任務(wù)十按鈕式人行橫道線控制

任務(wù)十

按鈕式人行橫道線控制一、課題描述我國人口數(shù)量多，大多數(shù)的城市道路都有大量的行人要過街，但車輛流量大、車速快，危及了需要橫過馬路的行人和自行車的交通安全。如何保證行人安全、便捷地過街，是一個很有現(xiàn)實(shí)意義的問題。

在國內(nèi)外一些城市里，在人行橫道邊上設(shè)置了行人按鈕式信號燈，這是一種由行人自己控制的紅綠燈。平時都是綠燈，當(dāng)有行人要過馬路時，按下燈桿上的按鈕，馬上轉(zhuǎn)為紅燈，車輛停駛，行人可以安全地穿過馬路,示意圖見圖1。這種紅綠燈體現(xiàn)了交通的人性化管理。

具體內(nèi)容是：1、當(dāng)您需要橫過公路時，請要先按動"按鈕"開關(guān)，人行橫道燈上的倒數(shù)器會立即顯示你需要等候的時間；

2、按動開關(guān)后您需按照倒數(shù)時間停留在原地，等候人行橫道燈的"紅燈"轉(zhuǎn)為"綠燈"，并做好通過馬路的準(zhǔn)備；

3、當(dāng)人行橫道燈的信號由"紅燈"轉(zhuǎn)為"綠燈"后，您還須看清路面的情況，在確保安全的情況下才可從"斑馬線"內(nèi)橫過公路；

注意事項(xiàng)：該"紅綠燈"一個循環(huán)時間若設(shè)定為65秒，按動第一次"按鈕"開關(guān)以后，即使再次連續(xù)按動"按鈕"開關(guān)均為無效。（在系統(tǒng)內(nèi)已預(yù)先設(shè)定了一個通車周期，一般為301．PLC選型根據(jù)課題要求可見，系統(tǒng)所需車道（假設(shè)東西方向）紅、綠、黃各2只信號燈，人行道（假設(shè)南北方向）紅、綠各2只信號燈，南北方向各需一只按鈕。系統(tǒng)輸入信號有2個，輸出信號有5個，均為開關(guān)量。根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、類型及控制要求，同時考慮到維護(hù)、改造和經(jīng)濟(jì)等諸多因數(shù)，決定選用FX2N-16MR主機(jī)（PLC模塊參見下面閱讀材料）。

2．輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分配根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的I/O點(diǎn)數(shù)時應(yīng)再增加１０％～２０％的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有所不同。確定好控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號后，要與PLC的I/O端一一對應(yīng)，編排好地址。列出外部I/O信號與PLC的I/O端地址編號對照表，下表是本課題的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分配表。輸入信號輸出信號名稱功能編號名稱功能編號SB1人行道按鈕X000燈LD0車道紅燈Y000SB2人行道按鈕X001燈LD1車道黃燈Y001燈LD2車道綠燈Y002燈LD3人行道紅燈Y003燈LD4人行道綠燈Y0043.PLC電氣接線圖二、軟件設(shè)計(jì)PLC的軟件包含系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件二大部分。其中系統(tǒng)軟件在用戶使用PLC之前就已裝入機(jī)內(nèi)，并永久保存，在各種控制工作中并不需要做什么調(diào)整。應(yīng)用軟件也叫用戶軟件，是用戶為達(dá)到某種控制目的，采用PLC廠家提供的編程語言自主編制的程序。這也就是我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。本課題屬于順序控制問題，運(yùn)用狀態(tài)編程思想實(shí)現(xiàn)按鈕式人行橫道信號燈的程序設(shè)計(jì)，可以說是首選。1．狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖不管用什么來實(shí)現(xiàn)按鈕式人行橫道信號燈的控制,首先要分析課題,明白控制要求,根據(jù)題意和紅綠燈的時序圖，將復(fù)雜的任務(wù)或過程分解成若干個工作步驟（工序）。注意無論多么復(fù)雜的過程均能分化為小的工序，有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。紅綠燈時序圖中，沒有人按路口按鈕，車道一直是綠燈亮，人行道一直是紅燈亮，若有人要過公路，他按下按鈕，車道、人行道的信號燈的變化就如圖9所示。車道=綠，人行道=紅，30s后車道=黃，再過10s車道=紅。以后定時器T2（5s）啟動，5s后T2觸點(diǎn)接通人行道=綠。15s后人行道綠燈開始閃爍（亮0.5s，暗0.5s），用計(jì)數(shù)器C0（設(shè)定5次）計(jì)數(shù)，計(jì)滿,狀態(tài)轉(zhuǎn)移，人行道=紅，5s后，返回初始狀態(tài)。紅綠燈的時序圖

工作流程圖

按鈕式人行橫道信號燈

工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖將整個過程按任務(wù)要求分解，其中的每個工序均對應(yīng)一個狀態(tài)元件，并分配狀態(tài)元件如下。

①初始狀態(tài)S0⑤乙工序一S30②甲工序一S20⑥乙工序二S31③甲工序二S21⑦乙工序三S32④甲工序三S22⑧乙工序四S33⑨乙工序五S34狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編制程序LDM8002STLS22OUTT5K5SETS0OUTY0LDC0STLS0OUTT2K50ANDT5OUTY2STLS30SETS34OUTY3OUTY3LDIC9LDX0LDT2ANDT5ORX1SETS31OUTS32SETS20STLS31STLS34SETS30OUTY4OUTY3STLS20OUTT3K150RSTC0OUTY2LDT3OUTT6K59OUTT0K300SETS32STLS22LDT0STLS32STLS34SETS21OUTT4K5LDT6STLS21LDT4OUTS0OUTY1SETS33RETOUTT1K100STLS33ENDLDT1OUTY4SETS22OUTC0K5系統(tǒng)試運(yùn)行

將設(shè)計(jì)好的程序輸入PLC后，首先要檢查程序，并改正輸入時出現(xiàn)的錯誤，然后，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試。實(shí)際的輸入信號可用開關(guān)及按鈕來模擬，各輸出量的狀態(tài)通過PLC上的發(fā)光二極管或編程器上的顯示器顯示，一般不接實(shí)際負(fù)載。

設(shè)計(jì)——十字路口交通燈控制系統(tǒng)（1）選擇PLC型號（2）給出I/O地址分配表（3）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（學(xué)生自己分析）和程序設(shè)計(jì)（4）上機(jī)調(diào)試請同學(xué)們自己來動手完成。課題要求：按下啟動按