基于PLC的交通控制燈

1、 摘要摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通問題已成為一個不容忽視的突出問題。隨著我國人口壓力的不斷加大，現(xiàn)代化需求的加劇，城市化的日益擴大，交通是否便利是衡量我國城市生活水平和投資環(huán)境的重要指標之一。我國大部分交通信號系統(tǒng)都采用了定時控制系統(tǒng)。然而，由于其低交通效率和交通擁擠，本文以PCL技術(shù)為研究重點，旨在研究和設(shè)計一種基于PCL技術(shù)的有效的交通控制信號燈系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以改善交通信號控制系統(tǒng)，特別是擁擠的交通信號控制系統(tǒng)，維護行車秩序和安全。關(guān)鍵詞：PLC；交通信號燈；控制ABSTRACTAbstract:With the continuous development of Chinas

2、social economy, the traffic problem has become a prominent problem that can not be ignored. As Chinas population pressure continues to increase, the demand for modernization intensifies, and urbanization expands day by day, one of the most important evaluation indexes of urban living standard and in

3、vestment environment in China is whether the transportation is convenient or not. The timing control system is used in most of the traffic signal systems in China. However, due to its low traffic efficiency and traffic congestion, this paper focuses on PCL technology and aims to study and design an

4、effective traffic control light signal system based on PCL technology. This system can improve the traffic signal control system, which is especially crowded, and maintain the order and safety of travel.Keywords: PLC; Traffic lights; control 目 錄中文摘要1ABSTRACT2目 錄3第一章 緒論51.1城市交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀61.1.1國外交通信號

5、控制機的現(xiàn)狀61.1.2 中國交通信號控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀71.2 課題研究意義8第二章 PLC的相關(guān)概論92.1 PCL 簡介92.2PLC 的基本結(jié)構(gòu)102.3 PLC 的工作原理11第三章 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟133.1 設(shè)計原則133.2 設(shè)計步驟143.3 交叉口信號的設(shè)置163.3.1 交通信號燈的設(shè)置依據(jù)163.4 系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計183.4.1 PLC 的選型183.4.2 PLC 的 I/O 分配及外部接線193.4.3 車輛檢測電路19第四章 基于plc交通信號燈的程序設(shè)計20參考文獻22致謝22第1章 緒論自古以來，人的基本生活需要就離不開衣食住行四要素。“交通

6、”作為四個要素之一，主要包括交通方式和城市道路狀況。可見，城市交通狀況將直接影響人們的生活質(zhì)量，也是反映城市環(huán)境質(zhì)量的一個窗口。1885年10月，德國卡爾本茨設(shè)計并制造了世界上第一輛三輪汽油汽車。從那時起，世界各國投入了大量的人力和財力來開發(fā)汽車。20世紀80年代以來，世界處于和平與發(fā)展的階段。新技術(shù)和新材料的不斷出現(xiàn)，促進了制造業(yè)的快速發(fā)展，特別是汽車工業(yè)，經(jīng)歷了快速的變化。與此同時，社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人民生活水平的提高，汽車保有量的快速增長，也引發(fā)了一系列的城市交通問題，交通控制系統(tǒng)應(yīng)該應(yīng)運而生。1.1城市的交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況成熟、有效的城市交通信號控制系統(tǒng),在城市交通的擁擠,

7、車的延遲可以最大限度地減少低,交通事故發(fā)生率、死亡率,降低能源的消耗,優(yōu)化交通環(huán)境,更能提高社會經(jīng)濟效益。在1868年，用于交通控制的交通信號發(fā)明之后，到50年代為止，交通領(lǐng)域的信號控制幾乎沒有革新。到20世紀的60、70年代,隨著日益增大的交通領(lǐng)域的范圍、交通和能源需求,環(huán)境之間的沖突,漸漸變深,以前的種類的單一的交通控制技術(shù),控制的效果上越來越無法達到要求了。人們的工作，生活不富裕，交通安全事故帶來了效率、能源、生活質(zhì)量、甚至是生命的重大損失。迫切需要解決日益嚴重的交通問題。為把因交通堵塞而造成的嚴重經(jīng)濟損失降至最低，美國從20世紀60年代末開始研究交通運輸?shù)闹悄芸刂萍夹g(shù)。此后，日本和歐洲

