PLC交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

第1章緒論時不刻與交通打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展帶動整個交通運輸?shù)陌l(fā)展，1.2研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止，’,綠色表示“注意”。1869年1月2延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。從1868年英國倫敦首次使用燃汽色方式由點控到面控，從無車輛檢測器到有車輛檢測器，經(jīng)歷了近百年的歷史。到1963年視系統(tǒng)組成交通管制中心。到80年代初，全世界建有交通管制中心的城市有300多個，在國內(nèi)，受客觀條件的制約，ITS起步比較晚，在20世紀(jì)90年代初，我國的相關(guān)學(xué)者開始意識到研究和開發(fā)ITS的重要性。到90年代中期，由于受到國外ITS研發(fā)的影響，年，我國成立了全國智能交通系統(tǒng)(ITS)協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室，同年，又成2.1.1PLC概述綠色箭頭：表示允許本車道車輛按指示方向通行；可編程控制器(ProgrammableController)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController),它主要用來代替繼電器種針對人發(fā)出通行停止的行為控制命令借助自動化設(shè)備來控制交通燈燈色變化的控制方交通信號燈是為控制系統(tǒng)主導(dǎo)的對通性行為的控制安置在道路交叉路口等車輛行人通行的軌跡將會出現(xiàn)24個沖突點。但是，當(dāng)考慮到機動車和非機動車混合交叉路口時，2.2.2感應(yīng)控制方式根據(jù)檢測器所得到的交通數(shù)據(jù)信息去調(diào)節(jié)所控路口的信號燈延長時間的一種控制方2.2.3自適應(yīng)控制方式用的重要原因。應(yīng)用計算機的最大好處就是能利用其完成大量的進(jìn)行信息管理和統(tǒng)計工2.4需求描述圖2-1智能交通燈控制系統(tǒng)虛擬路口(1)管理員燈基本信息的管理，用例圖如下圖2-2所示：管理員交叉路口交通燈基本信息管理圖2-2管理員用戶用例圖(2)普通用戶交又路口信息查閱圖2-3普通用戶主用例圖息，如姓名、性別、照片等，如圖2-4所示。用戶登錄密碼修改普通用戶個人信息管理用戶基本信息修改圖2-4普通用戶個人信息管理用例圖2.4.2數(shù)據(jù)需求工業(yè)化對城市產(chǎn)生了重大影響，這種影響包括對交通的影響、經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、城市機動車保有量的猛增。其中大量私有汽車的出現(xiàn)，使得包括中國在內(nèi)的許多國家的大城市關(guān)于停車問題顯得日趨嚴(yán)重，車輛停放問題是交通過程不可欠缺的重要組成部分。世界上很多大城市之所以會出現(xiàn)交通阻塞，交通路口對動態(tài)交通的影響是其中主要原因之一：一，各種通行方式相互干擾，導(dǎo)致道路通行能力下降，同時增加了運輸?shù)某杀?；二，機動車長期處于低速行駛或怠速狀態(tài)時排放的廢氣嚴(yán)重污染了環(huán)境。道路交通擁堵最直接的影響便是造成了出行的不便，有損了綠化環(huán)境，甚至于對安全問題造成了威脅……導(dǎo)致生活質(zhì)量的低下，生產(chǎn)成本的增加，社會經(jīng)濟(jì)該有的正常發(fā)展緩慢，其危害不言而喻，人人得知。如果不盡早采取措施，將影響到城市有序、健康、可持續(xù)的發(fā)展。2.4.3數(shù)據(jù)性能的要求(1)時間特性反應(yīng)時間在30秒內(nèi)，以免出現(xiàn)車輛積壓。所以系統(tǒng)在處理的準(zhǔn)確性能上，應(yīng)該及時作出響應(yīng)。由于本系統(tǒng)的各車道車輛數(shù)檢測和當(dāng)前十字路口狀態(tài)功能對整個系統(tǒng)的功能和性能完成舉足輕重。系統(tǒng)的成敗在很大程度上取決于時間性能問題。而在系統(tǒng)開發(fā)過程中，一定會采取必要的方法來確保系統(tǒng)的時間性能。(2)適應(yīng)性對前面提到的運行環(huán)境要求不應(yīng)存在困難，如遇到錯誤需要及時的提示用戶錯誤。整個系統(tǒng)都基于對各車道車輛數(shù)檢測和當(dāng)前十字路口狀態(tài)的技術(shù)進(jìn)行研究。為了讓用戶更加適應(yīng)此系統(tǒng)，需要系統(tǒng)能夠提供優(yōu)良的用戶接口，實現(xiàn)簡潔易辨的人機交互界面。為了達(dá)到這一目標(biāo)，本系統(tǒng)將在界面中使用用戶所熟悉的文字和中文信息，以確保系統(tǒng)的適應(yīng)性。(3)數(shù)據(jù)精確度必須對應(yīng)正確的車輛。工藝過程工藝過程分析控制要求佛定用戶1/0設(shè)備選操PLG判LC程序業(yè)計設(shè)計攪制臺(梅誕誠交付使用現(xiàn)場連線如果需要連續(xù)的穩(wěn)定電流輸出，直接采用前面的穩(wěn)定電流源就可以實現(xiàn)。