plc課程設(shè)計(jì)PLC的交通燈控制系統(tǒng)

1、焦作大學(xué) plc的交通燈控制系統(tǒng)plc課程設(shè)計(jì)系別：機(jī)電工程學(xué)院班級：應(yīng)用電子三班學(xué)號：090102317姓名： 輔導(dǎo)教師：11 2011年5月15日目    錄摘要.3第一章 緒論.4第二章 plc的基礎(chǔ)知識.5 2.1 plc概述.5 2.2 plc的產(chǎn)生.6 2.3 plc的定義.6 2.4 plc的工作原.7 2.5 plc的結(jié)構(gòu).8 2.6 plc的基本性能指標(biāo).12第三章 plc網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器.14 3.1可編程控制器通信與網(wǎng)絡(luò)概述.143.2可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)的.15第四章 可編程控制器程序設(shè)計(jì).16 4.1 交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2、.174.2交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).18第五章 總結(jié).196.1 程序調(diào)試.196.2 難點(diǎn)分析.206.3 收獲與體會.20iii焦作大學(xué) plc的交通燈控制系統(tǒng)摘要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，plc的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。它是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功能強(qiáng)、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，plc、機(jī)器人

3、、cad/cam將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于plc具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號燈進(jìn)行精確控制，特別對多岔路口的控制可方便地實(shí)現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將plc應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。同時，plc本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。在實(shí)時檢測和自動控制的plc應(yīng)用系統(tǒng)中，plc往往是作為一個核心部件來使用，僅plc方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。十分形象地顯示出了plc在交通燈系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。關(guān)鍵字：pl

4、c 交通燈 程序 報(bào)告 設(shè)計(jì)第一章 緒論當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機(jī)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。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”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。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(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機(jī)

5、遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)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。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。隨著社會的發(fā)展，人們的消費(fèi)水平不斷的提高，私人車輛不斷的增加。所以采用有效的方法控制交通燈是勢在必行的。plc 的智能控制原則是控制系統(tǒng)的核心，采用plc把東西方向或南北方向的車輛按數(shù)量規(guī)模進(jìn)行分檔，相應(yīng)給定的東西方向與南北方向的綠燈時長也按一定的規(guī)律分檔. 這樣就可以實(shí)現(xiàn)按車流量規(guī)模給定綠燈時長，達(dá)到最大限度的有車放行，減少十字路口的車輛滯流，緩解交通擁擠、實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，從而提高了交通控制系統(tǒng)的效率. 交通信號燈的出現(xiàn)

6、，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。用可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。第二章 plc的基礎(chǔ)知識2.1 plc的概述 可編程控制器（plc）是以微處理器為核心，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的一種專門為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境下而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制裝置，涉及到很多自動控制、電器方面的知識。經(jīng)過30多年的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得極其廣泛的應(yīng)用。目前，可編程控制器成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用

7、最多的控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。其應(yīng)用的深度和廣度成為衡量一個國家工業(yè)自動化程度高低的標(biāo)志。2.2 plc的產(chǎn)生 早期工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的電器自動控制系統(tǒng)是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，簡稱繼電器控制系統(tǒng)，隨著20世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場競爭越來越激烈，工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日趨縮短，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)難以滿足現(xiàn)代社會小批量、多品種、低成本、高質(zhì)量生產(chǎn)方式的生產(chǎn)控制要求，為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在1969年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即： 1、編程方便，現(xiàn)場可修改程

8、序；2、維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；3、可靠性高于繼電器控制裝置；4、體積小于繼電器控制裝置；5、數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；6、成本可與繼電器控制裝置競爭；7、輸入可以是交流115v；8、輸出為交流115v，2a以上，能直接驅(qū)動電磁閥，接觸器等；9、在擴(kuò)展時，原系統(tǒng)只要很小變更；10、用戶程序存儲器容量至少能擴(kuò)展到4kb。 2.3 plc的定義可編程控制器(programmable controller)是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(programmable logic controller)，簡稱plc，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，

9、這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱pc。但是為了避免與個人計(jì)算機(jī)(personal computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱plcplc 問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會nema（national electrical manufactory association） 經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于1984 年首先將其正式命名為pc（programmable controller），并給pc 作了如下定義“pc 是一個數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，