8、等地也接連不斷地進行著智能控制技術(shù)的研究。增加的計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展,交通流理論、交通組織和優(yōu)化技術(shù)的提高,國內(nèi)外一批成熟的有效率的城市道路交通控制系統(tǒng)、人工智能技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、計算機等廣泛應(yīng)用的新一代的城市交通控制系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)技術(shù)完善和增強功能,智能交通信號控制系統(tǒng)。1.1.1國外交通信號控制機的現(xiàn)狀 根據(jù)柯布(b . m . c obbe)和韋伯斯特(f . v . w ebster)所寫的文章中描寫,并在1868年被發(fā)明以來,便利的交通手段,形成人們的工作和生活的范圍擴大,外出交通的增加,根據(jù)十字路口的交通沖突逐年嚴重,交通事故接連上漲,這引起了大家對交通堵塞和交通安全

9、的關(guān)注。自從在倫敦的威斯敏斯特街頭,英國機械工程師伊特供招聘通過煤油燈前玻璃的紅色和綠色的玻璃作為變換實現(xiàn)十字路口信號燈,交通信號燈的控制以來,交通,專家們一直在不停地尋找有效的交通流控制的方法,實現(xiàn)單交叉路口整路線和整個城市的交通流均衡,為了維持所有的道路暢通,安全行駛車輛全體城市交通網(wǎng)絡(luò)上,也可以相通。幾個外國經(jīng)濟的發(fā)達國家投入了大量的人力、財力，對交通信號控制機構(gòu)進行研究，開發(fā)了相聯(lián)城市的交通信號控制系統(tǒng)，取得了一系列的成果。目前,典型的澳大利亞,應(yīng)用較多的城市交通控制系統(tǒng)的研究開發(fā)的scats系統(tǒng),英國道路研究所研究開發(fā)的scoot系統(tǒng)和transyt制作系統(tǒng)、日本kyosan電器有限

10、公司開發(fā)了京3交通控制系統(tǒng),美國研究開發(fā)的opac系統(tǒng)和rhodes系統(tǒng),德國的vrs2100型電腦交通控制系統(tǒng)。1.1.2 中國交通信號控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀在城市交通控制系統(tǒng)方面，國內(nèi)的研究起步較晚，大多集中在單交叉口的交通控制方面。在交通干線協(xié)調(diào)控制方面，北京雖然在20世紀70年代末開始使用djs-130計算機，但至今沒有取得有效的效果。20世紀80年代以來，各個城市的道路交通問題變得越來越嚴重。另一方面，開展了以改善城市交通系統(tǒng)管理為重點的UTSM技術(shù)研究。我國交通具有混合交通的特點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一是非機動車數(shù)量多，對交通流干擾大;二是各城市都在進行建設(shè)，交通網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定;第三，城市

11、人口眾多，布局密集，步行交通量大。因此，我國的交通狀況與國外有許多不同的地方，在我國，許多國外成熟的信號系統(tǒng)是不實用的。例如上海引進了澳大利亞的SCATS系統(tǒng)，深圳引進了日本的精三控制系統(tǒng)等，但由于商人的保密和中國國情的缺失等原因，控制效果一直不是很理想。國內(nèi)獨立發(fā)展的交通信號控制器,通常一個麥克風- TC型研究和開發(fā)的上海交通大學路口信號控制多蘭科技有限公司有限公司南京研發(fā)DPS - 16交通信號控制器,青島海信SC100 SC200一系列交通信號控制器,北京億陽EHLSTC - 1620交通信號控制器,哈爾濱新2000 -我的新交通信號控制器,西北大學XATM - V智能交通控制器等。但該

