基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文(說明書題目:基于PLC的交通燈限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名:王朝陽學(xué)號:20112001868平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院年月日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文任務(wù)書姓名王朝陽專業(yè)班級電氣自動(dòng)化3班任務(wù)下達(dá)日期年月日設(shè)計(jì)(論文起先日期年月日設(shè)計(jì)(論文完成日期年月日設(shè)計(jì)(論文題目:基于PLC的交通燈限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師孫慧峰系(部主任年月日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文答辯委員會(huì)記錄自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè),學(xué)生王朝陽于年月日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文答辯。設(shè)計(jì)題目:基于PLC的交通燈限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題(論文題目:指導(dǎo)老師:孫慧峰答辯委員會(huì)依據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文材料,依據(jù)學(xué)生答辯狀況,經(jīng)答辯委員會(huì)探討評定,賜予學(xué)生王朝陽畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文成果為。答辯委員會(huì)人,出席人答辯委員會(huì)主任(簽字:答辯委員會(huì)副主任(簽字:答辯委員成員:,,,,,,,。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文評語第頁畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文及答辯評語:平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文說明書1摘要目前,我國很多大中城市的交通壓力都特別大。部分交通路口的信號燈工作時(shí)間不合理,交通違章或肇事記錄不準(zhǔn)確。所以,改善與提高現(xiàn)有的交通系統(tǒng)的工作效率,加強(qiáng)交通路口的信號燈限制和平安狀況的監(jiān)控是特別重要的。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)利用PLC來實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的限制與監(jiān)控。通過交通中心的主機(jī)依據(jù)詳細(xì)城市各路口的須要限制各個(gè)十字路口的PLC,從而限制十字路口交通燈的改變,實(shí)現(xiàn)對城市十字路口的合理限制與監(jiān)控。【關(guān)鍵詞】:十字路口;交通燈;PLC限制平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文說明書書目第一章概述(11.1課題設(shè)計(jì)背景(11.2課題設(shè)計(jì)任務(wù)(2其次章設(shè)計(jì)方案分析與確定(32.1單片機(jī)限制(32.2繼電器限制(32.3可編程邏輯限制器限制(32.4限制方案確定(4第三章交通燈硬件設(shè)計(jì)(63.1硬件系統(tǒng)框圖(63.2交通燈限制過程(63.3硬件選型(73.4擴(kuò)展模塊選擇(93.5PLC交通燈的硬件連接圖(113.6監(jiān)控系統(tǒng)(12第四章交通燈軟件設(shè)計(jì)(134.1系統(tǒng)限制過程(134.2流程剛好序圖(134.3限制梯形圖(17結(jié)論(25致謝(26參考文獻(xiàn)(27附錄(28平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文說明書第一章概述1.1課題設(shè)計(jì)背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注,交通問題成為制約我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)大問題,上路的車輛越來越多,而道路建設(shè)卻往往跟不上城市發(fā)展的速度,因此城市交通的問題日益突出,常常在十字路口等交通繁忙的地方發(fā)生堵塞狀況。我國人口眾多,現(xiàn)在大多數(shù)城市都經(jīng)會(huì)出現(xiàn)這樣的交通擁堵現(xiàn)象,人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào),已經(jīng)成為交通管理部門須要解決的重要問題之一。隨著社會(huì)的發(fā)展,一個(gè)城市的交通是否便捷是衡量起是否具有發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?biāo)。在這個(gè)時(shí)候,道路交通燈的正常運(yùn)行以及合理的功能就是交通暢通的重要保證。