基于PCL的交通灯设计 毕业论文.docx

毕业设计（论文）基于pcl的交通灯设计所属系部 机 电 工 程 系 所学专业 机械制造与自动化 班 级 高机械0902 学生姓名 指导教师 职 称 2012 年 6 月基于pcl的交通灯设计摘 要：近年来随着科技的飞速发展，plc的应用正在不断地走向深入，同时 带动传统控制检测日新月益更新。它具有结构简单、编程方便、可靠性 高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程 控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控 制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，plc、机器 人、cad/cam将成为工业生产的三大支柱。由于plc具有对使用环境适应 性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐 进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。因 此现在越来越多地将plc应用于交通灯系统中。同时，plc本身还具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局 域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。 在实时检测和自动控制的plc应用系统中，plc往往是作为一个核心部件 来使用，仅plc方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对 具体应用对象特点的软件结合，加以完善。十分形象地显示出了 plc在 交通灯系统中的实际应用。关键词：plc交通灯；程序；报告；设计。design of traffic light based on pclabstract：plc and traffic lights application uses in plc to street-traffic control lights control, is mainly considered that it has to uses the adaptability to environment strong characteristic， simultaneously its internal timer resources are very rich, may “the evolution type，the signal light carry on the accuracy control to the present universal use, specially realization which may facilitate to the multi-road forks control. at present mostly the brand plc interior has the real-time clock， may implement all-weather non-hominization management through the programming control to the signal light. because plc itself has the communication networking function, composes a local area network the identical strip paths on signal light to carry on the centralized dispatcher to manage the principle, may reduce the vehicles general waiting time，realizes the scientific management.key word: plc traffic lights; program design; report.目 录引言：1第一章pcl的基础知识21.1plc的概述21.2plc的由来21.3plc的定义31.4plc的工作原理31.5plc的结构41.6plc的基本性能指标51.6.1plc的主要特点51.6.2plc的功能6第二章交通信号控制系统分析62.1十字路口交通灯的路况模拟图62.2十字路口交通灯控制实际情况72.3结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验72.4流程图82.5交通灯控制系统硬件设计112.5.1plc智能化控制交通灯的方法112.5.2plc 选择11第三章可编程控制器程序设计133.1可编程控制器选择133.2十字路口交通灯模拟控制时序图133.3可编程控制器i/o端口分配173.4程序设计18第四章总结20参考文献22致谢23王光耀 基于pcl的交通灯设计引言：当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两面旋转式方形 玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2 日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯表示 “停止”，绿灯表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。随着社会的发展，人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。人多、车多、道路少的道路交通状况已经很明显了。所以采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。plc的智能控制原则是控制系统的核心，采用plc把东西方向或南北方向的车辆按数量规模进行分档，相应给定的东西方向与南北方向的绿灯时长也按一定的规律分档.这样就可以实 现按车流量规模给定绿灯时长，达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞流，缓解交通拥挤、实现最优控制，从而提高了交通控制系统的效率。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的plc设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行 业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价 格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出第一章 pcl的基础知识1.1 plc的概述可编程控制器（plc)是以微处理器为核心，将计算机技术、自动控制技术、通讯技术融为一体的一种专门为适应恶劣的工业环境下而设计的工业控制装置，涉及到很多自动控制、电器方面的知识。经过30多年的发展，在工业生产中获得极其广泛的应用。目前，可编程控制器已经成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的首位。 其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度髙低的标志。