12、公司是一個交通信號控制器是構(gòu)建交通信號控制系統(tǒng),國內(nèi)獨立發(fā)展城市交通控制和管理系統(tǒng),采用單點定時控制,與國外同類系統(tǒng)相比,其總體性能,仍有很大的差距等方面的可靠性、兼容性、可擴展性和靈活性有待進一步改善,也只有被應(yīng)用在一些中小城市。但是，國內(nèi)企業(yè)的努力對促進我國交通信號控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)施的國產(chǎn)化和具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展起到了一定的推動作用。1.2 課題研究意義中國有句俗語：“要想富，先修路”，它充分說明了交通狀況不僅是一個城市經(jīng)濟的命脈，而且對人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量有著直接的影響，表達了一個地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展是與暢捷便利的交通密切相關(guān)的。城市交通的發(fā)展與該地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)達程度密切相關(guān)

13、，但又反過來作用于地區(qū)經(jīng)濟，影響經(jīng)濟的發(fā)展，兩者相輔相成。歐美的汽車化國家公布的交通數(shù)據(jù)和比較,我國的道路交通狀況、道路通行能力、交通基礎(chǔ)設(shè)施的標準低,供給不足,混行道路,也就是說步行者、非機根據(jù)汽車用的車,車輛混行道路的通行能力低,事故多發(fā)的擁有巨大的差距。隨著我們國家的社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,汽車進入了千家萬戶,各單位和家庭的機動車輛擁有量和城市道路交通量急劇增加,交通基礎(chǔ)設(shè)施的供給不足,增加了交通安全嚴峻也給了和各種新的問題,另一方面是人民大眾的可支配收入增加,生活水平的提高,改善了作品多部,擁有汽車的家庭增加,人們享受汽車巨大的便利;另一方面是城市土地資源的緊張,住宅用地、商業(yè)用地、工業(yè)農(nóng)

14、業(yè)用地等,為了牽制和交通用地的不足,帶來了充分的城市交通用地狹窄的區(qū)間,面積小的十字路口,嚴重制約了城市道路的暢通,人們外出的延遲,導致了交通事故的上升;另外，汽車的急劇增加導致了噪音、廢氣、環(huán)境污染的增加，以及能源緊張等問題。研究顯示，車輛行駛在一條道路上，在十字路口的延遲已達到31%。城市道路網(wǎng)絡(luò)中交通安全與通行能力的關(guān)鍵是城市的交叉點，它的通行能力對整個城市交通網(wǎng)絡(luò)運輸能力有很大的影響。經(jīng)濟發(fā)達國家也要像發(fā)展中國家一樣，忍受惡化的交通問題。因此,現(xiàn)有的道路條件下,十字路口的科學的管理控制,城市道路交通信號控制設(shè)施的優(yōu)化,及充分發(fā)揮其能力,為了保障交通安全,提高路口的通行能力的重要措施,解

15、決交通問題的有效方法之一。第二章 PLC的相關(guān)概論 PLC是一種傳統(tǒng)的繼電器接觸器技術(shù)和計算機技術(shù)的結(jié)合,可靠性高，抗干擾能力強,靈活性和通用性,強大的網(wǎng)絡(luò)通信功能的特點,操作無故障率可以達到幾萬,甚至幾十萬小時,所以在工業(yè)控制方面,它有一個繼電器控制或通用計算機無法比擬的優(yōu)勢?？紤]到現(xiàn)場交通控制環(huán)境可能會遇到各種惡劣天氣和電磁干擾等因素，本文以PLC為控制核心，以個人計算機為上位機構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。2.1 PCL 簡介 PLC是可編程邏輯控制器(Prgrammable Logic控制器)，也被稱為編程控制器(Programmable控制器)，是伴隨著計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)

16、展而產(chǎn)生的下一代工業(yè)控制器。國際電工委員會(IEC)所制定的可編程控制器在標準草案中對PLC的定義:可編程邏輯控制器是被設(shè)計以在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用并且通過數(shù)字操作的電子系統(tǒng)。使用的內(nèi)存,程序記憶手段、邏輯運算、時機、計數(shù)等面向的用戶動作命令執(zhí)行,并根據(jù)數(shù)字或模擬輸入/輸出方式的種種的種類的機械或制造工藝控制程序功能的內(nèi)部可能擁有。PLC及相關(guān)外部設(shè)備被設(shè)計為能夠容易地與產(chǎn)業(yè)控制系統(tǒng)協(xié)同地擴展功能的原則。PLC的基本設(shè)計思想保留了繼電-接觸儀器控制系統(tǒng)操作方便、易懂、價格便宜等優(yōu)點，還具有電腦完善功能、應(yīng)用靈活、通用性強等優(yōu)點。這個思想為基礎(chǔ),采用了PLC設(shè)計標準,GM的控制器硬件,控制對象的連接,

