智能交通實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、基于PLC的智能交通控制綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告基于PLC的智能交通控制綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告華中科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器1201班目錄一、實(shí)驗(yàn)名稱2二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和軟件2四、實(shí)驗(yàn)基本理論7五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容7六、實(shí)驗(yàn)步驟8七、控制方案詳述8八、I/O分配表10九、程序功能注釋12十、實(shí)驗(yàn)總結(jié)16十一、附錄：完整程序20基于PLC的智能交通控制綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)名稱：基于PLC的智能交通控制綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、對(duì)Allen-Bradley公司的SLC系列產(chǎn)品，特別是微型可編程控制器有深入的了解。2、學(xué)會(huì)操作Rslogix500軟件包。學(xué)會(huì)使用Rslinx軟件包，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組

2、態(tài)及通信。3、學(xué)習(xí)可編程控制器的基本指令的功能及應(yīng)用。4、通過(guò)編程運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)單個(gè)十字路口交通控制情況的模擬。5、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使同學(xué)們?cè)诳删幊炭刂破鞯能?、硬件方面得到綜合的學(xué)習(xí)和鍛煉，從而提高其動(dòng)手能力、綜合設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和軟件：1）Micro-PLC兩種： MicroLogix1200 MicroLogix1500 2）交通實(shí)驗(yàn)臺(tái)： 交通指揮燈：DCV 24V供電 接線示意圖： 路況模擬(燈)：DCV 24V供電接線示意圖： 數(shù)碼管時(shí)間顯示：DCV 5V供電個(gè)位和十位上的數(shù)碼管分別由一組A、B、C、D四個(gè)端口來(lái)控制，為8421碼。接線示意圖：3）實(shí)驗(yàn)軟件：RSLogix500編

3、程軟件RSLinx 通訊軟件RSview32組態(tài)軟件四、實(shí)驗(yàn)基本理論：PLC原理，SLC及Micro1000指令集，交通控制規(guī)則五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：總的來(lái)說(shuō)就是模擬十字路口交通控制情況。具體要模擬的功能，比如：1） 交通指揮燈控制（每通行相位12秒以上）；2） 路況模擬（分主次干道）；3） 過(guò)渡燈（黃燈）功能；4） （數(shù)碼管）通行時(shí)間顯示；5） 急車(chē)通行模擬；6） 其它功能；六、實(shí)驗(yàn)步驟： 1、按照交通運(yùn)行規(guī)則及實(shí)驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)有的端口情況確定實(shí)驗(yàn)方案。2、確定端口分配表。3、根據(jù)端口分配表接線。4、編程。并在編程的過(guò)程中不斷調(diào)試。5、完成實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)收。 七、控制方案詳述：1、交通信號(hào)燈控制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)我們想

4、嚴(yán)格按照現(xiàn)實(shí)中十字路口的交通控制來(lái)模擬，盡可能的做到功能完善。車(chē)流通行情況和實(shí)際一樣，A、B、C、D四個(gè)方向向右方向的信號(hào)燈常亮，因?yàn)橄蛴曳较蛲ㄐ械能?chē)完全不會(huì)影響到其他方向的車(chē)。當(dāng)A、D方向左轉(zhuǎn)和直行的信號(hào)燈均滅時(shí)，B、C方向車(chē)輛通行，且通行情況完全相同，我們?cè)O(shè)直行方向?yàn)橹鞲傻?，所以此時(shí)B、C方向直行方向的信號(hào)燈先亮，設(shè)置時(shí)間為16秒，直行方向通行時(shí)間完成后，左轉(zhuǎn)方向信號(hào)燈亮，設(shè)置時(shí)間為13秒，左轉(zhuǎn)方向通行時(shí)間完成后，B、C方向直行信號(hào)燈和左轉(zhuǎn)信號(hào)燈均滅，A、D方向車(chē)輛開(kāi)始通行，通行方式類似B、C方向。2、路況模擬我們最初想了幾種方法來(lái)模擬路況，本來(lái)是想通過(guò)箭頭依次變亮來(lái)模擬，但是這樣的話需要