目前我國大中小城市都出現(xiàn)了交通擁堵的現(xiàn)象,特殊是大城市,隨著城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加,如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超符合運(yùn)行的狀況。因此,自80年頭后期,這些城市紛紛修建城市高速道路,在高速道路建設(shè)完成的初期,它們也曾有效的改善了交通狀況。然而,我國城市十字路口的交通燈限制系統(tǒng)基本上都采納定時(shí)限制方式。這樣必定產(chǎn)生如下弊端:當(dāng)某條道路的車流量很大卻要等待紅燈,而此時(shí)另一條空道或車流量相對少得多的道路卻依舊按原定時(shí)間亮著綠燈,這種現(xiàn)象是未對道路的實(shí)際狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控所造成的。這樣的交通限制系統(tǒng)效率低,簡潔造成交通擁擠,而且也奢侈人力、物力。所以,如何采納合適的限制方法,最大限度的利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路,緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況,越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題,可見改善城市交通燈限制系統(tǒng)是多么的重要近年來,隨著車輛社會(huì)擁有量的增加,這難題日顯突出,特殊是在上下班的高峰期。有很多學(xué)者多年來始終探討舒緩這個(gè)難題(談不上解決的方法。其中包括近來提出的在車道(紅綠燈前安裝車流量傳感器,統(tǒng)計(jì)車流量再限制綠燈的放行時(shí)間;設(shè)定定時(shí)器在上、下班高峰期增加綠燈的放行時(shí)間以及對各個(gè)路口違章、肇事的監(jiān)控與記錄等等問題。在這樣的背景下,我們有必要尋求一種具有更完善的交通限制系統(tǒng)。這種交通限制系統(tǒng)能夠依據(jù)車流量的改變自動(dòng)調(diào)整紅綠燈的時(shí)間長度,最大限度地削減十字路口的車輛滯流現(xiàn)象,有效的緩解交通擁擠、實(shí)現(xiàn)交通限制系統(tǒng)的最優(yōu)限制,大大的提高了交通限制系統(tǒng)的效率。隨著我國人民生活水平的不斷提高,城市化的推動(dòng)與私家車數(shù)量的猛增,道路交通擁擠的問題日益突出,可以預(yù)見,智能交通限制系統(tǒng)將具有廣闊的應(yīng)用前景。1平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文說明書1.2課題設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)采納PLC做限制器,完成對十字路口交通燈的自動(dòng)限制,主要實(shí)現(xiàn)城市交通路口信號燈自動(dòng)限制,救援應(yīng)急限制等,從而保證了車輛在城市道路各路口順暢通行以及平安。2平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文說明書其次章設(shè)計(jì)方案分析與確定2.1單片機(jī)限制單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支,也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī),特殊適用于限制領(lǐng)域,故又稱為微限制器。通常,單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成,內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件:中心處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此,單片機(jī)只須要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合,便可成為一個(gè)單片機(jī)限制系統(tǒng)。運(yùn)用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈限制系統(tǒng)采納MSC-51系列單片機(jī)ATSC51和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈限制器,實(shí)現(xiàn)了能依據(jù)實(shí)際車流量通過8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間。運(yùn)用單片機(jī)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于它們的CPU功能在增加,內(nèi)部資源在增多,引角的多功能化,以及低電壓底功耗。但是編程困難,對環(huán)境的要求較高,出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行調(diào)試不便利,牢靠性不高。2.2繼電器限制采納繼電接觸式限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)交通燈限制系統(tǒng),主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成,其限制方式是斷續(xù)的,所以又稱為斷續(xù)限制系統(tǒng)。雖然這種系統(tǒng)也具有結(jié)構(gòu)簡潔、價(jià)格低廉、維護(hù)簡潔、抗干擾實(shí)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但這種限制系統(tǒng)的缺點(diǎn)是采納固定接線方式,接線多,敏捷性差,工作頻率低,觸電易損壞,牢靠性差。