17、方便了,但根據(jù)實際控制的對象和要求,利用外圍設(shè)備更好的控制程序?qū)懭刖幾肓丝刂破鞲淖冇脩舻拇鎯ζ?區(qū)內(nèi)的內(nèi)容,可以通過修改程序?qū)崿F(xiàn)方便靈活滿足根據(jù)需要控制功能的應(yīng)用對象。70年代中期以后,微型計算機技術(shù)、半導體技術(shù)、微處理技術(shù)的發(fā)展,plc的中央處理裝置,廣泛使用的微處理器中,超大規(guī)模的集成電路規(guī)模也到那個輸入/輸出和外圍電路的使用,使plc邏輯判斷功能之外,也可以執(zhí)行數(shù)據(jù)處理、通信網(wǎng)絡(luò)、PID調(diào)節(jié)、故障診斷和生產(chǎn)相機DCS監(jiān)控等功能。2.2 PLC 的基本結(jié)構(gòu)PLC一般由主機、擴展機和外部設(shè)備組成，主機是必不可少的，其他部件可根據(jù)需要適當配置。主機通常CPU、內(nèi)存、對應(yīng)的I / O單元,通信端

18、口和電力供應(yīng),擴大單位主要是I / O單元、接口模塊、電源模塊、所需的電纜連接的主機,等等,最基本、最常見的外部設(shè)備是程序員,除了可編程終端,打印機、條形碼掃描器等。從編寫、修改和調(diào)試程序的角度來看，個人計算機也可以歸為PLC的外部設(shè)備。增加和改進PLC的配置，將擴大和加強PLC的功能，PLC的功能是由其配置決定的。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式(也稱為箱式)和組合式(也稱為模塊化)兩種類型。中央處理單元(CPU)、內(nèi)存、輸入/輸出單元、電源、通信端口、I / O擴展端口等集成在一個盒子里形成了主機,是一種PLC的整體結(jié)構(gòu)的一部分,它的特點體積小,結(jié)構(gòu)簡單,常用于小模型。整體PLC主機

19、組成如圖所示：PLC的主要結(jié)構(gòu)是使CPU單元,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,智能I / O模塊,通信單元電路板或模塊,使用時只要所需的模塊插入踢腳板,通過踢腳板總線,所以模塊相互連接。包含CPU的單元稱為CPU模塊，其他的稱為擴展模塊。中型PLC和大型PLC經(jīng)常結(jié)合使用。由于組合PLC系統(tǒng)配置靈活，一些小型機器也采用這種結(jié)構(gòu)。如圖：2.3 PLC 的工作原理PLC的原理與計算機基本相同。它通過執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制任務(wù)。但是，可編程控制器是一種串行工作方式:通電后，為了使可編程控制器的輸出能夠立即響應(yīng)各種輸入信號，可編程控制器首先要對其內(nèi)部硬件和資源進行一些初始化工作;初始化后，系統(tǒng)反復執(zhí)行輸入采樣、用

20、戶程序執(zhí)行和輸出刷新等任務(wù)。這個循環(huán)叫做掃描。如圖 所示。1、系統(tǒng)的初始化PLC 通電后，要進行對變量存儲器區(qū)、I/O 映像區(qū)數(shù)據(jù)的清除處理，同時檢查I/O 模塊與 PLC 的連接、復位所有定時器等。2、 輸入數(shù)據(jù)的采樣在讀取輸入數(shù)據(jù)的階段，PLC通過掃描的方式依次讀取所有外部輸入電路的開/關(guān)數(shù)字量狀態(tài)和數(shù)據(jù)存儲，并將其存儲到存儲器中專門設(shè)置的相應(yīng)區(qū)域。這個區(qū)域分別稱為輸入圖像寄存器和輸出圖像寄存器，用來存儲輸入信號和輸出信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。當外部輸入電路斷開或閉合時，對應(yīng)的輸入圖像寄存器為0或1狀態(tài)，使得梯形圖中對應(yīng)觸點的狀態(tài)斷開或閉合。3. 執(zhí)行用戶程序PLC的用戶程序由梯形圖指令或語言指令

