貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：十字路口交通信號(hào)燈的PLC控制程序設(shè)計(jì)學(xué)院：貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：二零二二年十月摘要去年我國全面在建成小康社會(huì)中取得了輝煌的成就，經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，每個(gè)家庭都慢慢的富裕起來，人們的出行也隨之出現(xiàn)了極大的改變，交通道路上的私家車愈來愈多。隨之而來的是交通道路擁堵情況日益嚴(yán)重，用于指導(dǎo)交通的交通信號(hào)燈也發(fā)揮著越來越重的作用，所以需要制作出一種系統(tǒng)簡(jiǎn)小，控制力度大，人力資源耗費(fèi)少的管理成本低的交通信號(hào)燈。本設(shè)計(jì)主要由西門子PLC、傳感器、交通信號(hào)燈等組成，可編程邏輯控制器通過程序控制和傳感器的信號(hào)傳遞來實(shí)時(shí)的對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行智能化控制。最后達(dá)到交通便利道路通暢的效果。運(yùn)用PLC還能夠通過通信連接對(duì)各個(gè)路口的車流量進(jìn)行把控，降低了人力物力成本，符合綠色發(fā)展觀念，所以本論文采用以PLC為核心來制作智能交通控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：PLC，車流量，智能，程序設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-3"\h\u14392引言 引言改革開放四十多年以來我國的各個(gè)城市在飛速變化當(dāng)中，家庭汽車的擁有量也在逐步上升，這就導(dǎo)致了堵車的現(xiàn)象層出不窮。當(dāng)下，道路交通是否能暢通已經(jīng)逐漸成為城市迅速發(fā)展的阻礙因素之一。其往往制約著各種人力與物品流動(dòng)的速度，也會(huì)因?yàn)檐囕v的擁堵使人們的心情變?cè)愀猓砸粋€(gè)城市的迅速發(fā)展必然要先想方設(shè)法的解決交通問題。而且交通運(yùn)輸情況也同樣顯示出一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)實(shí)力，因此解決對(duì)各路口交通信號(hào)燈的控制問題很有現(xiàn)實(shí)的意義。伴隨著科技水平的提升，對(duì)于智慧城市建設(shè)也是越來越重視，可編程邏輯控制器也在各行各業(yè)中有著廣泛的用途，這就為我國各大企業(yè)帶來機(jī)遇與挑戰(zhàn)。如今可編程邏輯控制器在不斷的發(fā)展，各種控制技術(shù)頁日趨成熟，所以本文通過利用可編程邏輯控制器對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行實(shí)時(shí)智能控制。1交通信號(hào)燈發(fā)展現(xiàn)狀與意義1.1交通信號(hào)燈發(fā)展的現(xiàn)狀隨著我國社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)中向好的健康發(fā)展，現(xiàn)在汽車已逐漸成為每個(gè)家庭的出行代步工具。隨著車道上越來越多的車輛，道路上變得越來越擁擠，各種物資人力不能夠充沛的調(diào)動(dòng)。因此在城市建設(shè)中加強(qiáng)城市基礎(chǔ)交通道路建設(shè)有著重要的實(shí)際意義。1.2交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義為了保證城市道路交通有序、安全、穩(wěn)定正常運(yùn)行，提升交通管理的智能化和安全化管理屬于當(dāng)務(wù)之急。本文將利用可編程邏輯控制器制作一個(gè)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，使其能夠在城市交通的運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用。尤其是近幾年來道路交通事故呈上升趨勢(shì)，這說明了道路交通控制設(shè)計(jì)方面存在很多問題。所以對(duì)于交通信號(hào)燈的智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)就顯得非常的必要。[1]智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息采集、綜合傳輸、處理和執(zhí)行等有效的管理和控制，交通系統(tǒng)的信號(hào)控制更加的人性化，道路高通車率高。智能調(diào)控各個(gè)車道進(jìn)行疏導(dǎo)來避免交通擁堵問題。智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)對(duì)營運(yùn)車輛的管理也起到一定的作用。2交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1控制方案的抉擇可編程邏輯控制器是一種以CPU為核心擴(kuò)展其他模塊以及網(wǎng)絡(luò)通信自動(dòng)控制等技術(shù)創(chuàng)造出了一種用于工業(yè)發(fā)展的高端自動(dòng)化控制設(shè)備，它在制造業(yè)、冶金業(yè)、工業(yè)和建筑業(yè)無處不在充分發(fā)揮著各種各樣出色的控制能力，對(duì)劣環(huán)境的適應(yīng)能力使它成為各種行業(yè)青睞的產(chǎn)品，通俗易懂所以也受著各行各業(yè)人們的喜愛。每個(gè)PLC內(nèi)部的內(nèi)部還具有時(shí)鐘，所以可根據(jù)時(shí)間來進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)。