10、計(jì)時，計(jì)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(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行pc 之功能著，亦被視為pc，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器?！币院髧H電工委員會（iec）又先后頒布了plc 標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定 時，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系 統(tǒng)聯(lián)成一個

11、整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！笨傊删幊炭刂破魇且慌_計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。2.4 plc的工作原理當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入

12、i/o映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，i/o映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證任何情況下，該輸入均能被讀入。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線

13、圈在i/o映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 (三) 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是plc的真正輸出。2.5 plc的結(jié)構(gòu)plc實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同： a. 中央處理單元(cpu) 中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞。它按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、i/o以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)p

14、lc投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 b、存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 c、電源 plc的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此plc的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交

15、流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將plc直接連接到交流電網(wǎng)上去2.5.1 中央處理單元(cpu)中央處理單元(cpu)是plc 的控制中樞，它按照plc 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器i/o以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)plc 投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)

16、或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高plc 的可靠性近年來對大型plc 還采用雙cpu 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或采用三cpu 的表決式系統(tǒng)，這樣即使某個cpu 出現(xiàn)故障整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。cpu是plc的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套plc至少有一個cpu，它按plc的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和plc內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。

17、cpu主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，cpu單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是plc不可缺少的組成單元。 2.5.2 存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器； 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。plc 常用的存儲器類型 （1） ram (random assess memory)，這是一種讀/寫存儲器(隨機(jī)存儲器) ，其存取速度最快，由鋰電池支持。（2） eprom (erasable programmable read only memory)，這是一種可擦除的只讀存儲器，在斷電情況下存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容

18、保持不變。（3） eeprom(electrical erasable programmable read only memory)，這是一種電可擦除的只讀存儲器，使用編程器就能很容易地對其所存儲的內(nèi)容進(jìn)行修改。2.5.3 電源plc 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此plc 的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視，一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)可以不采取其它措施，而將plc 直接連接到交流電網(wǎng)上去。2.5.4 i/o模塊plc與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（i/o）完成的。i/o模塊集成了plc的i/o電路，其輸入暫

19、存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入plc系統(tǒng)，輸出模塊相反。i/o分為開關(guān)量輸入（di），開關(guān)量輸出（do），模擬量輸入（ai），模擬量輸出（ao）等模塊。2.5.5 plc系統(tǒng)的其它設(shè)備編程設(shè)備：編程器是plc開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控plc及plc所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器plc一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 其存2.6 plc的基本性能指標(biāo)1 plc 的主要特點(diǎn)（1）高可靠性1）所有的i/o 接口電路

20、均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與plc 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。2）各輸入端均采用r-c濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為1020ms。3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。5）對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。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(kuò)大。7）大型plc 還可以采用由雙cpu 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三cpu 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。（2）采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)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(jié)構(gòu)plc 的各個部件包括cpu 電源i/o 等均采用模塊化設(shè)計(jì)由

21、機(jī)架及電纜將各模塊連接起來系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合（3）編程簡單易學(xué)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(jì)算機(jī)的專門知識因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握（4）安裝簡單維修方便plc不需要專門的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與plc 相應(yīng)的i/o 端相連接即可投入運(yùn)行各種模塊上均有運(yùn)行故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障由于采用模塊化結(jié)構(gòu)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(fù)運(yùn)行 一、工作速度 工作速度是指plc的cpu執(zhí)行指令的速度及對急需處理的輸入信號的響應(yīng)速度。工作速度是

22、plc工作的基礎(chǔ)。速度高了，才可能通過運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮plc的多種多樣的作用。  二、控制規(guī)模 控制規(guī)模代表plc控制能力，看其能對多少輸入、輸出點(diǎn)及對多少路模擬進(jìn)行控制。 控制規(guī)模與速度有關(guān)。因?yàn)橐?guī)模大了，用戶程序也長，執(zhí)行指令的速度不快，勢必延長plc循環(huán)的時間，也必然會延長plc對輸入信號的響應(yīng)。為了避免這個情況，plc的工作速度就要快。所以，大型plc的工作速度總是比小的要快。 控制規(guī)模還與內(nèi)存區(qū)的大小有關(guān)。規(guī)模大，用戶程序長，要求有更大的用戶存儲區(qū)。同時點(diǎn)數(shù)多，系統(tǒng)的存儲器輸入、輸出的信號區(qū)（輸入輸出繼電器區(qū)或稱輸入、輸出映射區(qū)）也大。這