21、等組成。在用戶程序執(zhí)行階段，除非掃描跳轉(zhuǎn)指令，PLC總是從第一條指令開始，依次掃描用戶程序，根據(jù)相應(yīng)的邏輯操作要求，將操作結(jié)果存儲在相應(yīng)的圖像寄存器中，直到指令結(jié)束。當遇到結(jié)束指令時，CPU檢查系統(tǒng)的智能模塊是否需要服務(wù)。在一個掃描周期的用戶程序執(zhí)行階段，輸入圖像寄存器中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化。即使外部輸入狀態(tài)在此期間發(fā)生變化，也只能在下一個掃描周期的輸入采樣階段刷新輸入圖像寄存器中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。這樣，輸入/輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)通過I/O映像寄存器訪問，而不是直接讀寫實際的I/O點。這樣，系統(tǒng)運行更穩(wěn)定，程序執(zhí)行速度更快，靈活性更好。4. 輸出刷新掃描用戶程序執(zhí)行完成后,可編程序控制器根據(jù)I /

22、O圖像對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷敵瞿K和刷新輸出鎖存器電路,信號同時相應(yīng)的硬件繼電器觸點輸出模塊驅(qū)動的行動,如輸出映像寄存器1狀態(tài),繼電器線圈的電,控制常開觸點立即關(guān)閉,外部負載的電源被切斷后,開始工作;反之，如果輸出圖像寄存器為0狀態(tài)，則外部負載將斷電并停止工作。一般來說，PLC的掃描周期還包括自診斷、通信等。PLC的自診斷測試包括定期檢查用戶程序內(nèi)存的一致性、E2PROM、I/O模塊狀態(tài)和I/O擴展總線、監(jiān)控定時器復位等內(nèi)部任務(wù)。在通信信息處理階段，CPU處理通信端口接收到的信息，并在適當?shù)臅r候?qū)⑿畔鬏斀o通信請求者。第三章 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟3.1 設(shè)計原則1. 在設(shè)計PL

23、C控制系統(tǒng)時，應(yīng)最大限度地考慮和滿足被控對象的控制要求。設(shè)計前應(yīng)對現(xiàn)場進行深入調(diào)查分析，收集數(shù)據(jù)，制定電氣控制方案。設(shè)計人員不應(yīng)忽視與機械零件設(shè)計人員和設(shè)備操作人員的討論與合作，應(yīng)與他們共同制定并解決設(shè)計調(diào)試中的各種問題。2. 在滿足控制要求的前提下，控制系統(tǒng)配置應(yīng)簡單、經(jīng)濟、方便、操作、安全可靠。3.考慮到生產(chǎn)過程的改進和發(fā)展會引起控制要求的變化，PLC的容量應(yīng)適當選擇，并留有余量。3.2 設(shè)計步驟PLC 應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試的一般步驟如圖所示，主要包括以下幾個基本步驟：1、控制要件分析掌握和分析被控對象的功能和工藝條件的要求,系統(tǒng)的控制的基本方式,在控制過程中理解非周期,如果是周期的,完成

24、的動作等,需要注意是否應(yīng)該監(jiān)督,結(jié)果顯示,報警的量,是什么需要必要的保護措施,是否有必要和聯(lián)鎖故障診斷等。2.確定I/O裝置并且執(zhí)行PLC草案。要求根據(jù)被控對象的控制輸入的確定必要的裝備(常用的控制開關(guān)、按鈕、傳感器等)、輸出設(shè)備(常用的是,繼電器、接觸器、電磁閥等),根據(jù)招聘了i / o設(shè)備的類型和數(shù)量統(tǒng)計plc的i / o判定,需要適當?shù)膒lc類型,模特,存儲器容量的i / o模塊和電源模塊等。3、分配PLC的I/O點明確PLC的各個輸入點、各輸出點與各輸入器、各輸出執(zhí)行單元的對應(yīng)關(guān)系，繪制PLC的輸入I/輸出O分配表、或輸入/輸出端子的布線?？删幊炭刂破鲬?yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計接著變?yōu)榭赡堋?

