基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計說明

1、郵電大學(xué)世紀學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目 基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生 健 學(xué) 號 06040216 所在系（院） 電子與自動化系 專業(yè)名稱 電子科學(xué)與技術(shù) 年 級 06級 指導(dǎo)教師 靜 職 稱 助教 2010年 6 月 1 日37 / 44郵電大學(xué)世紀學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），題目 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致中所羅列的容以外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得郵電大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。申請學(xué)位論文與資料若有不實之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。

2、本人簽名： 日期：畢業(yè)設(shè)計（論文）使用權(quán)的說明本人完全了解郵電大學(xué)世紀學(xué)院有關(guān)保管、使用論文的規(guī)定，其中包括：學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件；學(xué)校可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存論文；學(xué)?？稍试S論文被查閱或借閱；學(xué)校可以學(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈送和交換學(xué)位論文；學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分容。本人簽名： 日期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：目 錄1 前言11.1 課題的目的和意義11.2 交通信號燈的發(fā)展概況21.3 課題的主要容31.4 主要完成的工作42交通信號燈與PLC介紹52.1 交通信號燈的介紹52.1.1 交通信號燈52.1.2 信號燈的設(shè)置52.1.3

3、交通信號的控制方式62.1.4 智能交通信號控制系統(tǒng)的基本組成72.1.5 交通信號控制系統(tǒng)的主要術(shù)語和參數(shù)82.2PLC介紹102.2.1PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展背景102.2.2 PLC的工作原理102.2.3 PLC系統(tǒng)的特點122.2.4 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域142.2.5 PLC控制系統(tǒng)與技術(shù)的發(fā)展趨勢152.3 PLC機型的選擇162.3.1 方案的分析比較162.3.2 PLC的選型173 交通信號燈系統(tǒng)設(shè)計203.1 交通信號燈系統(tǒng)方案設(shè)計203.2 通信號燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計213.3 交通信號燈梯形圖244 系統(tǒng)測試294.1 系統(tǒng)驗證平臺294.2 常規(guī)檢查294.3 系統(tǒng)

4、調(diào)試294.4 系統(tǒng)驗證中所遇到的問題294.5 問題解決方案305 總結(jié)31致32參考文獻33附錄34題目 基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 摘要隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控重要的組成部分。隨著城市機動車量的不斷增加，自80年代后期,許多大城市如、等出現(xiàn)了交通超負荷運行的情況。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好城市高速道路，緩解交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的

5、主要問題。傳統(tǒng)的交通信號燈控制一般采用電子線路和繼電器實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，故障率高,較難實現(xiàn)功能的變更。而可編程控制器(PLC)以微處理器為核心，具有可靠性高，控制功能強，使用靈活方便等優(yōu)點。特別是由PLC實現(xiàn)的控制系統(tǒng)，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進行程序設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠，可方便地設(shè)置定時時問，編程容易，功能擴展方便，修改靈活等，并且有完善的自診斷和顯示功能，維修工作極為簡單。本文就是基于可編程控制通過調(diào)試完成對交通信號燈的控制設(shè)計。關(guān)鍵詞 可編程控制器 交通燈 設(shè)計Title PLC-based automatic control

6、 system for traffic lights AbstractAlong with the development of the society economy, the city transportation problem causes peoples concern more and more. The coordination of the person, car, and the road threes relation, have become one of the important problems that the transportation management

7、section demand resolve. The city transportation control system is the calculator that used for the city transportation data monitor, the transportation signal beacon control and transportation to appease comprehensive management system, it is in the modern city transportation supervision conductor s

8、ystem to constitute part most importantly.Because of the features including visual procedures, good readability, easy to modify parameters etc .But programmable preface controller PLC is proved that this control system has many advantages such as reliable operation and small maintenance workload aft

9、er putting into operation. And it also realized the automatic and scientific operations. It has high reference value. Therefore, I choose to use PLC to carry out the design of the system function, completion originally time the lesson establish of topic.KeywordsProgrammable Logic ControllerTransport

10、ation lightDesign1 前言1.1 課題的目的和意義 可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是以微處理機為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代化科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置，是將計算機技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的新產(chǎn)品。它采用可編程序的存儲器,其部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破髋c其有關(guān)設(shè)備,都是按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一體、易于擴充其功能的原則設(shè)計的。PLC 自產(chǎn)生至今只有30 多年的歷史,卻得到了迅速發(fā)展和

11、廣泛應(yīng)用,成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。 PLC技術(shù)展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數(shù)人認為，PLC將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認為，在工業(yè)PC面前，PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的市場份額。在全球工業(yè)計算機控制領(lǐng)域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟件PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng)

12、PLC供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng)PLC的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是PLC控制器的核心，PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。 隨著PLC 性能價格比的不斷提高,一些過去使用專用計算機的場合,也轉(zhuǎn)向使用PLC，PLC 的應(yīng)用圍在不斷擴大。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中,PLC 技術(shù)和機器人以與CAD/ CAM技術(shù)將并列成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。鑒于PLC 這種新型工業(yè)控制裝置在工業(yè)應(yīng)用中的重要性和廣