而為了獲得脈沖電流源，則需要在以上電路的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。3.2.1CX-P編程軟件的主要功能CX-P編程軟件可以實現(xiàn)梯形圖或語句表的編程、編譯檢查程序、程序和數(shù)據(jù)的上載及下載、設(shè)置PLC的設(shè)定區(qū)、對PLC的運行狀態(tài)或內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和測試、打印程序清單、文檔管理等功能。CX-P編程軟件界面的外觀如圖3-2所示。編程界面包括標(biāo)題欄、菜單條、工具條、狀態(tài)欄以及5個窗口(可用“視圖”菜單中的“窗口”項來選擇顯示窗口)。符號1狀態(tài)欄地址引用工具管口查看窗口輸出窗口圖3-2CX-P編程軟件界面3.2.2CX-P編程軟件的使用用CX-P編程軟件編制用戶程序可按以下步驟進(jìn)行：啟動CX-P軟件、建立新工程文件、繪制梯形圖、編譯程序、下載程序和監(jiān)視程序運行等。本設(shè)計的關(guān)鍵在于運用CX-P編程軟件繪制梯形圖。下面簡要說明使用CX-P軟件編(1)先用鼠標(biāo)選取工具條中的“常開觸點”按鈕，然后在如圖3-4所示的梯形圖編輯窗口中，單擊第一條指令行的開始位置，將彈出如圖3-3所示的新接點對話框，輸入圖中僅列出布爾符號)區(qū)僅列出布爾符號)區(qū)微分0):0無0上升O下降□立即刷新)編提符號電全局)取消啟動(3)圖3-3顯示第一個觸點己經(jīng)輸入到第一行的起始位置。觸點的上方是a常開觸點的名稱和地址，下方是注釋。觸點左側(cè)的紅色標(biāo)記表示該觸點所在的指令條存在邏輯錯0甘包知圖3-4顯示常開觸點梯形圖PIE符號外觀名稱如果名稱為空0名稱后注釋C)指令Q)下○上0下共享指令說明確定取消應(yīng)用幫助(3)若要在第一個觸點的右邊串接一個常閉觸點，可先用鼠標(biāo)選取工具條中的“常閉①m的工們留生起因口圖望留明回16動止動圖3-6添加輸出線圈3-7所示：圖3-7添加縱線和常開觸點指合和助00查找指合指合和助00查找指合特號信息圖3-8“輸入定時器寸旨令”窗口止時設(shè)量圖3-9顯示定時器指令形圖中第三行的起始處，在彈出窗口的“指令”欄中輸入“END”,按“確定”鍵后，顯示的內(nèi)容如圖3-10所示。至此，全部程序輸入完畢完整程序截圖見附錄A。日胞21)1a游圖3-10添加END指令程序編譯完成后，要將程序傳送到PLC中，可以按照以下3個步驟進(jìn)行。(1)使用專用電纜連接PLC與計算機，并在離線的狀態(tài)下進(jìn)行PLC的接口設(shè)置。在出現(xiàn)的確認(rèn)對話框中，選擇“是”,建立起PLC與計算機的通信。此時CPU面板上的通PLC”,將出現(xiàn)下載選項對話框，在選項中選取“程序”,并確認(rèn)，就可以實現(xiàn)程序的下程序的正確性。先選中要操作的元件，再點擊“PLC”菜單中的“強制”命令，此時，進(jìn)(1)東西向紅燈亮30秒，綠燈亮17秒，綠燈閃3秒(周期為1秒),黃燈閃5秒(周期為1秒);(2)南北向紅燈亮25秒，綠燈亮22秒，綠燈閃3秒(周期為1秒),黃燈閃5秒(周期為1秒);3.3.2I/0分配表輸入輸出啟動：00000停止：00001南北綠燈：01000南北黃燈：01001南北紅燈：01002東西綠燈：01003東西黃燈：01004東西紅燈：010053.3.3PLC交通燈1/0分配圖00000啟動00001停止01000南北向綠燈01001南北向黃燈01002南北向紅燈01003東西向綠燈01004東西向黃燈共陰數(shù)碼管北綠燈亮但只維持22秒。到22秒時，南北綠燈開始閃亮3秒后熄滅，南北黃燈再閃亮525秒，東西綠燈亮并維持17秒，到17秒時，東西綠燈閃亮3秒后熄滅，東西黃燈再閃亮控制描述：當(dāng)按下啟動按鈕00000,保持繼電器20000通電，定時器TIM001接通并開始計時30秒，同時TIM002開始22秒計時22秒，TIM003開始25秒計時25秒，當(dāng)南北向綠燈持續(xù)亮22秒之后，由于20001和TIM002的常開觸點的作用，南北向綠燈閃爍3秒。經(jīng)過3秒的閃爍之后，TIM003計時時間到，其常閉觸點失電斷開南北向綠燈接通并開始計時25秒，TIM005開始計時17秒，TIM006開始計時20秒。此時首先是南北向紅燈亮并維持25秒，東西向綠燈亮并維持17秒。當(dāng)東西向綠燈持續(xù)亮17秒之后，在TIM006的常閉觸點的作用下東西綠燈閃爍3秒。常開觸點閉合，東西黃燈閃亮5秒結(jié)束之后熄接通并開始計時30秒，TIM005開始計時22秒，TIM003開始計時25秒，開始第二周期的的設(shè)置時間最大值往下減，每秒鐘減1,一直減到1。然后又從紅燈的設(shè)置時間最大值往極管單元(多一個小數(shù)點顯示);按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；流只有1-2mA,最大極限電流也只有10-30mA,所以它的輸入端在5V電源或高于TTL高電靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/0端口多，