25、、PLC應(yīng)用程序設(shè)計更復雜的控制系統(tǒng)時,控制過程分為幾個階段,不同階段之間的聯(lián)系及各階段的功能決定條件,系統(tǒng)控制流程圖的繪制,并說明動作的順序和條件,最后制定了計劃,設(shè)計梯形圖。編制好程序后,可以先利用軟件進行模擬調(diào)試,測試并排除出現(xiàn)的錯誤、使編寫的控制程序能基本實現(xiàn)控制要求,為聯(lián)機調(diào)試打好基礎(chǔ)、縮短聯(lián)機調(diào)試的周期。對于簡單的控制系統(tǒng)可省去畫控制流程圖這一步。5、連機調(diào)試在前面這些步驟及現(xiàn)場施工完成后,就可以進行 PLC 與現(xiàn)場設(shè)備的連接調(diào)試。如果控制系統(tǒng)是由幾部分組成的或步驟較多,在聯(lián)機調(diào)試的過程中,可以按照先局部、分段、后整體連調(diào)的方法,逐一排除問題和不足,直至程序完全的符合控制要求。另外

26、,程序聯(lián)機調(diào)試完,必須運行一段時間、經(jīng)過實踐的考驗,才能確認程序是否達到控制要求。 6、制作技術(shù)文件。這個工作指的是，控制系統(tǒng)的安裝，動作說明書的制作，裝置清單和系統(tǒng)的文檔的整理，保存程序。3.3 交叉口信號的設(shè)置3.3.1 交通信號燈的設(shè)置依據(jù)有無需要一個道路交叉口交通信號控制、交通信號燈,主要是機動車輛和行人,根據(jù)交叉路口的擁擠,混亂和交通堵塞,發(fā)生碰撞現(xiàn)象,有時因為附近的道路口人行橫道附近學校、政府機構(gòu)等的交通和行人越來越需要保護措施,車輛的速度和紀律,選擇安裝燈。一般來說，信號燈的設(shè)置主要取決于以下幾個方面:(1)非機動車和行人從道路的一側(cè)穿越到另一側(cè)的數(shù)量;(2)各交叉口的總交通流量

27、;(3)過往交通事故記錄。1、理論依據(jù)當主要和分支道路的交通流量達到一定水平時,“停止”的標志被替換為一個控制信號:十字路口的主要道路的交通能力小于在“停止”的信號,其綜合能力和延遲大于“停止”標志綜合延遲,和停止(讓步)簽署被替換為一個控制信號。2、實際使用的依據(jù)我國在道路交通燈安裝規(guī)范(gb14886-94)中明確規(guī)定了交通燈的安裝依據(jù)。(1) 在同一十字路口，在上下班高峰期和12小時內(nèi)(7:00 - 19:00)，若車流超過下表所列值，或十字路口有特殊要求時，可安裝車輛車道控制信號燈;(2)機動車與非機動車有單獨、獨立車道，且道路寬度大于15米時，應(yīng)安裝非機動車信號控制燈;(3)當行人通

28、過人行橫道的高峰時段交通流量超過500人次時，應(yīng)在交叉口設(shè)置人行橫道信號燈控制燈，并設(shè)置機動車信號燈;(4)當人行橫道的一段路上的時間間隔超過500米,12小時交通流量超過8000輛,高峰小時交通流量超過750輛,當行人穿越人行橫道的高峰小時交通流量超過500人次,人行橫道信號光和相應(yīng)的機動車信號控制應(yīng)該安裝。（2）在機動車與非機動車各自具有分開、獨立行使的車道、且道路寬度大于15 米的路口時，應(yīng)增加安裝非機動車信號控制燈；3.4 系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計經(jīng)過全面分析控制系統(tǒng)的控制要求、功能特點以及設(shè)備成本等，制定了如下圖示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：以 PLC 做下位機、控制核心，掃描讀取路口的車流檢測數(shù)據(jù)，進行