可以依據(jù)不同路段的不同高峰時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，而且PLC還具有聯(lián)網(wǎng)通信的技術(shù)，利用這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)PLC工程師對(duì)各個(gè)路口PLC交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)進(jìn)行操控。而且依靠著PLC的高可靠性和穩(wěn)定性可以實(shí)現(xiàn)二十四小時(shí)無人把控。如上分析的可顯示出可以運(yùn)用編程邏輯控制器對(duì)交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行操控，并且依靠其具有抗干擾性強(qiáng)、可靠性和適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力。因此運(yùn)用可編程邏輯控制器完成該交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成為了本次交通燈信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選方案。[3]2.2可編程邏輯控制器的控制方案設(shè)計(jì)首先我們出于主要出行時(shí)間段的考慮將一天分為兩部分，白天和夜間，夜間由于車流量很少，各方向車道交通信號(hào)燈全部顯示閃爍黃燈來提醒路過的車輛謹(jǐn)慎慢行。白天將根據(jù)每個(gè)車道車流量傳感器檢測(cè)出車輛的多少來進(jìn)行智能化分配時(shí)間；如果小于一定的車流量，則按固定的時(shí)間進(jìn)行各個(gè)方向交通燈調(diào)配，如果大于一定的車流流量，則根據(jù)各個(gè)方向的車流量多少進(jìn)行百分比加權(quán)，這樣更有利于智能化。能根據(jù)各個(gè)車道車流量進(jìn)行智能化調(diào)配。如果有緊急車輛需要強(qiáng)行通過的話，則需要斷開正在運(yùn)行的程序，對(duì)緊急車輛所在的車道進(jìn)行綠燈使緊急通過。根據(jù)上段控制方案的描述，加入一些循環(huán)設(shè)置后則構(gòu)成本控制系統(tǒng)。2.3系統(tǒng)硬件介紹和選擇可編程邏輯控制器多種品牌，比較厲害的有德國的西門子，日本的施耐德、歐姆龍、三菱和松下，美國的G-E和A-B,我國起步較晚但也有臺(tái)達(dá)和信捷等等西門子S7-1200可編程控制器是西門子公司推出的中型產(chǎn)品的核心用以替代舊產(chǎn)品S7-200和S7-300，版本的更替也給人們帶來更加便利的數(shù)據(jù)塊和函數(shù)快。利用西門子S7-1200可編程邏輯控制器的設(shè)計(jì)可以增加通信之類的模塊利于傳輸，沒有過于冗雜的功能，價(jià)格適宜，能夠運(yùn)用于此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制，也能適應(yīng)于各種復(fù)雜的應(yīng)用當(dāng)中。本文主要對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并說明了如何利用西門子的可編程邏輯控制器制作可控的，智能化的，能根據(jù)車流量的變化調(diào)整而調(diào)整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同樣傳感器也有著許多品牌，比較厲害的有美國的Interface、Honeywell，瑞士的ABB等等。我們根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇，PNI公司的地磁傳感器RM3100憑借著優(yōu)良的性能和不錯(cuò)性比價(jià)、豐富的功能和精準(zhǔn)度于是選擇了這款傳感器。[3]3交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的I/O接口圖進(jìn)行PLC設(shè)計(jì)要先進(jìn)行I/O接口地址的分配，便于后期用于接線，與程序整理。然后針對(duì)輸入輸出接口圖的主要接口進(jìn)行原理圖制作。表3.1PLCI/O分配表LCI0.1I2.1I3.1Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.5Q1.0Q4.0Q4.1根據(jù)上面段落的思路整理，然后根據(jù)表3.1的I/O地址圖利用西門子公司的博圖軟件V15.1的TIAPortalV15.1進(jìn)行梯形圖的制作，然后根據(jù)接口圖做出連接線路的原理圖，如圖附錄Ⅱ，然后依據(jù)附錄Ⅱ的原理圖對(duì)線路進(jìn)行實(shí)際的模擬仿真使之有更好的思路，HMI顯示畫面也有更加清晰的結(jié)果。[10]圖3-1程序循環(huán)思路圖3-2控制系統(tǒng)整體主流程圖根據(jù)主流程圖進(jìn)行劃分的子流程圖設(shè)計(jì)如圖3-3、圖3-4和圖3-5。加入一些合理的功能并對(duì)流程進(jìn)行劃分。圖3-3方向強(qiáng)通子流程圖圖3-4依據(jù)車流量對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制分流程圖圖3-5低于車流量流程圖圖3-4和圖3-5主要是程序閾值的確立對(duì)車流量變化智能的做出對(duì)應(yīng)變化，使得控制程序更加人性化一些。3.2交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)解釋依據(jù)附Ⅰ梯形圖進(jìn)行分析解釋：將啟動(dòng)按鍵I0.0按下程序啟動(dòng)，信號(hào)通過常閉觸點(diǎn)I0.1后能流流經(jīng)線圈Q1.0后使得線圈Q1.0得電，然后再將常開觸點(diǎn)Q1.0閉合后短路I0.0形成起保停電路。用時(shí)鐘脈沖M0.5每一秒對(duì)讀取本地時(shí)間(RD_LOC_T)進(jìn)行時(shí)間校正，然后檢測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)是否大于22小時(shí)或者小于5小時(shí)，如果是的話則為夜間信號(hào)燈控制程序啟動(dòng)，否則的話白天交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)啟動(dòng)，接下來先分析白天信號(hào)燈控制系統(tǒng)。