13、泛性,為適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的需求，畢業(yè)設(shè)計中PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的選題有著重要的意義。 交通信號燈是隨著交通運輸行業(yè)的發(fā)展。交通信號燈成為了不可缺少，不可代替的交通指揮工具。實際應(yīng)用時, 指示等信號要求的PLC 機I/O (輸入/輸出) 點較多, 而其可靠性對交通信號燈運行影響不大, 因此可仍保留這部分電路, 即局部替代。但全部PLC化能充分發(fā)揮PLC 系統(tǒng)的優(yōu)勢, 其主要表現(xiàn)在： (1) 故障率低。繼電器機械觸點易氧化, 動作壽命有限; 而PLC 系統(tǒng)本身幾乎無故障,外圍電路僅配少量安全必須的繼電器和必要的接觸器。 (2) 系統(tǒng)簡單: 繼電器系統(tǒng), 層站越高采用的繼電器越多, 而PLC系統(tǒng)

14、加上擴展單元, 無論層站多少, 僅用一個中型控制柜即可。 (3) 功能性強。復(fù)雜電路繼電器邏輯不易實現(xiàn), 用PLC 機可設(shè)計更多的功能。PLC 機還具備停電記憶功能, 可保護斷電前的狀態(tài)。 性高，程序設(shè)計方便靈活隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與人們對交通信號燈要求的日益提高，在用交通信號燈的改造正朝著實用化、舒適化、美觀化等方向發(fā)展。經(jīng)改造后的交通信號燈，由于采用了PLC、變頻器等先進元器件與智能控制技術(shù)，使原交通信號燈的控制設(shè)備大為簡化，消除了不少交通信號燈故障的根源，可靠性大幅度提高控制功能增加，運行效率也逐步提高。改造后收到的社會效益和經(jīng)濟效益十分明顯，致使交通信號燈改造的發(fā)展勢頭很猛，普與也很快。

15、 綜上所述，本畢業(yè)設(shè)計選題以交通信號燈的PLC控制系統(tǒng)作為畢業(yè)設(shè)計課題。 1.2 交通信號燈的發(fā)展概況 1868 年，英國倫敦的威斯明斯特地區(qū)安裝了世界上第一臺交通信號燈，揭開了城市交通信號燈控制的序幕。1926 年，英國人首次安裝和使用自動化的控制器來控制交通信號燈，標(biāo)志著城市交通自動控制的開始。 1964 年，在加拿大的多倫多市完成了數(shù)字計算機控制信號燈的實用化，并成為世界上第一個具有電子計算機城市交通控制系統(tǒng)的城市，從此開始了交通控制發(fā)展史的新紀元。1967 年英國運輸與道路研究實驗室（ TRRL ）成功地研究出交通網(wǎng)絡(luò)研究工具 TRANSYT ，用于脫機優(yōu)化配時方案，它的廣泛應(yīng)用，把交

16、通控制技術(shù)推向更高的發(fā)展階段。后來 TRRL 在 TRANSYT 的基礎(chǔ)上開發(fā)了 SCOOT 系統(tǒng)，澳大利亞開發(fā)了 SCATS 自適應(yīng)控制系統(tǒng)，這成為世界上兩個最優(yōu)秀的城市交通信號控制系統(tǒng)。 進入 90 年代以來，智能運輸系統(tǒng)（ ITS ）這一全新的交通模式應(yīng)用，對于改善城市交通狀況起了很大作用。 ITS 主要包括先進交通管理系統(tǒng)（ ATMS ）、先進的交通信息系統(tǒng)（ ATIS ）、先進的車輛系統(tǒng)（ AVCS ）、先進的公共運輸系統(tǒng)（ APTS ）和商用車輛運輸系統(tǒng)（ CVOS ）等等。 ATMS 是利用計算機和通信技術(shù)將交通管理系統(tǒng)和車輛作為整體的系統(tǒng)，其主要目標(biāo)是是實現(xiàn)城市道路與市際高速公

17、路綜合網(wǎng)絡(luò)的一體化管理。交通控制系統(tǒng)是 ATMS 的一個基本實施手段，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，也取得了很好的效果。自80 年代以來，我國的一些大城市引進了國外先進的交通控制系統(tǒng)，比如 、引進了澳大利亞SCATS 系統(tǒng)，、引進了英國SCOOT 系統(tǒng)。這些系統(tǒng)對促進城市的暢通雖然起了一定作用，但并沒有從根本上解決這些大城市交通擁堵的交通狀況。2000年，隨著國家公安部提出“暢通工程”的要求，各地都采用智能交通運輸系統(tǒng)的理論，利用計算機和通信技術(shù)等高科技手段來解決城市的交通問題，加強了交通管理系統(tǒng)和交通控制系統(tǒng)的建設(shè)。 1.3 課題的主要容 通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，基礎(chǔ)

18、知識，基本技能分析解決實際問題的基本能力以與協(xié)作能力。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生掌握電氣控制系統(tǒng)的基本設(shè)計方法和步驟。使學(xué)生受到PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓(xùn)練，達到能夠進行PLC系統(tǒng)設(shè)計和實施的目的。 本次設(shè)計的主要任務(wù)與目的是：設(shè)計一個應(yīng)用PLC對交通信號燈模型進行控制的模擬系統(tǒng)。 采用PLC控制方法,它采用可以編制程序的存儲器，用來在其部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型交通信號的生產(chǎn)過程。PLC與其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 1.4 主要完成的工作此次畢