2.3可編程邏輯限制器限制可編程限制器簡稱PC(ProgrammableController,它經(jīng)驗(yàn)了可編程序矩陣限制器PMC、可編程序依次限制器PSC、可編程序邏輯限制器PLC(ProgrammableLogicController和可編程序限制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC相區(qū)分,現(xiàn)在把可編程邏輯限制器簡稱為PLC。它主要用來取代繼電接觸器邏輯限制,系統(tǒng)功能僅限于執(zhí)行繼電器邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等。可編程序限制器限制系統(tǒng)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采納了可編程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、依次限制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出,限制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。它具有很強(qiáng)的抗干擾實(shí)力,廣泛的適應(yīng)實(shí)力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)分于其他一般微型限制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。假如采納PLC作為十字路口交通燈限制系統(tǒng)作為限制核心,只需將程序下載到PLC內(nèi)即可。并可通過通信隨時(shí)對限制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。PLC適應(yīng)環(huán)境的實(shí)力特別強(qiáng),抗干擾3平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文說明書等方面實(shí)力都特別強(qiáng)大,性能價(jià)格比也很高。2.4限制方案確定可編程限制器限制技術(shù)與繼電-接觸器限制技術(shù)、單片機(jī)限制技術(shù)的異同點(diǎn):1.功能強(qiáng),性能價(jià)格比高在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)限制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來運(yùn)用,僅單片機(jī)方面學(xué)問是不夠的,還應(yīng)依據(jù)詳細(xì)硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合,加以完善。繼電器是用于邏輯限制,起到過渡作用的,亦可限制小負(fù)載。PLC是可編程邏輯限制器,是用軟件來進(jìn)行邏輯限制的,而繼電器是用硬件結(jié)構(gòu)來限制的。一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶運(yùn)用的編程元件,有很強(qiáng)的功能,可以實(shí)現(xiàn)特別困難的限制功能。與相同功能的繼電器相比,具有很高的性能價(jià)格比?？删幊绦蛳拗破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)分散限制,集中管理。2.硬件配套齊全,用戶運(yùn)用便利,適應(yīng)性強(qiáng)可編程序限制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,系列化,模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能敏捷便利的進(jìn)行系統(tǒng)配置,組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序限制器的安裝接線也很便利,一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強(qiáng)的帶負(fù)載實(shí)力,可以干脆驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和溝通接觸器。3.牢靠性高,抗干擾實(shí)力強(qiáng)單片機(jī)是靠程序的,并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能,尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能,這是別的器件須要費(fèi)很大力氣才能做到的,有些則是花大力氣也很難做到的。而PLC的編程更比單片機(jī)通俗易懂。傳統(tǒng)的繼電器限制系統(tǒng)中運(yùn)用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良,簡潔出現(xiàn)故障,PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件,接線可削減互繼電器限制系統(tǒng)的1/10--1/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為削減。