線圈M2.7得電后，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，然后開始統(tǒng)計(jì)東方向車道來車和西方向車道來車，I2.1和I2.3的傳感器每感應(yīng)一次車輛則上升沿指令M4.1和M4.2都會(huì)導(dǎo)致東方向車輛DB8和西方向車輛DB9的加計(jì)數(shù)器加一，然后用加法計(jì)數(shù)器ADD對(duì)東方向車道車流量和西方向車道車流量相加，得出整個(gè)東西方向車道車流量的總和MW20。用同樣的方法統(tǒng)計(jì)南方向車道來車和北方向車道來車，I3.1和I3.3的傳感器每感應(yīng)一次車輛則上升沿指令M4.3和M4.4都會(huì)導(dǎo)致南方向車道車輛DB10和西方向車道車輛DB11的加計(jì)數(shù)器加一，然后用加法計(jì)數(shù)器ADD對(duì)南方向車道車流量和北方向車道車流量相加，得出整個(gè)南北方向車道車流量的總和MW30。再次利用加法計(jì)算器ADD對(duì)東西方向車道車流量MW20的總和和南北方向車道車流量MW30的總和相加，得出整個(gè)車道車流量的總和MW40。[7]由于每次車流量都會(huì)發(fā)生變化傳感器檢查的車輛也不相同，所以要有一個(gè)循環(huán)，我們利用接電延時(shí)定時(shí)器設(shè)置(ET)值為112秒進(jìn)行接通一次，當(dāng)線圈Q0.6失電時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開，程序斷開將112秒內(nèi)傳感器的各個(gè)車道車流量的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。然后進(jìn)行一個(gè)循環(huán)，如圖3-6所示。圖3-6循環(huán)控制檢查車輛圖3-7車流量與預(yù)定閾值比較如圖3-7預(yù)定一個(gè)閾值，如果總車道車流量小于這個(gè)閾值的話，設(shè)計(jì)一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)的控制系統(tǒng)控制，如果大于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的話則采用智能化的方式控制，防止時(shí)間過少導(dǎo)致行車來不及轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的車道信號(hào)燈就發(fā)生了變化。常開觸點(diǎn)M2.7的閉合后信號(hào)流經(jīng)到線圈M2.6后，線圈M2.6得電，M2.6常開觸點(diǎn)得電，總車道車流量總和MW40是否小于等于40，如果小于等于40則線圈Q4.0小于閾值車流量常開觸點(diǎn)Q4.0得電，線圈M2.1低于閾值信號(hào)燈得電，在沒有應(yīng)急車輛和緊急停止程序時(shí)，信號(hào)流經(jīng)常閉觸點(diǎn)M3.0和緊急停止常閉觸點(diǎn)I1.7后，線圈M2.0得電，M2.0低于閾值白天信號(hào)燈常開觸點(diǎn)閉合。形成一個(gè)小型的起保停電路，并控制著低于閾值信號(hào)燈控制系統(tǒng)，下面分析低于閾值控制系統(tǒng)交通信號(hào)燈的變化情況。3.2.1白天車輛低于閾值常開觸點(diǎn)M2.0閉合后，信號(hào)流經(jīng)常閉觸點(diǎn)T6.Q之后東方向車道和西方向車道的交通燈紅燈亮起禁止車輛通過，南方向車道和北方向車道的交通燈綠燈亮起車輛允許通過；當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T1流經(jīng)信號(hào)得電后實(shí)際時(shí)間值(ET)開始計(jì)數(shù)，當(dāng)實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)50s后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T1的輸出Q發(fā)出輸出脈沖，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T1的常開觸點(diǎn)T1.Q變?yōu)榻油顟B(tài)，常閉觸點(diǎn)T1.Q得電，東方向車道和西方向車道的交通燈依然為紅燈，南方向車道和北方向車道的交通燈發(fā)出clock_1Hz的脈沖信號(hào)(表示閃爍信號(hào)，每秒閃爍一次)綠燈開始閃爍。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T2中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)53s后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T2的輸出Q發(fā)出輸出脈沖，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T2的常開觸點(diǎn)T2.Q變?yōu)榻油顟B(tài)，常閉觸點(diǎn)T2.Q得電，東方方向車道和西方向車道的交通燈依舊為紅燈，南方向車道和北方向車道交通燈由綠燈熄滅轉(zhuǎn)變?yōu)辄S燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T3中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)56s后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T3的輸出Q發(fā)出輸出脈沖，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T3的常開觸點(diǎn)T3.Q變?yōu)榻油顟B(tài)，常閉觸點(diǎn)T3.Q得電，東方向車道與西方向車道的交通燈紅燈熄滅轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈，南方向車道與北方向車道的交通燈黃燈熄滅轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T4中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)106s后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T4的輸出Q發(fā)出輸出脈沖，接電延時(shí)閉合定時(shí)器的常開觸點(diǎn)T4.Q變?yōu)榻油顟B(tài)，常閉觸點(diǎn)T4.Q得電，東方向車道西方向車道交通燈發(fā)出clock_1Hz(表示閃爍信號(hào)，每秒閃爍一次)脈沖綠燈開始閃爍，南北方向交通燈依舊為紅燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T5中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)109s后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T5的輸出Q發(fā)出輸出脈沖，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T5的常開觸點(diǎn)T5.Q變?yōu)榻油顟B(tài)，常閉觸點(diǎn)T5.Q得電，東方向車道與西方向車道的交通燈綠燈熄滅變?yōu)辄S燈，南方向車道和北方向車道的交通燈保持紅燈不變化。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T6中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)112s后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T6輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T6.Q變?yōu)榻油顟B(tài)，常閉觸點(diǎn)T6.Q得電有信號(hào)，東方向車道西方向車道的信號(hào)燈由黃燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈，南方向車道和北方向車道的交通燈由紅燈熄滅轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈。最后接電延時(shí)閉合定時(shí)器T6的輸出Q的常閉觸點(diǎn)由斷開轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)程序斷開又相當(dāng)于程序的復(fù)原了，然后按照這種順序循壞掃描下去。[4]3.2.2白天車輛高于閾值然后回到之前，如果車道車流量MW40＞40的話，線圈大于閾值車流量Q4.1得電。大于閾值車常開觸點(diǎn)Q4.1信號(hào)流經(jīng)線圈M7.0后，高于閾值信號(hào)燈線圈M7.0得電，導(dǎo)致高于閾值流量線圈M7.0常開觸點(diǎn)閉合，當(dāng)車道中沒有緊急車輛出現(xiàn)和程序需要緊急停止時(shí)，高于閾值白天信號(hào)燈線圈M7.7得電，常開觸點(diǎn)M7.7得電閉合，形成一個(gè)起保停電路，構(gòu)成一個(gè)車流量大于閾值的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。接下來著重分析一下高于閾值的信號(hào)燈控制系統(tǒng)。高于閾值白天信號(hào)燈M7.7常開觸點(diǎn)閉合后，能流流經(jīng)處罰計(jì)算器，計(jì)算東西方向車道車流量總和所占總車道車流量總和的百分比MW50，同樣方法計(jì)算出南北方向車道車流量總和所占總車道車流量總和的百分比MW60。然后用取最大值MAX模塊比較東西方向車道車輛所占百分比與南北的方向車道車輛所占百分比，取出其中最大的百分比MW70，然后將100S用乘法計(jì)算器乘以最大值數(shù)量的百分比得出的數(shù)字設(shè)定為該方向車輛百分比最大時(shí)間綠燈的秒數(shù)(為了方便接下來的描述我們假設(shè)為xS)，此時(shí)需要用到數(shù)據(jù)塊FB完成一些數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，由bool型轉(zhuǎn)換為int和time。用100S減去得出來的該方向最大車流量的綠燈時(shí)間則為較小車流量方向的綠燈時(shí)間(為了方便描述假設(shè)為yS)。如果東西方向車輛百分比MW50大于南北方向車輛百分比MW60，則東方向車道和西方向車道綠燈時(shí)間為x秒，信號(hào)流經(jīng)常閉觸點(diǎn)T104.Q后流經(jīng)接電延時(shí)定時(shí)器T101，此時(shí)東方向車道和西方向車道的交通燈為綠燈，南方向車道和北方向車道的交通燈為紅燈，當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T101中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)x秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T101輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T101.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T101.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，東方向車道和西方向車道交通燈發(fā)出clock_1Hz(表示閃爍信號(hào)，每秒閃爍一次)脈沖綠燈開始閃爍，南方向車道和北方向車道交通燈依舊為紅燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T102中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)3秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T102輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T102.