19、業(yè)設(shè)計全文共分五章，第一章主要介紹本課題研究的目的和意義、相關(guān)技術(shù)的發(fā)展概況與課題研究的主要容；第二章主要講了交通信號燈控制的基本理論、信號燈的設(shè)置、交通信號的控制方式、城市道路智能交通信號控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)與其應(yīng)用綜述包括控制系統(tǒng)的發(fā)展背景、系統(tǒng)的特點、控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域、控制系統(tǒng)與技術(shù)的發(fā)展趨勢,與PLC機型的選擇：第三章介紹了交通信號燈系統(tǒng)方案設(shè)計，軟件設(shè)計，梯形圖；第四章介紹了系統(tǒng)測試；第五章是總結(jié)，最后是附錄和參考文獻。2 交通信號燈與PLC介紹2.1 交通信號燈的介紹2.1.1交通信號燈在道路上用來傳遞具有法定意義指揮交通流通行或停止的光、聲、手勢等，都是交通信號。交通信號是在空間上

20、無法實現(xiàn)分離原則的地方，主要在平面交叉口上，用來在時間上給交通流分配通行權(quán)的一種交通指揮措施。交通信號燈用輪流顯示不同燈色來指揮交通的通行或停止。隨著信號燈的發(fā)展，各國使用的信號燈存在不同的差別，各自給信號燈賦予不同的含義。我國目前使用的信號燈基本上與國際規(guī)定一致，具體含義如下:(l)綠燈亮?xí)r，允許車輛、行人通行，但轉(zhuǎn)彎的車輛不準(zhǔn)妨礙直行的車輛和被放行的行人通行。(2)黃燈亮?xí)r，不準(zhǔn)車輛、行人通行，但已越過停止線的車輛和已進入人行通道的行人，可以繼續(xù)通行。(3)紅燈亮?xí)r，不準(zhǔn)車輛、行人通行。(4)綠色箭頭燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛按箭頭所示方向通行。(5)黃燈閃爍時，車輛、行人須在確保安全的原則下通行。

21、(6)右轉(zhuǎn)彎車輛和T形交叉口右邊無人行橫道的直行車輛，遇黃燈或紅燈時，在不妨礙被放行的車輛和行人通行的情況下可以通行。2.1.2 信號燈的設(shè)置當(dāng)交叉路口的交通量接近路口的通行能力時，考慮在交叉路口設(shè)置交通信號控制。信號燈設(shè)得合理、正確，能較充分地發(fā)揮道路的交通效益，如設(shè)置不當(dāng)，非但浪費了設(shè)備和資金，并且會對交通造成不良后果。如有些不合理信號控制的路口，由于主要道路上駕駛員遇紅燈而停車，但他在相當(dāng)長的時間并未看到次要道路上有車通行，往往會引起有意或無意的闖紅燈。因此，信號控制交叉口的交通事故，多發(fā)生在交通量較低的交叉口上或交通量較低的時間。在吸取國外信號燈設(shè)置經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國目前具體的交通

22、狀況，路口信號燈的設(shè)置與改進要運用交通工程學(xué)理論作指導(dǎo)，根據(jù)路口的地形特點、車流狀況，作好車輛與行人交通流量的調(diào)查，進口道上車輛行駛速度的調(diào)查，交通事故與違章調(diào)查，車輛可穿越的空當(dāng)與延誤調(diào)查等，具體問題具體分析，制定優(yōu)化的信號配時，保證現(xiàn)代交通高效、節(jié)能、低公害運行。交叉路口交通信號燈安裝方式有兩種，一種是安裝在伸向交叉路口中央上空型臂上;一種是安裝在路口邊或中央的燈柱上。信號燈的排列方式通常分為兩種:1、水平排列式從道路的中心線一側(cè)起以紅、黃、綠的順序向路邊排列。常用于路面較寬的道路。2、垂直排列式從上往下依次是紅、黃、綠燈。這種方式常用于路面較窄的道路。按固定方式排列信號燈有兩個好處:一是

23、把紅燈信號放在最醒目的位置;二是可使患有色盲的人憑借位置來判斷信號的含義。在交叉路口中央上空安裝信號燈時應(yīng)符合車輛通行凈空高度界限的要求。信號燈的亮度應(yīng)保證人們在1O0m以外能看清。2.1.3 交通信號的控制方式根據(jù)所采用的控制裝置的不同，交通信號一般有三種控制方式：1、周期式信號。 這種信號的周期長、相位、綠燈時間、轉(zhuǎn)換時間等都是事先確提定的。信號通過規(guī)定的周期運行，每個周期的周期長和相位都恒定不變。依靠所供的設(shè)備，可用幾種預(yù)定配時方案，每一種都在一天規(guī)定的時間替使用。2、半感應(yīng)式信號。 這種信號保證主干路總保持綠燈直到設(shè)在次干路上的檢測器探到有車輛到達。這時信號經(jīng)過一個適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換間隔后，立

24、刻為次干路顯示綠燈，該綠燈就維持到次干路上的車輛全部通過路口或持續(xù)到預(yù)定的最大綠燈時間為止。在綠波信號系統(tǒng)中，分配給次干路的綠燈時間必須限制在預(yù)定的時間。該系統(tǒng)的周期長和綠燈時間可根據(jù)需要隨時進行調(diào)整。當(dāng)次干路沒有車輛時，主干路總是保持綠燈，事實上分配到次干路的綠燈時間可充分利用，所有“多余的”綠燈時間則都分配給主干路。3、全感應(yīng)式信號。 該信號的所有相位全由傳動檢測器來控制。一般每個相位都要規(guī)定最小與最大綠燈時間。這種控制方式的周期長度和綠燈時間可根據(jù)需要作很大的變動。周期中的某些相位是可以任意選擇使用的，當(dāng)檢測器未測出交通量時，該時刻的相位可自動取消。目前，許多信號系統(tǒng)都實現(xiàn)了計算機控制，