5、很多端口，而三個(gè)模塊的端口加起來(lái)也不能滿足，所以最終決定將每個(gè)方向的箭頭分為兩組，通過(guò)依次亮滅來(lái)模擬車(chē)輛的前行。3、過(guò)渡燈（黃燈）功能通過(guò)和其他組的交流，發(fā)現(xiàn)其他組都用信號(hào)燈在最后三秒的閃爍來(lái)模擬黃燈功能，但是我們感覺(jué)這樣和實(shí)際的交通信號(hào)燈并不一樣，因此我們準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一個(gè)更加真實(shí)的模擬，但是沒(méi)有想出更好的方法，便也采用了這種方法。同理，紅燈轉(zhuǎn)綠燈、左轉(zhuǎn)燈和直行燈轉(zhuǎn)換之間也都利用過(guò)渡燈來(lái)過(guò)渡。4、數(shù)碼管通行時(shí)間顯示數(shù)碼管通行時(shí)間顯示是一個(gè)基本功能，用來(lái)顯示一個(gè)通行過(guò)程的時(shí)間。黃燈、紅燈、綠燈的通行時(shí)間都通過(guò)數(shù)碼管來(lái)顯示，這些可以通過(guò)端口利用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。5、急車(chē)通行模擬現(xiàn)實(shí)生活中的十字路口有設(shè)有急車(chē)

6、通行模式，當(dāng)有救護(hù)車(chē)、消防車(chē)等車(chē)通行時(shí)，需要優(yōu)先讓這些急車(chē)通行。當(dāng)急車(chē)通行方向剛好為綠燈的時(shí)候，不用啟動(dòng)急車(chē)通行模式，當(dāng)急車(chē)通行方向?yàn)榧t燈時(shí)候，就需要將急車(chē)通行方向變?yōu)榫G燈，其他正在通行的不影響急車(chē)通行的方向依然可以通行，而影響急車(chē)通行的方向都要變?yōu)榧t燈，等急車(chē)通過(guò)后，信號(hào)燈要變?yōu)檗D(zhuǎn)變之前的狀態(tài)，十字路口恢復(fù)正常通行狀態(tài)。我們實(shí)驗(yàn)過(guò)程中就是嚴(yán)格按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。6、車(chē)輛等待模擬為了更加真實(shí)的模擬十字路口的的交通狀況，我們?cè)O(shè)計(jì)了車(chē)輛等待模擬，即當(dāng)一個(gè)通行方向?yàn)榧t燈的時(shí)候，該方向白線后面的兩個(gè)箭頭亮始終亮著，用來(lái)模擬在白線后面等待的車(chē)輛。整個(gè)狀態(tài)為除了通行方向上箭頭依次亮滅表示通行，其他方向白

7、線后面的箭頭都為亮，來(lái)模擬車(chē)輛等待。急車(chē)通行模擬時(shí)也是這樣。八、I/O分配表：1、基本模塊0，為AD方向信號(hào)燈和車(chē)流控制，其中端口0到3和信號(hào)燈對(duì)應(yīng)，4到9和車(chē)流對(duì)應(yīng)。因?yàn)橄蛴曳较蜍?chē)流可以一直流通，所以為了簡(jiǎn)便，將AD和BC方向的向右方向的端口模塊合二為一。模塊端口交通實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)應(yīng)端口信號(hào)燈端口0（右燈）AD、BC1（AD×）A×、D×2（AD）A、D3（AD）A、D車(chē)流端口4（AD1）52 43 41 30 33 42 44 555（AD2）46 36 39 496（AD1）53 47 19 25 32 38 10 47（AD2）59 62 64 578（1）28

8、 50 51 12 1 35 34 179（2）22 56 45 6 7 29 40 232、擴(kuò)展模塊1，為BC方向信號(hào)燈和車(chē)流控制，其中1到3和信號(hào)燈對(duì)應(yīng)（BC方向向右信號(hào)燈和AD方向向右信號(hào)燈合二為一），4到7和車(chē)流對(duì)應(yīng)。模塊端口交通實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)應(yīng)端口信號(hào)燈端口01（BC×）B×、C×2（BC）B、C3（BC）B、C車(chē)流端口4（BC1）27 16 14 5 2 13 15 245（BC2）21 11 8 186（BC1）26 20 37 31 3 9 48 547（BC2）61 63 58 603、擴(kuò)展模塊2，為數(shù)碼管控制模塊。模塊端口交通實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)應(yīng)端口0A11B