1.2 plc的由来早期工业生产中广泛使用的电器自动控制系统是继电器-接触器控制系统，简称继电器控制系统，随着20世纪工业生产的迅速发展，市场竞争越来越激烈，工业产品更新换代的周期日趋缩短，新产品不断涌现，传统的继电器控制系统难以满足现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产控制要求，为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：1、编程方便，现场可修改程序；2、维修方便，采用模块化结构；3、可靠性高于继电器控制装置；4、体积小于继电器控制装置； 5、数据可直接送入管理计算机；6、成本可与继电器控制装置竞争；7、输入可以是交流115v;8、输出为交流115v，2a以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9、在扩展时，原系统只要很小变更；10、用户程序存储器容量至少能扩展到4kb。这就是著名的gm10条，1969年，美国数字设备公司（dec)研制出第一台plc，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可行性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台plc。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台plc。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。1.3 plc的定义可编程控制器（programmable controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（programmable logic controller),简称 plc，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称pc。但是为了避免与个人计算机（personal computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称plcplc问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会 nema (national electrical manufactory association)经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为 pc (programmable controller),并给pc作了如下定义 “pc是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。 用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行pc之功能着，亦被视为pc，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”以后国际电工委员会（iec)又先后颁布了 plc标准的草案第一稿，第二稿，并在1987年2月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。1.4 plc的工作原理plc的工作原理：电力线是一个极其不稳定的高躁声、强衰减的传输通道，要实现可靠的电力线高速数据通信，必须解决低压配电网上各种因素如：噪声、阻抗波动、配电网结构、电磁兼容性以及线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等主要因素对数据传输的影响。当plc投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，plc的cpu以一定的扫描速度重复执行上述 三个阶段。(一） 输入采样阶段在输入采样阶段，plc以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入i/0映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个 阶段中，即使输入状态和数据发生变化，i/0映象区中的相应单元的 状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(二）用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，plc总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该 逻辑线圈在系统ram存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在i/0映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在i/0映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在i/0映象区或系统r am存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形 图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。(三）输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，plc就进入输出刷新阶段。在此期间，cpu按照i/0映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路， 再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是plc的真正输出。1.5 plc的结构plc实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。a.中央处理单元（cpu)中央处理单元（cpu)是plc的控制中枢。它按照plc系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、i/0以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当plc投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入i/0映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取。经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入i/0映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将i/0映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高plc的可靠性，近年来对大型plc还采用双cpu构成冗余系统，或采用三cpu的表决式系统。这样，即使某个cpu出现故障，整个系统仍能正常运行。b、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。c、电源plc的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此plc的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+ 10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将plc直接连接到交流电网上去1.6 plc的基本性能指标1.6.1 plc的主要特点一、 高可靠性1) 所有的i/0接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与plc内部电路之间电气上隔离。2) 各输入端均采用r-c滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms。3) 各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。4) 采用性能优良的开关电源。5) 对采用的器件进行严格的筛选。6) 良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，cpu立即采用有效措施，以防止故障扩大。7) 大型plc还可以采用由双cpu构成冗余系统或有三cpu构成表决系统，使可靠性更进一步提高。二、 丰富的i/0接口模块plc针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的i/0模块与工业现场的器件或设备，如：按钮 行程开关 接近开关 传感器及变送器 电磁线圈 控制阀直接连接另外为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。三、 采用模块化结构为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型plc以外绝大多数plc均采用模块化结构plc的各个部件包括cpu电源i/0等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合四、 编程简单易学 plc的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式对使用者来说 不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握五、 安装简单维修方便 plc不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现场的各种设备与plc相应的i/0端相连接即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障，由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行1.6.2 plc的功能1) 逻辑控制2) 定时控制3) 计数控制4) 步进（顺序）控制5) pid控制6) 数据控制7) 具有数据处理能力8) 通信和联网9) 其它plc还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，crt模块。第二章 交通信号控制系统分析2.1 十字路口交通灯的路况模拟图 交通指挥灯示意图 2.2 十字路口交通灯控制实际情况a) 南北主干道：直行道绿灯亮27s、直行道绿闪3s、左转绿灯亮10s 、左转绿灯闪 3s、 黄灯亮2s 、红灯亮45s；b) 东西人行道：红灯亮45s、绿灯亮 27s、绿灯闪3s 、红灯亮60s；c) 东西主干道：红灯亮45s、直行道绿亮27s、 直行道绿闪3s、左转绿灯亮10s 、左转绿灯闪3s、黄灯亮2s；d) 南北人行道：绿灯亮27s 、绿灯闪3s、红灯亮 60s；e) 循环控制方式；f) 交通灯变化顺序表（单循环周期90秒）。南北向（列）和东西向（行）主干道南北向（列）和东西向（行）主干道均设有直行绿灯27s，直行绿灯闪亮3s，左行绿灯10s，左转绿闪3s，黄灯2s和红灯45s。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪亮和黄灯；反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮直行绿灯，直行绿灯闪，左转绿灯，左转绿灯闪亮和黄灯。南北向和东西向人行道南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮，当南北主干道直行绿灯闪亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西人行道通行绿灯于东西主干道直行绿灯点亮时点亮，当东西主干道直行绿灯闪亮是东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。2.3 结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验在plc交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面都有3个控制灯，分别为： 禁止通行灯 （亮时为红色） 准备禁止通行灯 （亮时为黄色） 直通灯 （亮时为绿色）另外行人道东西南北每面都有2个控制灯,分别为： 禁止通行灯 （亮时为红色） 直通灯 （亮时为绿色） 结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下：当交通灯系统启动开关接通时。南北向（列）和东西向（行）主干道 南北向（列）和东西向（行）主干道均设有绿灯 10s，绿灯闪亮2s（亮0.1 灭0.1）,黄灯2s和红灯14s。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮绿灯，绿灯闪亮，黄灯，反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪，黄灯。南北向和东西向行人道 南北向和东西向行人道均设为通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮，当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮是点亮，当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。盲人安全通道控制和手动控制车流量除此之外另设两个功能，使用10个脉冲开关。实现让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量。其中8个安装在人行道的两边当东西方向行走的盲人要过马路的时候，按下脉冲开关东西向行人道绿灯亮起，南北向主干道红灯闪亮，延迟10秒恢复原来的控制系统。南北向脉冲开关对应东西向功能相同，另外两个脉冲开可以控制车流量，当东西向主干道等待车量较多的时候，按下东西向控制脉冲开关，东西向主干道延长绿灯点亮时间到15秒。东西向行人道绿灯也要对应延长。南北向脉冲开关对应东西向功能相同。2.4 流程图启动开关东西绿灯亮东西绿灯闪东西黄灯亮东西红灯亮东西主干道10s2s2s14s南北红灯亮南北绿灯亮南北绿灯闪南北黄灯亮南北主干道14s10s2s2s启动开关南北红灯亮南北绿灯南北绿灯闪14s10s4s东西绿灯亮东西绿灯闪东西红灯亮10s4s14s东西行人道南北行人道结束结束交通灯模拟控制系统流程图启动开关按下脉冲开关原来控制循环系统行人道绿灯点亮，主干道红灯闪亮结束yn启动开关盲人脉冲按键控制流程图按下脉冲开关对应方向绿灯点亮时间延长到15秒，另一方向红灯点亮延长到15秒再次按下启动开关按此次控制方式进行循环原来方式控制系统结束ynyn手动控制车流量流程图2.5 交通灯控制系统硬件设计2.5.1 plc智能化控制交通灯的方法传统的十字路口交通控制灯，通常是事先经过交通流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而实际上交通流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法己不能适应迅猛发展的交通现状，需要有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。而模糊控制恰恰具有这方面的优势。此系统就是应用可编程序控制器(plc) 对十字路口交通控制灯实现模糊控制传统的十字路口交通控制灯，通常 是事先经过交通流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时 预先设置好。