25、使用計算機系統(tǒng)控制的地理交叉口，其信號一般采用預(yù)定周期式控制。有些城市還部分地實現(xiàn)了交替信號的線或面的聯(lián)動控制，在這樣的系統(tǒng)中，計算機充當(dāng)了主控機和監(jiān)視器的角色。此時，信號的聯(lián)動不僅對提高單個信號交叉口的通行能力和服務(wù)水平有很大作用，而且還對提高整條道路或整個路網(wǎng)的通行能力發(fā)揮著極其重要的作用。2.1.4 智能交通信號控制系統(tǒng)的基本組成智能交通信號控制系統(tǒng)的基本組成是：主控中心、路口交通信號控制機以與數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。其中主控中心包括操作平臺、交互式數(shù)據(jù)庫、效益指標(biāo)優(yōu)化模型、數(shù)據(jù)(圖像)分析處理等。 圖2-1城市道路智能交通信號控制系統(tǒng)框圖2.1.5交通信號控制系統(tǒng)的主要術(shù)語和參數(shù)1、 周期周期是

26、指信號燈色發(fā)生變化，顯示一個循環(huán)所需的時間，也稱周期長，即紅、黃、綠燈時間之和。它是決定點控制定時信號交通效益的關(guān)鍵控制參數(shù)，用C表示。一般信號燈的最短周期長度不少于36秒，否則就不能保證幾個方向的車輛順利通過交叉口。最長周期長度一般不超過120秒。從疏散交通的角度講，顯然當(dāng)交通需求越大時，周期應(yīng)越長，否則一個周期到達的車輛不能在該周期的綠燈時間通過交叉口，就會發(fā)生堵塞現(xiàn)象。正確的周期時長應(yīng)該是，每一個相位的綠燈時間剛好使該相位各入口處等待車隊放行完畢。如一個具有兩相位(東西向和南北向)交通流的交叉口，設(shè)兩個相位的交通到達率(到達率)分別是dl、d2，相應(yīng)相位的通行能力分別為s1，s2，周期時

27、長為C，綠燈時間分別為g1、g2，其中損失時間分別為L1、L2(損失時間是指燈色切換過程中的損失時間和不能被充分利用的綠燈時間，原因是綠燈出現(xiàn)之初車隊有個反應(yīng)和加速的過程)，則： (公式2-1) (公式2-2)將上兩式相加，并將代入g1+g2=C，得 (公式2-3)若s1=s2=s，則有 (公式2-4)由式(公式2-4)可計算出保證路口不堵塞的一個最小周期值。然而，若交通流的需求過高，堵塞現(xiàn)象將成為不可避免的，信號周期長度的選取應(yīng)根據(jù)某種優(yōu)化性能指標(biāo)選擇。2、相位相位：即信號相位，是指在周期時間按需求人為設(shè)定的，同時取得通行權(quán)的一個或幾個交通流的序列組。3、相位差相位差:具有一樣周期長的相關(guān)路

28、口，在同方向上的兩個相關(guān)相位的啟動時間差，稱為相位差。從某一車流方向來看，為使車輛在交叉口處不受阻而流暢通過，與其使相關(guān)聯(lián)信號同時顯示同一燈色(特別是綠燈開始時間)，不如使綠燈開始時間錯開一些。這里稱時間對“錯開”為相位差。把干線上某一路口作為基準(zhǔn)路口，其他各路口的協(xié)調(diào)相位起始時刻滯后于基準(zhǔn)路口的協(xié)調(diào)相位起始時刻的最小時間差，稱為絕對相位差;車輛行使方向任意相鄰路口的協(xié)調(diào)相位起始時刻的最小時間差，稱為相對相位差。通常用時距圖表示信號配時與距離的關(guān)系。圖2-2時距圖以第1個交叉口的信號為基準(zhǔn)，則圖中的Al、A2、A3分別為交叉口2、3、4的信號的絕對相位差。要確定路口信號間的相對相位差，則需要先

29、確定車輛的行駛方向。當(dāng)車輛由路口1沿道路駛向路口4時，Bl是路口2信號和路口1信號的相對相位差;B2是路口3信號和路口2信號的相對相位差;當(dāng)車輛由路口4沿道路駛向路口1時，B3是路口3信號和路口4信號當(dāng)相對相位差;B4是路口2信號和路口3信號的相對相位差。由時距圖可以看出，BZ和B4均表示路口2信號和路口3信號之間的相對相位差，只是因選定行車方向不同而具有不同的數(shù)值。兩者之和等于一個周期的長度。4、飽和流量:是衡量路口交通流施放能力的重要參數(shù)，通常是指一個綠燈時間的連續(xù)通過路口的最大車流量。5、綠燈間隔時間:是指從失去通行權(quán)的相位的綠燈結(jié)束，到下一個得到通行權(quán)的相位綠燈開始所用的時間。6、有效

30、綠燈時間:是指被有效利用的實際車輛通行時間。它等于綠燈時間與黃燈時間之和減去頭車啟動的損失時間。2.2 PLC介紹2.2.1PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展背景 1969 1973 年是PLC 的初創(chuàng)時期。在這個時期,PLC 從有觸點不可編程的硬接線順序控制器發(fā)展成為小型機的無觸點可編程邏輯控制器,可靠性比以往的繼電器控制系統(tǒng)有較大提高,靈活性也有所增強。 1974 1977 年是PLC 的發(fā)展中期。在這個時期,由于8 位單片CPU 和集成存儲器芯片的出現(xiàn),PLC 得到了迅速發(fā)展和完善,并逐步趨向系列化和實用化,普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制。PLC 除了原有功能外,又增加了數(shù)值運算、數(shù)據(jù)的傳遞和比較、模擬量