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T102.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，東方向車道和西方向車道交通燈由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色，南方向車道和北方向車道交通燈依舊為紅燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器tT102中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)3秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器tT102輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)tT102.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)tT102.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài),東方向車道和西方向車道交通燈由黃燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈，南方向車道和北方向車道交通燈由紅燈變?yōu)榫G燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T103中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)y秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T103輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T103.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T103.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，南方向車道和北方向車道交通燈發(fā)出clock_1Hz(表示閃爍信號(hào)，每秒閃爍一次)脈沖綠燈開始閃爍，東方向車道和西方向車道交通燈依舊為紅燈。接電延時(shí)閉合定時(shí)器T106中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)y秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T106輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T106.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T106.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，南方向車道和北方向車道交通燈由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色，東方向車道和西方向車道交通燈依舊為紅燈。接電延時(shí)閉合定時(shí)器T104中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)y秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T104輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T104.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T104.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，南方向車道和北方向車道的交通燈由黃燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈，東方向車道和西方向車道的交通燈由紅燈熄滅轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈。最后這些上述這些接電延時(shí)定時(shí)器由接電延遲閉合定時(shí)器T106的常閉觸點(diǎn)T106.Q得電后全部接電延遲閉合定時(shí)器斷電實(shí)際時(shí)間值(ET)清零后，全部接電延時(shí)定時(shí)器常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)復(fù)原，等待下一個(gè)循環(huán)分配量的開始。如果東西方向車輛百分比MW50小于等于于南北方向車輛百分比MW60，則南方向車道和北方向車道綠燈時(shí)間為x秒，信號(hào)流經(jīng)常閉觸點(diǎn)T114.Q后流經(jīng)接電延時(shí)定時(shí)器T110，此時(shí)南方向車道和北方向車道的交通燈為綠燈，東方向車道和西方向車道的交通燈為紅燈，當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T110中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)x秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T110輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T110.