系統(tǒng)集成商達(dá)到最終用戶的。</p><p>　　第二章 交通信號控制系統(tǒng)</p><p>　　2.1 十字路口交通燈控制實(shí)際情況</p><p>　　南北主干道 直行綠 27S直行綠閃3S左轉(zhuǎn)綠 10S 左轉(zhuǎn)綠

36、閃 3S 黃2S 紅 45S</p><p>　　東西人行道 紅 45S綠 27S 綠閃3S 紅 60S</p><p>　　東西主干道 紅 45S 直行綠 27S 直行綠閃3S左轉(zhuǎn)綠 10S 左轉(zhuǎn)綠閃 3S 黃2S</p><p>　　南北人行道 綠27S 綠閃3S紅 60S</p><p><b>　　循環(huán)控制方式</b&

37、gt;</p><p>　　交通燈變化順序表（單循環(huán)周期90秒）</p><p>　　1．1南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有直行綠燈27S，直行綠燈閃亮3S，左行綠燈10S，左轉(zhuǎn)綠閃3S，黃燈2S和紅燈45S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉(zhuǎn)綠燈，左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈；反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮直行綠燈，直行綠燈閃，左轉(zhuǎn)綠燈，

38、左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈。</p><p>　　1．2 南北向和東西向人行道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道直行綠燈閃亮?xí)r南北行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道直行綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道直行綠燈閃亮是東西行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。</p><p>　　2 .2結(jié)合十字路口交通燈的路況

39、模擬控制實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　在PLC交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有3個(gè)控制燈，分別為：</p><p>　　● 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）</p><p>　　● 準(zhǔn)備禁止通行燈 （亮?xí)r為黃色）</p><p>　　● 直通燈 （亮?xí)r為綠色）</p>

40、<p>　　另外行人道東西南北每面都有2個(gè)控制燈,分別為：</p><p>　　● 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）</p><p>　　● 直通燈 （亮?xí)r為綠色） </p><p>　　結(jié)合十字路口交通燈實(shí)際情況設(shè)計(jì)交通燈模擬控制系統(tǒng)如下：</p><p>　　當(dāng)交通燈系統(tǒng)啟動開關(guān)接

41、通時(shí)，</p><p>　　2．1南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有綠燈 10S，綠燈閃亮2S（亮0.1 滅0.1）,黃燈2S和紅燈14S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西住干道應(yīng)依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃，黃燈。</p><p>　　2．2南北向和東西向行人道均設(shè)為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點(diǎn)亮

42、時(shí)點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r南北行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西行人道通行綠燈于東西主干道綠燈點(diǎn)亮是點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r東西行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。</p><p>　　2．3 除此之外另設(shè)兩個(gè)功能，使用10個(gè)脈沖開關(guān)。實(shí)現(xiàn)讓盲人可以方便通過十字路口和手動控制車流量。其中8個(gè)安裝在人行道的兩邊當(dāng)東西方向行走的盲人要過馬路的時(shí)候，按下脈沖開關(guān)東西向行人道綠燈

43、亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲10秒恢復(fù)原來的控制系統(tǒng)。南北向脈沖開關(guān)對應(yīng)東西向功能相同，另外兩個(gè)脈沖開可以控制車流量，當(dāng)東西向主干道等待車量較多的時(shí)候，按下東西向控制脈沖開關(guān)，東西向主干道延長綠燈點(diǎn)亮?xí)r間到15秒。東西向行人道綠燈也要對應(yīng)延長。南北向脈沖開關(guān)對應(yīng)東西向功能相同。</p><p>　　2. 3 系統(tǒng)流程圖</p><p>　　第三章 可編程控制器程序設(shè)計(jì)</p&g

44、t;<p>　　1 可編程控制器選擇</p><p>　　本次交通燈設(shè)計(jì)用的是來自O(shè)MRON的CPM1A-30CDR-A可編程控制器</p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格：CPM1A CPU單元CPM1A 在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型PLC所具有的功能，盡可能使安裝空間最小化，并實(shí)現(xiàn)了具有10點(diǎn)-100點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成。而且還可 連接可編程控制終端，創(chuàng)造了尚無

45、前例的靈活運(yùn)用。它不僅可以替代繼電器控制柜，就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中，亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場不同的需求</p><p>　　AC電源輸入，繼電器輸出，能加擴(kuò)展單元</p><p>　　2 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖</p><p>　　3 可編程控制器I/O端口分配</p><p><b>　　4 程序梯形圖</b>