PLC實(shí)行了一系列硬件和軟件抗干擾措施,具有很強(qiáng)的抗干擾實(shí)力,平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上,可以干脆用于有劇烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場,PLC已被廣闊用戶公認(rèn)為最牢靠的工業(yè)限制設(shè)備之一。4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器限制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件,使限制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大削減。PLC的梯形圖程序一般采納依次限制設(shè)計(jì)方法。這種編程方法很有規(guī)律,很簡潔駕馭。對于困難的限制系統(tǒng),梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC的用戶程序可以在試驗(yàn)室模擬調(diào)試,輸入信號用小開關(guān)來模擬,通過PLC上的4發(fā)光二極管可視察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后,在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)覺的問題一般通過修改程序就可以解決,系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。5.編程方法簡潔梯形圖是運(yùn)用得最多的可編程序限制器的編程語言,其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相像,梯形圖語言形象直觀,易學(xué)易懂,熟識(shí)繼電器電路圖和單片機(jī)的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟識(shí)梯形圖語言,并用來編制用戶程序。梯形圖語言事實(shí)上是一種面對用戶的一種高級語言,可編程序限制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí),用說明程序?qū)⑺胺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。6.修理工作量少,修理便利PLC的故障率很低,且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí),可以依據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器供應(yīng)的住處快速的查明故障的緣由,用更換模塊的方法可以快速地解除故障。這些都是繼電器和單片機(jī)無法比擬的。7.體積小,能耗低對于困難的限制系統(tǒng),運(yùn)用PLC后,可以削減大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,小型PLC的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小,因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。PLC的配線比繼電器限制系統(tǒng)的配線要少得多,故可以省下大量的配線和附件,削減大量的安裝接線工時(shí),可以削減大量費(fèi)用。將PLC用于對交通信號燈的限制,主要是考慮其具有對運(yùn)用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性,同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源特別豐富,可對目前普遍運(yùn)用的“漸進(jìn)式”信號燈進(jìn)行精確限制,特殊對多岔路口的限制可便利的實(shí)現(xiàn)。目前大多品牌的PLC內(nèi)部均配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘,通過編程限制可對信號燈實(shí)施全天候無人化管理。由于PLC本身具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能,將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理,可縮短車輛通行等候時(shí)間,實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。綜合以上優(yōu)點(diǎn),所以,本設(shè)計(jì)采納可編程序限制器限制交通燈系統(tǒng)。第三章交通燈硬件設(shè)計(jì)3.1硬件系統(tǒng)框圖交通燈限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示。圖3-1交通燈限制系統(tǒng)框圖3.2交通燈限制過程信號燈受啟動(dòng)及停止按鈕的限制,當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí),信號燈系統(tǒng)起先工作,并周而復(fù)始地循環(huán)工作,當(dāng)按下停止按鈕時(shí),系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài),全部信號燈都熄滅。交通燈示意圖如圖3-2所示,在東西南北兩個(gè)方向均安裝信號燈,兩個(gè)方向各6個(gè)燈,分為三個(gè)方向紅、黃、綠三種顏色。