31、的處理和控制等功能,可靠性進一步提高,開始具備自診斷功能。 1978 1983 年,PLC 進入成熟階段。這個時期,微型計算機行業(yè)已出現(xiàn)了16 位CPU ,MCS251 系列單片機也由Intel 公司推出,使PLC 也開始朝著大規(guī)模、高速度和高性能方向發(fā)展,PLC 的生產(chǎn)量在國際上每年以30 %的遞增量迅速增長。在結(jié)構(gòu)上,PLC除了采用微處理器與EPROM,EEPROM,CMCS RAM等LSI 電路外,還向微處理器發(fā)展,使PLC 的功能和處理速度大大提高。 1984 年后,PLC 的規(guī)模更大,存儲器的容量又提高了1 個數(shù)量級(最高可達896 K) ,有的PLC 已采用了32 位微處理器,多臺

32、PLC 可與大系統(tǒng)一起連成整體的分布式控制系統(tǒng),在軟件方面有的已與通用計算機系統(tǒng)兼容。編程語言除了傳統(tǒng)的梯形圖、流程圖語句表外,還有用于算術(shù)的BASIC 語言、用于機床控制的數(shù)控語言等。 2.2.2 PLC的工作原理 計算機用于控制、運行程序時常采用掃描工作方式和中斷工作方式。PLC主要采用掃描工作方式，順序掃描工作方式簡單直觀，簡化了程序設(shè)計，并為PLC可靠運行提供有力的保證。在有的場合也插入中斷方式，允許中斷正在掃描運行的程序，以處理急需處理的事件。 PLC掃描工作的第一步是采樣階段，它通過出入接口將所有輸入端子的信號狀態(tài)讀入并存入輸入緩沖區(qū)，即刷新所有輸入信號的原有狀態(tài)。第二步掃描用戶程

33、序，根據(jù)本周期輸入信號的狀態(tài)和上周期輸出信號的狀態(tài)，對用戶程序逐條進行掃描運算，將運算結(jié)果逐一填入輸出緩沖區(qū)。第三階段輸出刷新，將刷新過的輸出緩沖區(qū)各輸出點狀態(tài)通過輸出接口電路全部送到PLC的輸出端子。 PLC周期性的循環(huán)執(zhí)行上述三個步驟，這種工作方式稱為PLC掃描工作方式。上述三步驟執(zhí)行一個周期所用的時間稱為掃描周期。PLC掃描周期是PLC的重要參數(shù)之一，它反映了PLC對輸入信號的靈敏度或滯后程度。通常工業(yè)控制要求PLC掃描周期在6030ms以下。 PLC系統(tǒng)的外線路結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝上應(yīng)有嚴格的技術(shù)措施, 使整個系統(tǒng)有較強的抗干擾能力。這些措施包括: PLC 機與接觸器等要有一定距離, 且

34、要可靠接地; 輸入電源最好采用隔離變壓器供電; 交流接觸器線圈加阻容吸收回路, 直流繼電器加反并聯(lián)二極管; 控制柜上強弱電交叉通過, 隨行電纜應(yīng)分開; 重要信號(如光電碼盤) , 要用屏蔽線連接。 實踐證明, 有了這些措施加上高性能的PLC 機, 整機產(chǎn)品能夠適應(yīng)強電磁干擾、高溫、粉塵、電壓波動等惡劣環(huán)境。 程序編制的簡單方法是把原繼電器線路圖直接變成梯形圖, 但繼電器受其觸點數(shù)限制使一些優(yōu)化電路無法實現(xiàn)。而PLC 機的部繼電器是軟件代號, 常開常閉點可重復(fù)使用。設(shè)計時利用其提供的保持、微分輸出、暫存以與特殊的輔助繼電器, 靈活地應(yīng)用比較、移位、跳轉(zhuǎn)等指令, 可使程序簡化, 掃描時間縮短。既提

35、高了可靠性, 也為實現(xiàn)更多功能提供了容量。2.2.3 PLC系統(tǒng)的特點1.可靠性高、抗干擾能力強 PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計的， PLC的平均故障間隔可達幾十萬小時。一般由程序控制的數(shù)字電子設(shè)備產(chǎn)生的故障常有兩種：一種是軟故障，由于外界惡劣環(huán)境，如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓等引起的未損壞系統(tǒng)硬件的暫時性故障，另一種是由多種因素而導(dǎo)致元器件損壞所引起的故障，稱為硬故障。 PLC的循環(huán)掃描工作方式能在很大程度上減少軟故障的發(fā)生。此外，PLC采用了如下一系列的硬件和軟件的抗干擾措施： （1）、硬件方面： 隔離是抗干擾的主要手段之一。在微處理器與I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地抑

36、制了外部干擾源對PLC的影響，同時還可以防止外部高電壓進入CPU模塊。濾波是抗干擾的又一主要措施。對供電系統(tǒng)與輸入線路采用多種形式的濾波，可抑制高頻干擾。 （2）、軟件方面： a、設(shè)置故障檢測與診斷程序。PLC在每一次循環(huán)掃描過程的部處理期間，檢測系統(tǒng)硬件是否正常，鋰電池電壓是否過低，外部環(huán)境是否正常，如掉電、欠電壓等； b、當(dāng)軟故障條件出現(xiàn)時，立即把現(xiàn)狀態(tài)重要信息存入指定存儲器，軟硬件配合封閉存儲器，禁止對存儲器進行任何不穩(wěn)定的讀寫操作，以防存儲信息被沖掉，這樣，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的程序工作。 由于采取了以上抗干擾措施，PLC的可靠性、抗干擾能力大大提高