然而实际上交通流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，需要有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。而模糊控制恰恰具有这方面的优势。此系统就是应用可编程序控制器(plc)对十字路口交通控制灯实现模糊控制此控制系统的输入量是指十字路口各方向上车辆数的动态变化量。具体由传感器采集后送入可编程序控制器。在十字路口的四个方向 (e、s、w、n)的近端j(斑马线附近)和远端y(距斑马线约100米处)各设置一个传感器，分别统计通过该处的车辆数。为了实现模糊控制，需要将绿灯时间分为两部分：其一是固定的10秒作为路口车辆状态参数的采 集时间t1;其二是根据两个方向车辆流量变化进行模糊决策的延时t2。 然后通过传感器采集后的排队等候的车辆数送往plc进行模糊推理运算 得出延迟时t2，最后由t1和t2来实现对十字路口车流量的灵活控制。2.5.2 plc 选择一、plc机型和容量的选择步骤与原则随着plc技术的发展，plc产品的种类也越来越多。不同型号的plc， 其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同， 适用的场合也各有侧重。因此，合理选用plc，对于提高plc控制系统的 技术经济指标有着重要意义。plc的选择主要应从plc的机型、容量、i/0模块、电源模块、特殊 功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。plc机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便 的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：1、合理的结构型式plc主要有整体式和模块式两种结构型式。整体式plc的每一个i/0点的平均价格比模块式的便宜，且体积相 对较小一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式plc的功能扩展灵活方便在i/0点数、输入点数与输出点数的比例、i/0模 块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。2、安装方式的选择plc系统的安装方式分为集中式、远程i/0式以及多台plc联网的 分布式。集中式不需要设置驱动远程i/0硬件，系统反应快、成本低；远程 i/0式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程i/0可以分散 安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程i/0电源；多 台plc联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型plc，但必须要附加通讯模块。3、相应的功能要求一般小型(低档)plc具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带a / d和d /a转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档plc。对于控制较复杂，要求实现pid运算、闭环控制、通信联网等功能， 可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档plc。但是中、高档plc 价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。4、响应速度要求plc是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次plc的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用plc，或者某些功能 或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑plc的响应速度，可选用 具有高速i/0处理功能的plc，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的plc等。5、系统可靠性的要求对于一般系统plc的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统， 应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。6、机型尽量统一主要考虑到以下三方面问题：1) 机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。2) 机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技 术水平的提局。3) 机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上 位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。plc容量的选择步骤与原则plc的容量包括i / 0点数和用户存储容量两个方面。1) i/0点数的选择plc平均的i / 0点的价格还比较高，因此应该合理选用plc的i / 0 点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的i/0点最少，但必须留 有一定的裕量。通常i/0点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加 上10%15%的裕量来确定。2) 存储容量的选择用户程序所需的存储容量大小不仅与plc系统的功能有关，而且还 与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初 学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25%之多，所以对于初 学者应该在存储容量估算时多留裕量。plc的i / 0点数的多少，在很大程序上反映了 plc系统的功能要求， 因此可在i / 0点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20%30% 的裕量。存储容量(字节）=开关量i / 0点数x 10 +模拟量i / 0通道数x 100第三章 可编程控制器程序设计3.1 可编程控制器选择 本次交通灯设计用的是来自omron的cpm1a-30cdr-a可编程控制器 产品规格：cpm1a cpu单元cpm1a 在编程环境等方面，它不仅具备了以往的小型plc所具有的功能，尽可能使安装空间最小化，并实现了具有10点-100点输入输出点数的弹性构成。而且还可 连接可编程控制终端，创造了尚无前例的灵活运用。