9、12C13D14A25B26C27D2九、代碼解析9.1.1 指示燈模塊第0行：當(dāng)急行模式I：0/0、I：0/1不觸發(fā)時(shí)，并且控制其他三個(gè)通行方向的計(jì)時(shí)器不在工作時(shí)，控制AD直行的計(jì)時(shí)器工作，計(jì)時(shí)16s。第1行：正常通行時(shí)，即T4:0工作時(shí)，前13s，AD直通燈常亮，后3秒AD直通燈閃爍。T4:5是一個(gè)間隔0.5s工作的計(jì)時(shí)器。I：0/0觸發(fā)時(shí)，即A->D方向急行，AD直通燈常亮。第2行：當(dāng)急行模式I：0/0、I：0/1不觸發(fā)時(shí)，并且控制其他三個(gè)通行方向的計(jì)時(shí)器不在工作時(shí)，控制AD左拐的計(jì)時(shí)器工作，計(jì)時(shí)12s。第3行：正常通行時(shí)，即T4:1工作時(shí)，前9s，AD左拐燈常亮，后3秒AD直通燈

10、閃爍。T4:5是一個(gè)間隔0.5s工作的計(jì)時(shí)器。第4行：T4:1、T4:0工作時(shí)（AD直行或左轉(zhuǎn)時(shí)），或者A->D急行時(shí)，BC方向禁止通行紅燈點(diǎn)亮。第5行：當(dāng)急行模式I：0/0、I：0/1不觸發(fā)時(shí)，并且控制其他三個(gè)通行方向的計(jì)時(shí)器不在工作時(shí)，控制BC直行的計(jì)時(shí)器工作，計(jì)時(shí)14s。第6行：正常通行時(shí)，即T4:2工作時(shí)，前11s，AD直通燈常亮，后3秒AD直通燈閃爍。T4:5是一個(gè)間隔0.5s工作的計(jì)時(shí)器。I：0/1觸發(fā)時(shí)，即BC方向急行，BC直通燈常亮。第7行：當(dāng)急行模式I：0/0、I：0/1不觸發(fā)時(shí)，并且控制其他三個(gè)通行方向的計(jì)時(shí)器不在工作時(shí)，控制BC左轉(zhuǎn)的計(jì)時(shí)器工作，計(jì)時(shí)10s。第8行：

11、正常通行時(shí)，即T4:3工作時(shí)，前7s，BC左拐燈常亮，后3秒BC左拐燈閃爍。T4:5是一個(gè)間隔0.5s工作的計(jì)時(shí)器。第9行：T4:3、T4:2工作時(shí)（BC直行或左轉(zhuǎn)時(shí)），或者BC急行時(shí)，BC方向禁止通行紅燈點(diǎn)亮。第10行：完成一個(gè)周期時(shí)，將四個(gè)計(jì)時(shí)器的ACC值清零。RTO會(huì)記錄ACC并一直累加。第11行：非深夜模式時(shí)，右拐燈常亮。9.1.2 脈沖產(chǎn)生器模塊第12、13行：T4:4不工作時(shí)，T4:5工作；T4:5不工作時(shí)，T4:4工作。通過(guò)兩個(gè)計(jì)時(shí)器和兩個(gè)選通器產(chǎn)生占空比為0.5s的方波?？梢杂糜谥甘緹舻拈W爍。第14、15、16行：類似第13、14行，通過(guò)三個(gè)計(jì)時(shí)器和三個(gè)選通器產(chǎn)生占空比為0.3

12、5s的脈沖信號(hào)，用于路況燈的閃爍。第17、18、19行：類似第13、14行，通過(guò)三個(gè)計(jì)時(shí)器和三個(gè)選通器產(chǎn)生占空比為0.1s的脈沖信號(hào)，用于急行情況下，急行方向路況燈的快速閃爍。9.1.3 數(shù)碼管模塊第20、21、22、23行：將代表四個(gè)方向狀態(tài)的計(jì)時(shí)器PRE-ACC值存入各自的整數(shù)N7文件，PRE-ACC就是數(shù)碼管所需顯示的數(shù)字。第24、25、26、27行：將數(shù)碼管所需顯示的數(shù)字的十進(jìn)制轉(zhuǎn)化成BCD碼，然后存入B3位文件。第28行：非急行情況下，代表四個(gè)方向狀態(tài)的計(jì)時(shí)器，哪個(gè)在工作，就將它對(duì)應(yīng)的位文件B3的第0位給數(shù)碼管個(gè)位的第0位控制端口。第29行：非急行情況下，代表四個(gè)方向狀態(tài)的計(jì)時(shí)器，哪