37、，可以承受幅值為1000V、上升時間為1ns、脈沖寬度為1us的干擾脈沖。 2. 編程簡單、使用方便 目前大多數(shù)的PLC采用繼電器控制形式的梯形圖編程方式，這是一種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程方式，與常用的微機語言相比更容易被操作人員所接受并掌握。通過閱讀PLC的使用手冊或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員可以很快熟悉梯形圖語言，并用來編制一般的用戶程序。配套的簡易編程器的操作和使用也很簡單，這也是PLC近年來獲得迅速普與和推廣的原因之一。 3. 設(shè)計、安裝容易、維護工作量少 由于PLC已實現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，用PLC組成控制系統(tǒng)，在設(shè)計、安裝、調(diào)試和維修等方面，表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越性。設(shè)計部門能

38、在規(guī)繁多、品種齊全的系列PLC產(chǎn)品中，選出高性能價格比的產(chǎn)品。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計、安裝接線工作量大為減少。在用戶維修方面，由于PLC本身的故障率極低，維修工作量很小；并且PLC有完善的診斷和顯示功能，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或在線編程器上提供的信息，迅速地查明原因。因此維修極為方便。 4.功能完善、通用性強 現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運算、定時、計數(shù)、順序控制等功能，而且還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換，數(shù)值運算和數(shù)據(jù)處理等功能。因此，它既可對開關(guān)量進行控制，也可對模擬量進行控制；既可以控制單臺設(shè)備，也可以控制一條生產(chǎn)線或全部生產(chǎn)

39、工藝過程。 5. 體積小、能耗低 以西門子中小型PLC S7-300為例，CPU 314模塊可以擴展為512點開關(guān)量，64路模擬量，其外形尺寸為80mm*125mm*130mm，重量僅0.53kg,消耗功率8W。由于體積小，PLC很容易裝入機械設(shè)備部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。 6.性能價格比高 隨著PC技術(shù)的不斷發(fā)展，它在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛，下面介紹幾個PLC的應(yīng)用實列： 可編程控制器(PLC)的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣闊。對于早期的可編程控制器，凡是有繼電器的地方就需要可編程控制器；而對于當(dāng)今的可編程控制器，幾乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要可編程控制器。就目前的應(yīng)用

40、情況來看，可編程控制器主要用于有大量開關(guān)量和少量模擬量的控制系統(tǒng)方面。小型可編程控制器主要用于單機自動化，而大型可編程控制器則是自動生產(chǎn)線的必不可少的部件。最近我國引進的生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線絕大多數(shù)都是采用可編程控制器作為核心控制部件的。 2.2.4 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域 在發(fā)達的工業(yè)國家，PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著其性能價格比的不斷提高，應(yīng)用圍不斷擴大，主要有以下幾個方面： 1. 開關(guān)量邏輯控制 PLC具有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，可以實現(xiàn)觸點和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進行組合邏輯控制、定時控制與順序邏輯控制。開關(guān)量邏輯控制可以用于單臺設(shè)備，也可以用于自動生產(chǎn)線，

41、其應(yīng)用領(lǐng)域已遍與各行各業(yè)，甚至深入到民用和家庭中。 2. 運動控制 PLC使用專用的指令或運動控制模塊，對直線運動或圓周運動的位置、速度和加速度進行控制，可以實現(xiàn)單軸、雙軸、3軸和多軸聯(lián)動的位置控制，使運動控制與順序控制功能有機結(jié)合在一起。PLC的運動控制功能廣泛用于各種機械，例如金屬切削機床、金屬成形機械、裝配機械、機器人、電梯等場合。 3. 閉環(huán)過程控制 閉環(huán)過程控制是指對溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。PLC通過模擬量I/O模塊，實現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換，并對模擬量實行閉環(huán)PID(比例-積分-微分)控制。其閉環(huán)控制功能

42、已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于塑料擠壓成形機、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，以與輕工、化工、機械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 4. 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的PLC具有整數(shù)四則運算、矩陣運算、函數(shù)運算、字邏輯運算、求反、循環(huán)、移位、浮點數(shù)運算等運算功能，和數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，也可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，也可以用通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們打印制表。 5. 機器人控制 機器人作為工業(yè)過程自動生產(chǎn)線中的重要設(shè)備，已成為未來工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱之一?，F(xiàn)在許多機器人制造公司，選用PLC作為機器人控制器來控制各種機械動作。隨著PLC體積進一步縮小

43、，功能進一步增強，PLC在機器人控制中的應(yīng)用必將更加普遍。 6. 通信聯(lián)網(wǎng) PLC的通信包括PLC與遠程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC與其他智能控制設(shè)備(例如計算機、變頻器、數(shù)控裝置)之間的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。 2.2.5 PLC控制系統(tǒng)與技術(shù)的發(fā)展趨勢 隨著新技術(shù)、新器件的不斷出現(xiàn)，特別是微處理器、單片機、半導(dǎo)體存儲器等技術(shù)的飛速發(fā)展和迅速融合，使得PLC功能更加齊全，適用圍更加廣泛，使用更加方便，具有更高的性能價格比。目前，PLC以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制各個領(lǐng)域，而且產(chǎn)品更新速度快，有的更新?lián)Q代周期僅為35年。未來