限制要求:南北主干道:左轉(zhuǎn)綠10S直行綠30S綠閃3S黃2S紅45S右行紅10S綠78S東西人行道:綠27S綠閃3S紅60S東西主干道:紅45S右行紅10S綠78S左轉(zhuǎn)綠10S直行綠30S綠閃3S黃2S南北人行道:紅60S綠27S綠閃3S1.正常循環(huán)限制方式交通燈改變依次表(單循環(huán)周期90秒(1南北向(列和東西向(行主干道均設(shè)有左行綠燈10S,直行綠燈30S,綠燈閃亮3S,黃燈2S和紅燈45S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r,東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮左行綠燈,直行綠燈,綠燈閃亮和黃燈;反之,當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r,南北主干道依次點(diǎn)亮左行綠燈,直行綠燈,綠燈閃亮和黃燈。(2南北向和東西向人行道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北向主干道直行綠燈點(diǎn)亮3S后才允許點(diǎn)亮,然后接3S綠閃,其他時(shí)間為紅燈;同樣,東西人行道通行綠燈于東西向主干道直行綠燈點(diǎn)亮3S后才允許點(diǎn)亮,然后接3S綠閃,其它時(shí)間為紅燈。2.急車強(qiáng)通限制方式(1急車強(qiáng)通信號受急車強(qiáng)通開關(guān)限制。無急車時(shí),按正常循環(huán)時(shí)序限制,有急車來時(shí),將急車強(qiáng)通開關(guān)接通,不管原來信號狀態(tài)如何,一律強(qiáng)制讓急車來車方向的綠燈亮,直到急車通過為止,將急車強(qiáng)通開關(guān)斷開,信號的狀態(tài)馬上轉(zhuǎn)為急車放行方向的綠燈閃亮3次。隨后按正常時(shí)序限制。(2急車強(qiáng)通信號只能響應(yīng)一路方向的來車,若兩個(gè)方向先后來急車,則響應(yīng)先來的一方,隨后再響應(yīng)另一方。圖3-2交通燈示意圖3.3硬件選型依據(jù)設(shè)計(jì)要求,本設(shè)計(jì)共須要I/O點(diǎn)數(shù)為4輸入/22輸出。詳細(xì)須要的輸入輸出點(diǎn)數(shù)如表3-1和表3-2所示。表3-1輸入點(diǎn)數(shù)安排表3-2輸出點(diǎn)數(shù)安排依據(jù)表3.1和表3.2可以確定PLC以及擴(kuò)展模塊的選型。對于這種中小型自動(dòng)限制中,應(yīng)用德國西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC無疑是特別明智的選擇。在主機(jī)模塊中,常用的主機(jī)有CPU222,CPU224,CPU226三種。方案一:若選擇CPU222作為主機(jī),由于CPU222有8輸入/6輸出,與此設(shè)計(jì)的4輸入/22輸出相差16點(diǎn)數(shù)字量輸出。還須要擴(kuò)展16點(diǎn)數(shù)字量輸出。方案二:若選擇CPU224作為主機(jī),仍舊缺少8點(diǎn)數(shù)字量輸出,和前者相比,CPU224的存儲(chǔ)容量增大了一倍,它可以有7個(gè)擴(kuò)展模塊,并且有內(nèi)置時(shí)鐘,有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)處理實(shí)力。是運(yùn)用的相對較多的S7-200產(chǎn)品。方案三:假如選用CPU226作為主機(jī),CPU226主機(jī)為24輸入/16輸出,與4輸入/22輸出較為接近,只需擴(kuò)展一片8點(diǎn)數(shù)字量輸出的擴(kuò)展模塊即可。和CPU224相比,CPU226增加了通訊口的數(shù)量,使得它的通信實(shí)力大大增加,可以用于點(diǎn)數(shù)較多,要求較高的小型或者中型限制系統(tǒng)。經(jīng)過價(jià)格、性能、擴(kuò)展模塊的數(shù)量的比較,以及設(shè)計(jì)的要求等多方面的考慮,選擇CPU226作為主機(jī)是最合理的。3.4擴(kuò)展模塊選擇1.擴(kuò)展模塊的選擇S7-200系列CPU供應(yīng)肯定數(shù)量的主機(jī)數(shù)字量I/O點(diǎn),但在主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)不夠的狀況下,就必需運(yùn)用擴(kuò)展模塊的I/O點(diǎn)。由于本設(shè)計(jì)的輸入點(diǎn)很少,只要PLC主機(jī)的輸入點(diǎn)足以滿意要求。須要擴(kuò)展6點(diǎn)輸出,EM222是8DC輸出,這樣擴(kuò)展一個(gè)EM222就滿意系統(tǒng)要求,且比較經(jīng)濟(jì)合理,所以,選擇EM222作為輸出擴(kuò)展模塊。2.擴(kuò)展模塊與主機(jī)的連接形式主機(jī)和擴(kuò)展模塊上均有一個(gè)連接口,用專用的連線將兩個(gè)接線口連通即可。如圖3-4所示。圖3-4CPU226與EM222的連接圖3.I/O安排如表3-3、表3-4所示,優(yōu)先安排主機(jī)CPU226的地址,后安排擴(kuò)展模塊EM222(8輸出數(shù)字量模塊的地址。表3-3輸入點(diǎn)安排表3-4輸出點(diǎn)安排3.5PLC交通燈的硬件連接圖如圖3-5所示,主機(jī)和擴(kuò)展模塊的輸入/輸出分別接在一起。圖3-5硬件連接電路圖3.6監(jiān)控系統(tǒng)本節(jié)簡潔介紹了對道路十字路口的監(jiān)控,主要采納干脆的攝像與錄象方式進(jìn)行監(jiān)控,之后將數(shù)據(jù)通過光纜傳回監(jiān)控中心進(jìn)行人工截取保存,以便對違章肇事事務(wù)進(jìn)行見證和查詢。