46、;</p><p><b>　　5 程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　第四章 總結(jié)</b></p><p><b>　　1 難點(diǎn)分析 </b></p><p>　　本程序在設(shè)計(jì)過程遇到了一些難點(diǎn)我把它整理了一下發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)問題。</p><p

47、>　　1．1 行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對應(yīng)關(guān)系</p><p>　　因?yàn)閷?shí)際的紅綠燈控制中行人道的紅綠燈和主干道的紅綠燈是有這一定的對應(yīng)關(guān)系的，所以在編程前一定要理清它們，這樣有利于在編程時(shí)簡化程序、減少PLC不必要的運(yùn)算 。</p><p>　　1．2 盲人脈沖按鍵按下時(shí)要實(shí)現(xiàn)功能的同時(shí)不影響和它沒關(guān)系的主干道</p><p>　　盲人在東西南北的行人

48、道同時(shí)通過十字路口的情況不會經(jīng)常出現(xiàn)，可以說是非少的，如果我們要把盲人脈沖分開東西控制和南北控制使他不影響和它沒關(guān)系的主干道就可以使車輛行走更加通順減少車輛堵塞的情況。要實(shí)現(xiàn)這樣的功能就要在脈沖按鍵按下時(shí)不影響他們的計(jì)時(shí)程序只在對應(yīng)的主干道紅綠燈輸出程序上進(jìn)行插入常閉繼電器以此把輸出程序斷開</p><p>　　1．3 手動車流控制按鍵的控制方式</p><p>　　手動車流控制按鍵是對相

49、應(yīng)的主干道綠燈延長的進(jìn)行控制，但不能使它在按下時(shí)使改變當(dāng)時(shí)的紅綠燈顯示情況，如現(xiàn)在是南北紅燈東西綠燈時(shí)按下南北綠燈延長按鍵就不能使它變成南北綠燈東西紅燈。這就涉及到了一個(gè)請求和響應(yīng)的關(guān)系。</p><p>　　1．4 交通燈的閃亮</p><p>　　交通燈綠燈在實(shí)際運(yùn)行中是要經(jīng)過閃爍的，所以在設(shè)計(jì)程序中也要加入這個(gè)功能，參考了一些PLC的交通燈程序介紹時(shí)發(fā)現(xiàn)PLC中有一些繼電器可以實(shí)現(xiàn)閃

50、爍這些繼電器也就是PLC內(nèi)部的功能繼電器，這是一種硬件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序可以減少但比較死板閃爍頻率不能控制。由于對PLC內(nèi)部的功能繼電器不太熟悉（不同型號的PLC內(nèi)部功能繼電器編號也不一樣）我想了一個(gè)用程序?qū)崿F(xiàn)的方法（程序段在第86條~第94條指令之間），此方法可以說是軟件實(shí)現(xiàn)功能的方法，雖然程序加長了但閃爍頻率可以控制比較靈活。</p><p>　　2 調(diào)試錯(cuò)誤與修改方法</p><p

51、>　　經(jīng)過設(shè)計(jì)，想一次性把程序完成是非常難的，在調(diào)試中就出現(xiàn)了不少的錯(cuò)誤。</p><p>　　剛開始的時(shí)候把程序?qū)戇M(jìn)去然后運(yùn)行卻發(fā)現(xiàn)有些燈亮不起來而且在完成了一個(gè)周期后就循環(huán)不起來了。那時(shí)真的不知道從哪里入手，只好一條一條地檢查才發(fā)現(xiàn)了一條指令把常閉寫成了輸出真正的輸出口就沒有收到信號了。燈雖然是亮了但仍然循環(huán)不起來。從梯形圖又仔細(xì)的看了一次卻看不出什么問題出來。突然想起來編程器還可以進(jìn)行監(jiān)控于是再在運(yùn)行

52、的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，于是發(fā)現(xiàn)了在程序的第一周期一切都運(yùn)行正常但再運(yùn)行下去的時(shí)候第二周期就再沒有反應(yīng)了，包括里面的輔助繼電器，最后發(fā)現(xiàn)原來是程序前面沒有并上完成這個(gè)循環(huán)的繼電器號。后來就這樣把加上其他功能出現(xiàn)的錯(cuò)誤也找出來了。雖然找錯(cuò)誤是一個(gè)枯燥無味的工作，但只要你耐心的去做的話，你肯定能學(xué)到有用的動西。</p><p>　　3 PLC智能化控制交通燈的方法</p><p>　　傳統(tǒng)的十字路口交