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T110.Q得電，南方向車道和北方向車道交通燈發(fā)出clock_1Hz(表示閃爍信號(hào)，每秒閃爍一次)脈沖綠燈開始閃爍，東方向車道和西方向車道交通燈依舊為紅燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T111中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)3秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T111輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T111.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T111.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，南方向車道和北方向車道交通燈由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色，東方向車道和西方向車道交通燈依舊為紅燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T112中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)3秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T112輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T112.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T112.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài),南方向車道和北方向車道信號(hào)燈由黃燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈，東方向車道和西方向車道信號(hào)燈由紅燈變?yōu)榫G燈。當(dāng)接電延時(shí)閉合定時(shí)器T113中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)y秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T113輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T113.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T113.Q由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，東方向車道和西方向車道交通燈發(fā)出clock_1Hz (表示閃爍信號(hào)，每秒閃爍一次)脈沖綠燈開始閃爍，南方向車道和北方向車道交通燈依舊為紅燈。接電延時(shí)閉合定時(shí)器T115中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)y秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T115輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T115.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T115.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，東方向車道和西方向車道交通燈由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色，南方向車道和北方向車道交通燈依舊為紅燈。接電延時(shí)閉合定時(shí)器T114中的實(shí)際時(shí)間值(ET)達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間值(PT)y秒后，接電延時(shí)閉合定時(shí)器T114輸出Q發(fā)出輸出脈沖，常開觸點(diǎn)T114.Q由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)T114.Q常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，東方向車道和西方向車道的交通燈由黃燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈，南方向車道和北方向車道的交通燈由紅燈熄滅轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈。最后上述全部接電延時(shí)繼電器由接電延遲閉合定時(shí)器T114的常閉觸點(diǎn)T114.Q得電后全部接電延遲閉合定時(shí)器斷電實(shí)際時(shí)間值(ET)清零后，所有接電延時(shí)定時(shí)器常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)復(fù)原來等待下一個(gè)循環(huán)分配量的開始。3.2.3應(yīng)急車道車輛強(qiáng)通圖3-8應(yīng)急車輛強(qiáng)通如圖3-8當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急車輛通過交通路口時(shí)，按下強(qiáng)通按鈕，于是M3.0常開觸點(diǎn)得電變?yōu)殚]合狀態(tài)，如果東方向車道和西方向車道出現(xiàn)應(yīng)急車輛強(qiáng)制通過，那么常開觸點(diǎn)M6.0轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)，線圈M3.1得電，能流流經(jīng)線圈Q0.1和線圈Q0.3得電，東方向車道和西方向車道紅綠燈強(qiáng)制變?yōu)榫G燈，南方向車道和北方向車道強(qiáng)制變?yōu)榧t燈；當(dāng)應(yīng)急車輛駛出路口時(shí)，可編程邏輯控制器通過電壓差的變化，使線圈M3.1失電，常開觸點(diǎn)M3.1由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，交通信號(hào)燈也轉(zhuǎn)變?yōu)檎Ｇ闆r設(shè)置的階段。