第四章交通燈軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)限制過程系統(tǒng)由傳感器、輸入接口電路、PLC、信號燈、電源等組成。以下面一個(gè)十字路口為例,該路口限制為一般采納的方式,依次放行依次南、東、西、北。按綠燈指示方向行駛(向左、直行和向右,人行道在南面車輛放行時(shí),東面人行道放行,依此類推,依次為東、北、南、西,綠燈的放行時(shí)間初始設(shè)定值為30秒,時(shí)間結(jié)束后綠燈閃三次(1秒一次,黃燈亮2秒,黃燈滅,紅燈亮,三秒后黃燈滅,紅燈亮。每個(gè)方向循環(huán)一次90秒。人行道只有綠燈和紅燈,由放行車道的綠、紅燈并聯(lián)限制,綠燈結(jié)束后,綠燈閃耀三秒后常亮。4.2流程剛好序圖1、限制流程圖(1交通燈正常循環(huán)運(yùn)行邏輯流程圖如圖4-1所示。圖4-1交通燈正常循環(huán)運(yùn)行流程圖續(xù)圖4-1(1交通燈正常循環(huán)運(yùn)行流程圖續(xù)圖4-1(2交通燈正常循環(huán)運(yùn)行流程圖(2急車強(qiáng)通限制的邏輯流程圖如圖4-2所示。圖4-2急車強(qiáng)通限制流程圖續(xù)圖4-2(1急車強(qiáng)通限制流程圖(2限制時(shí)序圖交通燈工作時(shí)序圖如圖4-3所示。圖4-3交通燈南北工作時(shí)序圖圖4-4交通燈東西工作時(shí)序圖4.3限制梯形圖本設(shè)計(jì)采納S7-200系列編程軟件STEP-Mirco/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。STEP-Mirco/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件,由西門子公司特地為S7-200系列可編程限制器設(shè)計(jì)開發(fā)。它功能強(qiáng)大,主要為用戶開發(fā)限制程序運(yùn)用,同時(shí)也可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子S7-200用戶不行缺少的開發(fā)工具?，F(xiàn)在加上漢化程序后,可在全漢化的界面下進(jìn)行操作,使中國的用戶運(yùn)用起來更加便利與好用。本設(shè)計(jì)采納依次限制指令進(jìn)行編程,詳細(xì)程序如下:網(wǎng)絡(luò)1:置位初始狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)2:狀態(tài)S0.0起先。網(wǎng)絡(luò)3:在狀態(tài)S0.0中,實(shí)現(xiàn)東西、南北方向交通燈以及人行道交通燈的復(fù)位和置位。網(wǎng)絡(luò)4:若啟動(dòng)按鈕有效,分支起先,依次狀態(tài)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S0.1。網(wǎng)絡(luò)5:復(fù)位狀態(tài)S0.0。網(wǎng)絡(luò)6:狀態(tài)S0.1起先。網(wǎng)絡(luò)7:狀態(tài)執(zhí)行,南北同時(shí)左轉(zhuǎn)綠、直行紅、右轉(zhuǎn)紅10S南北左轉(zhuǎn)綠燈閃3秒南北黃燈亮2秒南北人行道綠燈亮27秒南北左轉(zhuǎn)紅30秒東西右轉(zhuǎn)、南北直行、南北人行同時(shí)綠燈閃3秒程序執(zhí)行43秒時(shí)對南北直行綠、南北人行綠、東西右行綠進(jìn)行復(fù)位南北直行黃、東西右行黃2秒程序執(zhí)行45秒時(shí)對南北直行黃、東西右行黃、東西左轉(zhuǎn)紅進(jìn)行復(fù)位東西左轉(zhuǎn)綠、東西右行紅10秒程序執(zhí)行45秒時(shí)對南北直行紅進(jìn)行置位東西左轉(zhuǎn)綠燈閃3秒程序執(zhí)行55秒時(shí)對東西直行綠、東西右行綠進(jìn)行置位,對東西直行紅進(jìn)行復(fù)位定時(shí)器T37設(shè)定植58秒網(wǎng)絡(luò)8:T37有效,依次狀態(tài)轉(zhuǎn)移S0.2。網(wǎng)絡(luò)9:依次狀態(tài)轉(zhuǎn)移結(jié)束。網(wǎng)絡(luò)10:狀態(tài)S0.2。網(wǎng)絡(luò)11:東西左轉(zhuǎn)黃燈亮2秒東西人行道綠燈復(fù)位東西人行紅道紅燈復(fù)位東西左轉(zhuǎn)紅置位東西人行綠、南北右行綠、東西直行綠閃2秒計(jì)時(shí)器T38設(shè)定值30秒網(wǎng)絡(luò)12:T38有效,依次狀態(tài)轉(zhuǎn)移S0.3。網(wǎng)絡(luò)13:依次狀態(tài)轉(zhuǎn)移結(jié)束。網(wǎng)絡(luò)14:狀態(tài)S0.3。網(wǎng)絡(luò)15:南北直行黃置位東西人行紅、南北右行黃置位東西人行綠復(fù)位南北直行綠、南北右行綠復(fù)位定時(shí)器T39設(shè)定值2秒網(wǎng)絡(luò)16:T39有效,依次狀態(tài)轉(zhuǎn)移S0.0。假如有急車來時(shí),將急車強(qiáng)通開關(guān)接通,不管原來信號狀態(tài)如何,一律強(qiáng)制讓急車來車方向的綠燈亮,直到急車通過為止,將急車強(qiáng)通開關(guān)斷開,信號的狀態(tài)馬上轉(zhuǎn)為急車放行方向的綠燈閃亮3次。隨后按正常時(shí)序限制。急車強(qiáng)通限制梯形圖17,梯形圖18。網(wǎng)絡(luò)17:東西方向急車強(qiáng)通限制梯形圖:網(wǎng)絡(luò)18:南北方向急車強(qiáng)通限制梯