53、通控制燈，通常是事先經(jīng)過交通流量的調(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。然而實(shí)際上交通流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運(yùn)行、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(duì)等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交 通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這

54、方面的優(yōu)勢。此系統(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(shí)現(xiàn)模糊控制傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常是事先經(jīng)過交通流量的調(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。然而實(shí)際上交通流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運(yùn)行、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(duì)等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì)的方法已

55、不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交 通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面</p><p>　　此系統(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(shí)現(xiàn)模糊控制此控制系統(tǒng)的輸入量是指十字路口各方向上車輛數(shù)的動態(tài)變化量。具體由傳感器采集后送入可編程序控制器。在十字路口的四個(gè)方向(E、S、W、N)的近端J(斑馬線附近)和遠(yuǎn)端Y(距斑馬線約100米處)各設(shè)置一個(gè)傳感器，分別統(tǒng)計(jì)通過

56、該處的車輛數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)模糊控制，需要將綠燈時(shí)間分為兩部分：其一是固定的10秒作為路口車輛狀態(tài)參數(shù)的采集時(shí)間t1；其二是根據(jù)兩個(gè)方向車輛流量變化進(jìn)行模糊決策的延時(shí)t2。然后通過傳感器采集后的排隊(duì)等候的車輛數(shù)送往PLC進(jìn)行模糊推理運(yùn)算得出延遲時(shí)t2，最后由t1和t2來實(shí)現(xiàn)對十字路口車流量的靈活控制。</p><p><b>　　4收獲與體會</b></p><p>　　經(jīng)

57、過一個(gè)多月的艱苦奮斗，設(shè)計(jì)成果終于要出來了，我才松了一口氣，俗話說：“萬事開頭難?！边@話一點(diǎn)也不假，回想當(dāng)初確定這個(gè)，還是挺茫然的。不知怎下手。最后采用了先采集資料、進(jìn)行實(shí)際考察后設(shè)計(jì)的方法。</p><p>　　查找資料也是一件繁瑣的事情，雖說網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。</p><p>　　好了終于到了設(shè)計(jì)的時(shí)候了，花了整整十幾天，終于完成了設(shè)

58、計(jì)，不過調(diào)試的時(shí)候卻發(fā)現(xiàn)結(jié)果和想的有所不同，通過監(jiān)控和修改才得出了需要的設(shè)計(jì)。這次的設(shè)計(jì)讓我們增長了實(shí)踐技能，還增加了有關(guān)交通知識，這些對于我們真是受益匪淺。最后，我們覺得，不見風(fēng)雨，怎么能見彩虹呢？我把體會用十個(gè)字概括：天下無難事，只怕有心人</p><p>　　一次又一次的學(xué)習(xí)，探索又 ，我們慢慢地在體會，研究和感悟，終于開始領(lǐng)會到將近成功的那一份喜悅，從撰寫開 報(bào)告，查找資料，程序設(shè)計(jì)，到整理每一個(gè)次的調(diào)試

59、，我們學(xué)會了細(xì)心和耐心，也品嘗到了酸、甜、苦、辣，無數(shù)的成功與失敗更加肯定了我們 的研究成果。興趣是自發(fā)形成的，而默契是慢慢培養(yǎng)出來的。當(dāng)前的社會，科技迅速發(fā)展，知識更新速度大大加快，只有我們共同去探索，用自己的雙手去征服每一片天空，用我們新的力量去打造一片創(chuàng)新的領(lǐng)域。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1可編程控制器 實(shí)驗(yàn)參考資料&l

60、t;/p><p>　　2可編程序控制原理及應(yīng)用技術(shù) 陳廷全 編著</p><p>　　3 自動化網(wǎng)論壇 BBS.ZHIDONGHUA.COM.CN</p><p>　　4 電器中國 WWW.DQ86.COM</p><p>　　5 可編程控制器與工廠自動化網(wǎng) </p><p><b>

61、　　致謝：</b></p><p>　　本論文從去年3月份開題以來，到目前為止已經(jīng)有快3個(gè)月的時(shí)間了，在這幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn)中，我學(xué)到了很多東西，明白了很多道理，也有許多發(fā)自內(nèi)心感受。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，有許多人給了我啟發(fā)和幫助，在畢業(yè)論文完成之際，我要在此表達(dá)對他們最誠摯的感謝。首先，最需要感謝的人是我的指導(dǎo)老師李老師。從最初課題的設(shè)計(jì)，到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，無不閃爍著李老師的智慧。李老師激發(fā)了我對科學(xué)技術(shù)的