如果南方向車道和北方向車道出現(xiàn)應(yīng)急車輛強(qiáng)制通過，那么可常開觸點(diǎn)M6.0轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)，線圈M3.2得電，常能流流經(jīng)線圈Q0.0和線圈Q0.4得電，南方向車道和北方向車道紅綠燈強(qiáng)制變?yōu)榫G燈，東方向車道和西方向車道強(qiáng)制變?yōu)榧t燈；應(yīng)急車輛駛出路口時(shí)，可編程邏輯控制器通過電壓差的變化，使內(nèi)線圈M3.2失電，M3.2失電由閉合轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_，交通信號(hào)燈也轉(zhuǎn)變?yōu)檎Ｇ闆r設(shè)置的階段。3.2.4夜間車輛通行圖3-9夜間交通燈控制如圖3-9當(dāng)檢測(cè)到時(shí)間大于晚上22時(shí)或者小于凌晨5時(shí)，夜間交通燈線圈Q0.7會(huì)得電，能流通過常閉觸點(diǎn)M3.0后再流經(jīng)脈沖信號(hào)clock_1Hz(表示閃爍信號(hào)，每秒閃爍一次)東方向車道、西方向車道、南方向車道和北方向車道信號(hào)燈全部變?yōu)橐幻腴W爍一次的黃燈，來提醒車輛謹(jǐn)慎駕駛。綜上所述這個(gè)梯形圖設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)完美的實(shí)現(xiàn)了對(duì)于十字路口交通信號(hào)燈的智能控制，又可以對(duì)應(yīng)急車輛的強(qiáng)通做出相應(yīng)的改變，根據(jù)該控制程序和電氣原理圖可以很好的實(shí)施交通路口的交通信號(hào)燈系統(tǒng)。3.3系統(tǒng)硬件外圍接線圖和組態(tài)界面圖圖3-10PLC外部接接線圖傳感器主要用于四個(gè)方向車道來車車輛的檢車，可以采取RM3100地磁線圈感應(yīng)器(如圖3-11傳感器外圍接線圖)，該磁感器能夠檢測(cè)三位空間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，埋藏在車道下面?zhèn)鞲衅鞯娜齻€(gè)軸其中兩個(gè)軸x，y軸要有一個(gè)軸要與車輛的前行方向相同，z軸則要垂直于地面。當(dāng)有汽車經(jīng)過時(shí)，會(huì)使磁感線圈周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化。傳感器檢測(cè)到并發(fā)出高電平的信號(hào)，通過可編程邏輯控制器PLC的DI模塊進(jìn)行反饋，連接線的控制點(diǎn)電位出現(xiàn)現(xiàn)變化，每當(dāng)經(jīng)過一輛汽車時(shí)就導(dǎo)通為1，否則為零，然后通過對(duì)東西南北四個(gè)方向的車道的傳感器動(dòng)作來進(jìn)行計(jì)數(shù)來統(tǒng)計(jì)四個(gè)方向車道車輛的車流量。[2]圖3-11RM3110傳感器外圍電路圖根據(jù)上述思考，針對(duì)I/O表格進(jìn)行繪制可編程邏輯控制器的外部接線圖，如圖4，根據(jù)機(jī)床電氣所學(xué)知識(shí)，可以制作出主電路圖如圖9。[2]完成上述設(shè)計(jì)后，通過運(yùn)用西門子博圖軟件進(jìn)行程序編譯無錯(cuò)誤無警告后點(diǎn)擊仿真按鈕，然后彈出來西門子博圖軟件的PLCSIM進(jìn)行編輯，然后對(duì)附錄Ⅰ的梯形圖編制的程序進(jìn)行仿真，點(diǎn)擊監(jiān)視按鍵可以得到正在運(yùn)行的程序，由此可知當(dāng)在接線正常的情況下，利用附錄Ⅰ設(shè)計(jì)出來的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)能夠完全應(yīng)用于實(shí)際使用，仿真成功之后接下來可以設(shè)置來添加新設(shè)備選擇觸摸屏，然后再工具箱中取適量的元件，通過更改屬性里面的信息更改形狀、顏色以及動(dòng)畫來構(gòu)造自己的組態(tài)界面并加入相應(yīng)變量然后保存自己的項(xiàng)目，仿真中電機(jī)啟動(dòng)后，點(diǎn)擊設(shè)備組態(tài)界面中的啟動(dòng)按鈕，畫面開始動(dòng)作，整個(gè)過程都是按照之前的設(shè)計(jì)出來顯示。依據(jù)仿真圖所顯示出的白天和夜間的組態(tài)圖如圖3-11和圖3-12所示。3-12系統(tǒng)組態(tài)白天設(shè)計(jì)圖圖3-13系統(tǒng)組態(tài)晚間設(shè)計(jì)圖4結(jié)論本次設(shè)計(jì)的課題依據(jù)PLC各個(gè)結(jié)構(gòu)的配合，以及各個(gè)結(jié)構(gòu)的作用，利用西門子博圖軟件對(duì)課題存在的問題進(jìn)行解答。這個(gè)主題主要針對(duì)生活的實(shí)際問題,運(yùn)用PLC來處理在實(shí)際生活中存在的問題和學(xué)生解決生活實(shí)際問題中如何使用PLC,用以培養(yǎng)良好品格對(duì)學(xué)生有著很大的幫助。通過本課題的設(shè)計(jì)，掌握了西門子PLC編制程序的一些技巧以及一些指令的運(yùn)用，熟練運(yùn)用博圖編程軟件，用博圖軟件對(duì)程序進(jìn)行仿真，分析討論使用PLC時(shí)遇到的問題，并逐步解決。我也學(xué)會(huì)了仔細(xì)觀察生活的細(xì)微差別，收集各方面的信息來幫助我解決問題，培養(yǎng)自己解決問題的想法。伴隨著我國成為世界第一的工業(yè)大國，各種各樣的控制系統(tǒng)在其中扮演著重要角色，PLC憑借著本身的高可靠性，高抗干擾性和適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境而在其中扮演者重要的一環(huán)，所以應(yīng)當(dāng)更加勤奮的學(xué)習(xí)PLC，為自己的未來作鋪墊。這一次畢業(yè)課題任務(wù)中，我遭遇到了很多難題，經(jīng)過反復(fù)學(xué)習(xí)課本知識(shí)內(nèi)容，在知識(shí)論壇中發(fā)起