PLC在交通燈系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用課件

1、PLC在交通燈系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用可編程控制器（ProgrammableController）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController），簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模

2、塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。PLC的分類和結(jié)構(gòu)(1)按plc的結(jié)構(gòu)形式分類：a,整體式；b,模塊式。(2)按plc的I/O點(diǎn)數(shù)分類：a,小型256點(diǎn)以下；b,中型256點(diǎn)以上，2048點(diǎn)以下；c,大型2048點(diǎn)以上。(3)按plc功能分類：低檔型，中檔型，高檔型。PLC的特點(diǎn)(1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；(2)通用性高，使用方便；(3)程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易學(xué)，易懂；(4)采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便；(5)系

3、統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短；(6)安裝簡(jiǎn)便，調(diào)試方便，維護(hù)工作量小；(7)對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)。引言隨著城市車輛數(shù)目的急劇增加，交通道口管制變得日益重要，解決好公路車道交通信號(hào)燈控制問(wèn)題將是保障交通有序、安全、快速運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)都是采用繼電器或單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)采用單一固定時(shí)序控制，存在功能少、可靠性差、維護(hù)量大、維修困難等缺點(diǎn)，不能適應(yīng)城市道路交通高速發(fā)展的要求。為解決城市交通控制中存在的這些缺點(diǎn)，可編程序控制器（）無(wú)疑成為了首選方案。是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)

4、、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。由于其通用性強(qiáng)、使用簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便等，近幾年來(lái)，在城市交通信號(hào)燈系統(tǒng)控制中控制逐步占據(jù)了主導(dǎo)地位。本文主要就十字路口交通信號(hào)燈的控制作一詳細(xì)介紹。2十字路口交通信號(hào)燈控制要求圖所示為某十字路口車道信號(hào)燈的布置圖，由于東西方向車流量較小，南北方向車流量較大。因此設(shè)置南北方向的放行（綠燈亮）時(shí)間較長(zhǎng)為，而東西方向的放行時(shí)間為。當(dāng)東西（或南北）方向的綠燈滅時(shí)，該方向的黃燈與另一方向的紅燈一起以的頻率閃爍，以提醒司機(jī)和行人注意。然后，立即開(kāi)始另一方向的放行。我們用一個(gè)雙向開(kāi)關(guān)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行啟、?？刂啤榕迥媳毕?/p>

5、和東西向各信號(hào)燈亮、滅的時(shí)間關(guān)系，建立如圖所示十字路口交通信號(hào)燈的工作時(shí)序圖。3PLC選型和I/O地址分配時(shí)序圖時(shí)序圖選型鑒于城市道路交通信號(hào)燈控制是典型的開(kāi)關(guān)量順序控制，采用控制則是充分利用了它的主要功能之一開(kāi)關(guān)量邏輯控制，這也是控制的優(yōu)勢(shì)所在。本系統(tǒng)中為實(shí)現(xiàn)十字路口交通信號(hào)燈的控制，我們采用德國(guó)西門(mén)子公司的（型號(hào)），它屬于模塊式。所謂模塊式是把的每個(gè)工作單元都制成獨(dú)立的模塊，如模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊、通信模塊等。所選型號(hào)的屬于緊湊型，該板上帶有集成的開(kāi)關(guān)量點(diǎn)：點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入，點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出。此外它還集成有模擬量輸入與輸出點(diǎn)，可以直接用于模擬量控制系統(tǒng)。結(jié)合本系統(tǒng)的控制要求，所選完全

6、可滿足設(shè)計(jì)要求。表地址分配表I/O地址分配表4控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)編程軟件及語(yǔ)言本系統(tǒng)所用的編程軟件是西門(mén)子的配套軟件產(chǎn)品。是用于對(duì)可編程邏輯控制器進(jìn)行組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，它是工業(yè)軟件的組成部分。的主要編程語(yǔ)言有梯形圖（）、功能塊圖（）、語(yǔ)句表（），此外針對(duì)于系統(tǒng)的復(fù)雜程度還有種可選語(yǔ)言：、和。上述語(yǔ)言中，梯形圖與傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制線路圖相似，它是在繼電器控制圖的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，由于其通俗易懂，使用靈活，在編程中使用最多，本系統(tǒng)中我們主要采用語(yǔ)言編程。控制系統(tǒng)工作流程圖圖3至于的閃爍頻率，通過(guò)時(shí)鐘存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)（在硬件組態(tài)窗口中將設(shè)置為時(shí)鐘存儲(chǔ)字節(jié)）。有個(gè)時(shí)鐘存儲(chǔ)器，即個(gè)時(shí)鐘存儲(chǔ)字節(jié)，存儲(chǔ)字節(jié)各位對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘脈沖周期與頻率如表所示?？刂瞥绦虻恼{(diào)試對(duì)于西門(mén)子，可利用仿真軟件進(jìn)行程序調(diào)試。是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的仿真軟件，它與編程軟件集成在一起，可以在計(jì)算機(jī)上對(duì)的用戶程序進(jìn)行離線仿真與調(diào)試，而不需要任何的硬件。將所編程序下載到仿真窗口中，接通啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，程序循環(huán)執(zhí)行，東西、南北方向各信號(hào)燈的循環(huán)顯示正常，未出現(xiàn)任何異常現(xiàn)象。結(jié)論本文通過(guò)對(duì)十字路口交通信號(hào)燈的分析，從硬件配置到程序設(shè)計(jì)，再對(duì)程序進(jìn)行模擬仿真，實(shí)現(xiàn)了交通信號(hào)燈的有序控制，證明了該控制系統(tǒng)的可行性。本系統(tǒng)采用控制具有自動(dòng)化程度高、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)周期短、使用和維護(hù)簡(jiǎn)便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，解決了采用繼電器和單片