44、的PLC將有以下幾個發(fā)展趨勢： 1向大型、高性能化方向發(fā)展 PLC的輸入/輸出點數(shù)不斷上升，可達到8192點，甚至高達10000點以上或號稱無限點，這類產(chǎn)品可以滿足鋼鐵工業(yè)、石油、化工等大型生產(chǎn)自動控制的需要。它們采用有高速運算能力的高性能16位和32位微處理器，而且常常采用多處理器結(jié)構(gòu)，并吸收以連續(xù)量處理為主的集散控制系統(tǒng)（DCS）的優(yōu)點，熱備冗余系統(tǒng)更高速、可靠，進一步增強科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理能力和聯(lián)網(wǎng)能力，網(wǎng)絡(luò)更開放，有很高的運行速度并能方便地與微機以與其他控制器構(gòu)成控制、管理系統(tǒng)和計算機集成過程系統(tǒng)（CIPS）等。操作站系統(tǒng)則采用以微軟的Windows9x/NT/2000/XP為平臺的工

45、業(yè)計算機（IPC）和通用的人機界面軟件，并在管理層上應(yīng)用各種數(shù)據(jù)庫管理軟件進行生產(chǎn)過程的處理。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將成為主流。 2向方便靈活、小型化發(fā)展 為滿足工業(yè)生產(chǎn)過程對控制系統(tǒng)小型化以與減少體積、降低成本的需要，PLC生產(chǎn)廠家?guī)缀醵奸_發(fā)了結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活的小型、微型PLC，這是20世紀80年代中后期發(fā)展最快的一類產(chǎn)品。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)字表明，小型PLC約占市場的1/4。而另一方面，小型PLC的功能不斷增加，如增加了數(shù)值運算、模擬量處理、與上位機或操作站聯(lián)網(wǎng)通信的功能。在結(jié)構(gòu)上，一些小型PLC也采用了模塊式結(jié)構(gòu)，用戶可以根據(jù)需要配置系統(tǒng)大小，使用戶可以方便地構(gòu)成易于擴展、靈活經(jīng)濟的最小控制系統(tǒng)。

46、小型化的PLC作為機電一體化的基本構(gòu)成要素和原始設(shè)備制造商（OEM）的重要設(shè)備，將是一個重要的發(fā)展方向。 3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更開放、通信功能更完善 隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的冗余網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日趨成熟，并向統(tǒng)一、通用的開放網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，不同品牌PLC的互操作性將大大提高，工業(yè)以太網(wǎng)、過程控制的對象和嵌入（OPC）和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將在PLC系統(tǒng)量應(yīng)用。從控制層、操作層到管理層，實現(xiàn)全方位的多層次、分布的自動化網(wǎng)絡(luò)管控一體化，成為真正的過程控制解決方案。 4編程組態(tài)更方便靈活 除提供傳統(tǒng)的梯形圖編程環(huán)境外，大多數(shù)PLC都提供語句表、順序功能圖以與更友好、方便和高效的圖形化組

47、態(tài)軟件和符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程組態(tài)工具。2.3 PLC機型的選擇2.3.1 方案的分析比較方案一：利用PLC可編程控制系統(tǒng) PLC具有通用性強，使用方便；功能強，適用面廣；抗干擾能力強，可靠性高；編程語言簡單易學(xué)；安裝調(diào)試簡單，維修方便；體積小、重量輕，易于實現(xiàn)機電一體化的特點。 方案二：利用繼電器控制系統(tǒng) 繼電器控制系統(tǒng)是由許多硬件繼電器組成的，其觸點較少，控制功能 通過元件間的硬接線來實現(xiàn)的，控制功能就固定在電路中，一旦改變生產(chǎn)工藝過程，就必須重新配線，適應(yīng)性差。而且其體積龐大，安裝，維修均不方便。 方案三：利用計算機控制系統(tǒng) 計算機是在以往計算機與大規(guī)模集成電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來

48、的，其硬件結(jié)構(gòu)總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，品種兼容性強，軟件資源豐富，有實時操作系統(tǒng)的支持，在要求快速，實時性強，模型復(fù)雜的控制中占有優(yōu)勢。但，使用計算機的人員技術(shù)水平要高，一般應(yīng)具有一定的計算機專業(yè)知識。 綜上分析，本設(shè)計課題的控制系統(tǒng)的控制方案采用PLC控制系統(tǒng)。比較PLC和繼電器，PLC只需修改程序便可適應(yīng)工藝變更，控制速度快，可靠性強，可擴展性強，壽命長，容易安裝調(diào)試，因此用PLC控制系統(tǒng)。 比較PLC和計算機控制，PLC可以在現(xiàn)場工作，利用掃描方式工作，只需簡單的監(jiān)控程序，有抗干擾、掉電保護、自診斷等特殊措施，編程語言用梯形圖、助記符，對存容量要求小。 交通信號燈模型可以分為電源電路、PLC主

49、控電路、無線收發(fā)控制電路和顯示電路四部分組成。由于顯示部分都是采用三色LED和數(shù)碼管模擬，比較簡單，所以在此不作詳盡敘述。 系統(tǒng)控制核心為PLC主機，通過PLC輸入接口送入PLC。由存儲器的PLC軟件運算處理，然后經(jīng)輸出接口向指示燈等發(fā)出顯示信號 PLC通過軟件對輸入控制信號進行處理后,由輸出接口發(fā)出控制信號與各種指示信號。PLC梯形圖軟件的設(shè)計采用模塊化設(shè)計。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試，模塊間不完全獨立,它們之間存在著有機聯(lián)系。且在編程時要注意各條指令間的邏輯關(guān)系,梯形圖中的部輔助繼電器和定時器統(tǒng)一分配編號,除了列出I/O分配表外,還應(yīng)列出輔功能分配表，充分利用PLC提供的指令。2.3.2