29、邏輯運算及綠燈延時量的運算，進而控制交通燈；個人計算機做上位機、接收并處理 PLC 發(fā)送來的所有的車流信息和控制信號、實現(xiàn)控制系統(tǒng)的實時、全面監(jiān)控、存儲有關(guān)數(shù)據(jù)。3.4.1 PLC 的選型系統(tǒng)選用三菱fx2n-48mr作為PLC的模型，實現(xiàn)采樣、輸入處理、計算、程序確定、完成和上位機通訊等功能。三菱FX2N系列PLC包括16位CPU和專用邏輯處理器，具有24點輸入和24點繼電器輸出，擴展模塊可用點48-64，其運行速度為0.08 s/ step，可擴展rs-232/422/485通訊接口。它具有豐富的指令集、擴展模塊、靈活的系統(tǒng)配置、強大的通訊功能、極高的可靠性、優(yōu)異的性價比等特點，是FX系列

30、功能最強、運行最快的PLC。3.4.2 PLC 的 I/O 分配及外部接線控制系統(tǒng)的啟動按鈕,停止按鈕,發(fā)送信號和異常返回,行人按鈕輸入4道路車輛檢測信號和子系統(tǒng)是12點,一個南北、東西紅色,黃色和綠色車輛控制信號,人行道交通信號,非機動車車道交通信號燈控制信號和子系統(tǒng),共17個輸出點，PLC 外部接線如圖：3.4.3 車輛檢測電路為了實時獲取各交叉口的交通流信息，在交叉口的停車線和出口地下100米處設(shè)置了環(huán)形線圈車輛檢測器。當車輛通過檢波器埋在地面或停止探測器,探測器的傳感器將信號發(fā)送到流處理模塊放大、濾波、整形、計數(shù)和其他信號處理,然后向PLC發(fā)送脈沖信號輸入單元提供交通流信息。車輛檢測模

31、塊的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。第四章 基于plc交通信號燈的程序設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)控制要求的分析,將交通流是更大、更穩(wěn)定的上下班交通信號定時控制、交通流和變化較大,沒有小平衡非高峰時段為模糊控制,同時,該系統(tǒng)將檢測信號狀態(tài)和車輛檢測模塊的功能是正常的。為了避免程序編寫和調(diào)試過于復雜，減少程序的工作周期，提高系統(tǒng)的效率，將函數(shù)模塊寫入子程序;然后在主程序中將它們連接在一起，形成一個有機的整體，實現(xiàn)對系統(tǒng)的全面管理。主程序的流程如圖所示。應(yīng)用系統(tǒng)主程序模塊的主要功能包括:輸入信號的周期性掃描、信號控制方式和方案的選擇。系統(tǒng)主程序模塊同時完成初始化程序、控制模式程序、輸出程序、故障診斷、時間調(diào)整等程序的調(diào)用

32、。初始化過程包括對定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器的歸零工作，同時對文件數(shù)據(jù)塊的移動和部分初始參數(shù)進行設(shè)置。定時控制子程序設(shè)計。實測交通流數(shù)據(jù)，如連續(xù) 3 個周期內(nèi)，檢測出交叉路口的 4 個進口有 6 次或 6 次以上出現(xiàn)其通行車輛數(shù)或排隊長度等于或大于 40，說明進入了高峰時段，信號控制系統(tǒng)應(yīng)轉(zhuǎn)為執(zhí)行定時控制程序、實施定時控制。下面具體說明定時控制的實現(xiàn)方法?？刂埔笕缦拢?1)正常情況下，光控制分步進行為:第一件事就是綠燈方向(包括機動車和非機動車,子系統(tǒng)的光)和南北方向紅燈,南北方向黃燈后再次明亮的綠色光和紅色光的方向,然后在黃燈紅燈綠燈和北和南東方向,所以重復循環(huán)運行,直到探測器隊列長度小于給定值,為模糊控制。(2)考慮到東西交通流量大，東西車輛允許通行時間設(shè)定為60s(含黃燈2s)，南北車輛允許通行時間設(shè)定為50s(含黃燈2s)，