23、個區(qū)大，相應(yīng)地內(nèi)部器件（解釋見后）也要增多，這些都要求有更大的系統(tǒng)存儲區(qū)。 控制規(guī)模還與輸入、輸出電路數(shù)有關(guān)。如控制規(guī)模為1024點(diǎn)，那就得有1024條i/o電路。這些電路集成于i/o模塊中，而每個模塊有多少路的i/o點(diǎn)總是有數(shù)的。所以，規(guī)模大，所使用的模塊也多。 三、組成模塊 常見的plc模塊有： cpu模塊，它是plc的硬件核心。plc的主要性能，如速度、規(guī)模都由它的性能來體現(xiàn)。 電源模塊，它為plc運(yùn)行提供內(nèi)部工作電源，而且，有的還可為輸入信號提供電源。 i/o模塊，它集成了i/o電路，并依點(diǎn)數(shù)及電路類型劃分為不同規(guī)格的模塊。 內(nèi)存模塊，它主要存儲用戶程序，有的還為系統(tǒng)提供輔加的工作內(nèi)存

24、。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加于cpu模塊之中。 第三章 交通信號控制系統(tǒng)分析3.1十字路口交通燈控制實(shí)際情況描述（1）南北方向綠燈和東西方向的綠燈不能同時亮；如果同時亮，則應(yīng)自動立即關(guān)閉信號燈系統(tǒng)，并立即發(fā)出報(bào)警信號。 （2）系統(tǒng)工作后，首先南北紅燈亮并維持25s；與此同時，東西綠燈亮，并維持20s時間，到20s時，東西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅。（3）在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮并維持2s，然后東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。 （4）東西紅燈亮并維持30s；與此同時，南北綠燈亮并維持25s；然后，南北綠燈閃亮3s后熄滅。 （5）南北綠燈熄滅時，南北黃燈亮維持2s后熄滅；同

25、時南北紅燈亮，東西綠燈亮。至此，結(jié)束一個工作循環(huán)。3.2十字路口交通燈的路況畫出模擬圖北 南東西綠 黃紅綠黃紅 黃 綠 紅黃綠綠紅黃 第四章 交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1.1 plc智能化控制交通燈的方法傳統(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)的方法將兩個方向紅綠 燈的延時預(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)

26、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)的方法將兩個方向紅綠 燈的延時預(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

27、通燈。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢。4.2交通燈控制系統(tǒng)軟件件設(shè)計(jì)4.2.1十字路口交通燈模擬控制時序圖 交通指揮信號燈控制系統(tǒng)工作時，對指揮燈的控制要求按一定時序進(jìn)行，如圖6-18所示。啟動/停止南北紅燈東西綠燈東西黃燈東西紅燈南北綠燈南北黃燈交通信號燈時序狀態(tài)示意圖4.2.3程序梯形圖根據(jù)對交通信號燈的控制要求及plc控制系統(tǒng)的i/o分配的定義，可對plc進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)。 (1) 當(dāng)按下啟動按鈕，i0.0接通，中間繼電器m2.1接通，q0.7線圈得電，南北紅燈亮，與此同時，m2.1的常開觸點(diǎn)閉合，q4.0線圈得電，東西綠燈亮。(2) 延時25秒后，t40的常閉觸點(diǎn)接通，與該接點(diǎn)串聯(lián)的t45的常開接點(diǎn)共同控制產(chǎn)生0.5秒的鐘脈沖信號，使東西綠燈閃爍3s（閃爍6次）。(3) 經(jīng)過3秒后，t40的常閉接點(diǎn)斷開，q4.0線圈失電，東西綠燈熄滅。此時t40的常開接點(diǎn)閉合，q0.1線圈接通，東西黃燈亮2s。(4) 經(jīng)過2秒后，t41的常閉接點(diǎn)斷開，q0.1線圈失電，東西黃燈滅，這是啟動t38進(jìn)入延時。(5) 延時25s后，t38的常閉接點(diǎn)斷開，q0.0線圈失電，南北紅燈滅；同時，tim 000的常開接點(diǎn)閉合，q0.7接通，東西紅燈亮；由