50、PLC的選型1. PLC的分類(1) 按結(jié)構(gòu)形式分類可分為整體式和模塊式兩類 整體式PLC又稱單元式或箱體式PLC。將電源、CPU、存儲器與I/O等各個功能部分集中在一個機殼通常將它稱為PLC主機或基本單元。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小和價格低，小型多采用這種結(jié)構(gòu)。整體式PLC一般還備有擴展單元、各種特殊功能模塊，使其功能達到擴大。 模塊式PLC又稱積木式PLC。它是將結(jié)構(gòu)稱PLC的各個部分按功能做成獨立模塊，如電源模塊、CPU模塊、I/O模塊、各個功能模塊等，然后安裝同一底板或框架上。其特點是配置靈活、裝置維護方便，一般大、中型PLC多采用這種結(jié)構(gòu)形式。 (2) 按I/O點數(shù)分類可分為小、中、大

51、型PLC小型PLC的I/O點數(shù)一般在128點以下，其特點是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個硬件融為一體，除了開關(guān)量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以與其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運算、計時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以與各種應(yīng)用指令。 中型PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點數(shù)一般在2561024點之間。I/O的處理方式除了采用一般PLC通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強，指令系統(tǒng)更豐富，存容量更大，掃描速度更快。 一般I/O點數(shù)在1024點以上的稱為大型PLC。大型PLC的軟、硬件

52、功能極強。具有極強的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級通訊網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。大型PLC還可以采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機器的可靠性更高。 (3) 按生產(chǎn)廠家分類 施耐德公司，包括早期儀表廠引進莫迪康公司的產(chǎn)品，目前有Quantum、Premium、Momentum等產(chǎn)品； 羅克韋爾公司(包括AB公司)PLC產(chǎn)品，目前有SLC、Micro Logic、Control Logic等產(chǎn)品； 德國西門子公司，它有SS系列的產(chǎn)品。有SS95U、100U、115U、135U與155U。135U、155U為大型機，控制點數(shù)可達6000多點，模擬量可達300多路。最近

53、還推出S7系列機，有S7-200（小型）、S7-300（中型）與S7-400機（大型）。性能比S5大有提高。 日本OMRON公司：它有CPM1A型機，P型機，H型機，CQM1、CVM、CV型機，Ha型、F型機等，大、中、小、微均有，特別在中、小、微方面更具特長，在中國與世界市場，都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。 日本三菱公司的PLC也是較早推到我國來的。其小型機FI前期在國用得很多，后又推出FXZ機，性能有很大提高。它的中、大型機為A系列。AIS、AZC、A3A等。 2. PLC系統(tǒng)的選型 交通信號燈控制常用的PLC系統(tǒng)型號有歐姆龍C系列，三菱F系列，富士NB1、NB2 系列，光洋SR系列等。這些型號原理上

54、小異，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)各成體系。如歐姆龍單元式PLC機的輸入點數(shù)比輸出多，I/O端子是組裝式的可方便地與主機分離；而富士同等型號的I/O點數(shù)一般相等，I/O端子是固定的。各公司的PLC機產(chǎn)品呈系列化，具體型號應(yīng)根據(jù)交通信號燈的具體情況，一般考慮以下幾個方面：(1) 結(jié)構(gòu)：有單元式、模塊式、積木式等。單元式I/O結(jié)構(gòu)固定，而模塊式I/O點可靈活配置。 (2) 存儲量：有1K、2K、4K、8K、32K等。根據(jù)程序的復(fù)雜程度來選擇。 (3) I/O點數(shù)與方式：如歐姆龍C系列單元式的C20為12/8，C40為24/16等。輸入分為開關(guān)量或模擬量，輸出為繼電器、可控硅、晶體管等形式。(4) 工作電壓：交流10

55、0240V，直流24V等。 基于以上四方面的考量，設(shè)計中選用日本OMRON公司的CP1H系列PLC。3 交通信號燈系統(tǒng)設(shè)計3.1 交通信號燈系統(tǒng)方案設(shè)計交通信號燈安置如圖3-1所示：圖3-1信號燈安置受控對象的控制要求 系統(tǒng)受一個啟動開關(guān)控制，開關(guān)啟動時系統(tǒng)開始工作。（1）當(dāng)南北方向和東西方向車流量大致一樣時系統(tǒng)工作如下：先南北綠燈亮，同時東西紅燈亮。南北綠燈亮維持40s，東西紅燈亮維持40s。到40s時，南北綠燈、東西紅燈同時熄滅，兩個方向的黃燈開始閃爍，并維持5s。到5s時，南北，東西黃燈熄，南北紅燈亮，同時東西綠燈亮，南北紅燈亮維持40s，東西綠燈亮維持40s。到40s時，南北紅燈、東西綠燈同時熄滅，兩個方向的黃燈開始閃爍，并維持5s。到5s時，南北，東西黃燈熄，南北紅綠燈亮，東西紅燈亮，開始第2周期的動作。周而復(fù)始的循環(huán)。（2）當(dāng)南北方向車流量大于東西方向車流量時系統(tǒng)工作如下：先南北綠燈亮，同時東西紅燈亮。南北綠燈亮維持80s，東西紅燈亮維持80s。到80s時，南北