13、個(gè)在工作，就將它對(duì)應(yīng)的位文件B3的第1位給數(shù)碼管個(gè)位的第1位控制端口。第30、31行同理。第32行：非急行情況下，代表四個(gè)方向狀態(tài)的計(jì)時(shí)器，哪個(gè)在工作，就將它對(duì)應(yīng)的位文件B3的第0位給數(shù)碼管十位的第0位控制端口。第33行：非急行情況下，代表四個(gè)方向狀態(tài)的計(jì)時(shí)器，哪個(gè)在工作，就將它對(duì)應(yīng)的位文件B3的第1位給數(shù)碼管十位的第1位控制端口。第34、35行同理。數(shù)碼管低位采用2進(jìn)制由四個(gè)引腳控制，第20-27行將數(shù)碼管所需要的數(shù)字轉(zhuǎn)化成BCD碼并存儲(chǔ)，通俗地說(shuō)就是個(gè)位和十位分開(kāi)用二進(jìn)制表示，所以只需要把代表個(gè)位和十位的兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)依次按高低位分別給數(shù)碼管低位和高位的四個(gè)引腳。9.1.4 路況燈控制模

14、塊第36行41行控制了A>D和D>A方向直通的路況燈。第36行：非急行模式（I：0/0；I：0/1不觸發(fā)）時(shí)，當(dāng)AD直通方向時(shí)，A>D第一組的兩盞燈由T4:6產(chǎn)生的0.35s的脈沖閃爍。非急行模式（I：0/0；I：0/1不觸發(fā)）時(shí)，非AD直通方向時(shí)，A>D第一組燈常亮，表示等待模式。A>D急行模式（I：0/0觸發(fā)）時(shí)，A>D第一組的兩盞燈由T4:9產(chǎn)生的0.1s的脈沖快速閃爍。BC急行模式（I：0/1觸發(fā)）時(shí)，A>D第一組燈常亮，表示等待模式。第37行：非BC急行模式（I：0/1不觸發(fā)）時(shí)，當(dāng)AD直通方向時(shí)，D>A第一組的兩盞燈由T4:6產(chǎn)生的0

15、.35s的脈沖閃爍。非BC急行模式（I：0/1不觸發(fā)）時(shí)，非AD直通方向時(shí)，D>A第一組燈常亮，表示等待模式。A>D急行模式（I：0/0觸發(fā)）時(shí)，D>A第一組的兩盞燈由T4:6產(chǎn)生的0.35s的脈沖閃爍。BC急行模式（I：0/1觸發(fā)）時(shí)，D>A第一組燈常亮，表示等待模式。第38行：非A>D急行模式時(shí)，當(dāng)AD直通時(shí)，A>D直通的第二組燈由T4:7產(chǎn)生的0.35s的脈沖閃爍。A>D急行模式時(shí)，AD直通時(shí)，A>D直通的第二組燈由T4:10產(chǎn)生的0.1s脈沖快速閃爍。第39行：T4:0工作時(shí)，當(dāng)AD直通時(shí)，D>A直通的第二組燈由T4:7產(chǎn)生的0.3

16、5s的脈沖閃爍。A>D急行模式時(shí)，AD直通時(shí)，D>A直通的第二組燈由T4:7產(chǎn)生的0.35s脈沖快速閃爍。第40行：非A>D急行模式時(shí)，當(dāng)AD直通時(shí)，A>D直通的第三組燈由T4:8產(chǎn)生的0.35s的脈沖閃爍。A>D急行模式時(shí)，即I：0/0觸發(fā)時(shí)，AD直通時(shí)，A>D直通的第三組燈由T4:11產(chǎn)生的0.1s脈沖快速閃爍。第41行：T4:0工作時(shí)，當(dāng)AD直通時(shí)，D>A直通的第三組燈由T4:8產(chǎn)生的0.35s的脈沖閃爍。A>D急行模式時(shí)，AD直通時(shí)，D>A直通的第三組燈由T4:8產(chǎn)生的0.35s脈沖快速閃爍。第42-44行實(shí)現(xiàn)對(duì)AD左拐路況燈的控制，A-D的第n組燈及D-A的第n組燈采用相同的輸出端口控制。類似AD直通時(shí)路況燈的控制，不同的是A&g