它不仅可以替代继电器控制柜，就是作为小型控制器或在传感器应用中，亦能适应生产现场不同的需求 ac电源输入，继电器输出，能加扩展单元3.2 十字路口交通灯模拟控制时序图与此人行道相交叉的主干道红灯启动行人道绿灯2s10s盲人脉冲按键控制时序图4s十字路口行人道交通灯模拟控制时序图14s10s南北绿东西红东西绿南北红启动启动南北红东西绿东西黄东西红南北绿南北黄10s2s2s10s2s2s14s10s2s2sonoff十字路口主干道交通灯模拟控制时序图南北红东西绿东西黄东西红南北绿南北黄152s2s10s2s2s14s152s2s东西向绿灯延时时序图启动offon3.3 可编程控制器i/o端口分配启动开关0000停止开关0001东西主干道绿灯1000东西主干道黄灯1001东西主干道红灯1002南北主干道绿灯1003南北主干道黄灯1004南北主干道红灯1005东西行人道绿灯1100东西行人道红灯1101南北行人道绿灯1102南北行人道红灯1103东西向绿灯延迟控制按钮0004南北向绿灯延迟控制按钮0005东西盲人脉冲按钮0003南北盲人脉冲按钮0002 plc000000011000100110021003100410051100110111021103交通灯控制plc i/o端口00020003000400053.4 程序设计0ld 00001or 203002and-not 00013and-not 200004out 203005ld 203006and-not 200017and-not 202038out 203019ld 2030110or tim 00511or tim 02712or 2000013and-not tim 00214and-not 2010315and-not 000116out 2000017tim 000 #10018tim 001 #12019tim 002 #14020ld tim 00221or 2000122or tim 01823and-not tim 00524and-not 000125and-not 2020326out 200127tim 003 #10028tim 004 #12029tim 005 #14030ld 000431or 2010032and-not 000033and-not 000534and-not 000135out 2010036ld 2010037and 2010538out 2010239ld tim 00540or tim 02741out 2010542ld 2010243or 2010344and-not 000145and-not tim 01846out 2010347tim 016 #15048tim 017 #17049tim 018 #19050ld 000551or 2020052and-not 000153and-not 000054and-not 000455out 2020056ld tim 00257ld tim 01858out 2020559ld tim 2020060and 2020561out 2020262ld 2020263or 2020364and-not 000165and-not 02766out 2020367tim 025 #150 68tim 026 #17069tim 027 #19070ld 2000071and-not tim 00072ld 2010373and-not tim 01674or ld75and-not 000176out 2000277ld tim 00078and-not tim 00179ld tim 01680and-not tim 01781or ld 82and-not 2000483and-not 000184out 2000385tim 006 #00286ld tim 00687or tim 00888or tim 01089or tim 00990or 2000491and-not tim 00792and-not 000193out 2000494tim 007 #00295ld 2000296or 2000397and-not 000198and-not 2000999out 1000100ld tim 001101and-not tim 002102ld tim 017103and-not tim 018104or ld105and-not 20009106and-not 0001107out 1001108ld 20000109and-not tim 002110ld 20103111and-not tim 018112or ld113and-not 20009114and-not 0001115out 1103116ld20000117and-not tim 002118ld 20103119and-not tim 018120or ld121and-not 20103122and-not 0001123out 20015124ld 20015125or 20014126and-not 0001127out 1005128ld 20001129and-not tim 003130ld 20203131and-not tim 025132or ld133and-not 0001134out 20005135ld tim 003136and-not tim 004137ld tim025138and-not tim 026139or ld140and-not 20004141and-not 0001142out 20006143tim 008 #002144ld 20005145or 20006146and-not 20013147and-not 0001148out 1003149ld tim 004150and-not tim 005151ld tim 026152and-not tim 027153or ld154and-not 0001155and-not 20013156out 1101157ld 20001158and-not tim 005159ld 20203160and-not tim 027161or ld162and-not 20013163and-not 0001164out 1101165ld 20001166and-not tim 005167ld 20203168and-not tim 027169or ld170and-not 0001171and-not 20009172out21000173ld 21000174or 20011175and-not 0001176out 1002177ld tim 001178and-not tim 002179ld tim 017180and-not tim 018181or ld 182and-not 20004183and-not 0001184out 20007185tim 009 #002186ld tim 004187and-not tim 005188ld tim 026189and-not tim 027190or ld191and-not 20004192and-not 0001193out 20008194tim 010 #2195ld 20007196or 20003197or 20002198or 20013199and-not 0001200out 1100201ld 20008202or 20005203or 20006204or 20009205and-not 0001206out 1102207ld 0002208or 20009209and-not tim 011210out 20009211tim 011 #100212ld 20009213and-not 20010214out 20011215tim 012 #010216ld tim 012217or tim 015218or 20010219and-not tim 013220out 20010221tim 013 #010222ld 0003223or 20013224and-not tim 014225out 20013226tim 014 #100227ld 20013228and-not 20010229out 20014230tim 015 #010231end215216217218219220221222223224225第四章 总结其实现场实况车辆的流量是变化的，本设计只是对其路灯起到一个开关的作用，即开关量控制系统。由于所学知识及设备有限，无法对其路灯进行智能化控制，所以在编程时就没把智能控制这一块加上去，再加上编程软件无法下载，在画梯形图方面受到一点阻碍。下面我就对智能化控制路灯作一些原理上的介绍。本程序