基于PLC的智能交通控制实验.docx

基于plc的智能交通控制实验基于plc的智能交通控制实验实验报告实验设备台号： 实验班级：实验日期： 成绩： 目录一、实验名称：3二、实验设备：3三、实验步骤：3四、控制方案详述41、四种交通状态42、末3s倒计时闪烁提醒53、车辆行驶模拟54、车辆等待功能65、急车状态功能66、夜间模式7五、i/o分配图8l信号灯i/o分配（含夜间模式信号灯闪烁）8l信号灯闪烁分配8l数码管显示引脚分配9l路况灯编号示意图9l车辆行进模拟引脚分配（含夜间模式车辆行进）9l车辆等待模拟引脚分配10l急车状态触发分配10l夜间模式模拟车辆行进引脚分配10六、程序功能注释及完整程序101、四种交通状态计时输出信号灯112、数码管输出计时时间123、信号灯末三秒闪烁提醒134、急车状态处理145、车辆行进模拟156、车辆等待模拟167、夜间模式178、完整程序18七、实验总结25基于plc的智能交通控制实验一、 实验名称：基于plc的智能交通控制实验二、 实验设备：实验硬件：micrologix1200交通实验台实验软件：rslogix500编程软件rslinx通讯软件rsview32组态软件三、 实验步骤：1、熟悉及micrologix1000，micrologix1200及micrologix1500组成、安装及与pc的连接；micrologix1000i/o分布；micrologix1200及micrologix1500的i/o分布及扩展模块的i/o分布。2、熟悉并操作rslogix500软件包及变成方法。3、熟悉并操作rslinx软件包。4、用上述两软件包进行系统组态，确认系统连接成功。5、理解实验内容，构思并编制实验梯形图。6、下载并调试。提示：利用若干个定时器控制两个方向的四个灯的点亮时间及亮、灭顺序。四、 控制方案详述1、四种交通状态 （1）bc直行与ad禁止通行灯同亮，时间为20s。（2）bc右拐与ad左拐灯同亮，时间为15s。（3）ad直行与bc禁止通行灯同亮，时间为20s。（4）ad右拐与bc左拐灯同亮，时间为15s。（四种状态不断轮替，在ad直行20s时bc禁止通行此时行人可穿bc斑马线过马路，在bc直行20s时ad禁止通行行人可穿ad斑马线过马路，此种方案可避免行人过马路与右拐车出事故的可能。） 具体实现方案如下：以四个计时器分别与四个减法器组合实现四种状态的四个时间状态，以每个计时器的完成状态dn作为下一个计时器开始的条件，在四种状态全部完成时以四种状态全部完成的dn串联作为四个计数器全部res重置的条件以实现不断的循环。这里采用的rto计时器，以便之后运行急车状态时的恢复现场。同时运用了sub减法器的结果与bcd转换，以便转换的bcd码与对应的数码管端口的连接输出。2、末3s倒计时闪烁提醒在每个状态的最后3s进行信号灯闪烁提醒。具体实现方法：用一个计时器计时2s,在计时结束后判断dn进行res重置进行不断循环，以其输出0或1作为灯亮的依据，从而实现1s亮1s暗的闪烁效果。3、车辆行驶模拟在每个通行状态下，相应的车辆表示灯一次亮暗以模拟其行驶的状态。具体实现方法：仍利用2s计时器，根据其acc来判断亮灭，将每个状态下的车辆相间两辆串在一起，以统一输出口，得到亮暗模拟通行。4、车辆等待功能在非通行状态对应的车辆中，斑马线后的车辆应处于等待状态，以车常亮表示等待。具体实现方法：等待车辆输出判断以非本状态的计时器工作作为判断依据。若非本状态通行，则斑马线后本状态车辆常亮。5、急车状态功能急车亦分为四种状态，分别由四个输入口触发模拟，当触发急车状态时，数码管清零，信号灯保持急车行驶的交通状态，直至急车通过，信号恢复，同时数码管上计数恢复。具体实现方法：四种交通状态的急车由四个输入口触发，以其是否闭合为判断条件进行急车判断处理，若存在急车，则将n70清零，从而使得数码管示数为零，同时将正在计时的计时器的使能端调0，由于使用的rto计时器，故而在恢复现场时只需使能端恢复，即可恢复现场。6、夜间模式在夜间模式状态下，信号灯进行闪烁，车辆在确认安全且慢速的情况下可任意通行。具体实现方法：以一个输入口作为夜间模式的触发源，若夜间模式触发，则数码管清零，路况随机闪烁，信号灯闪烁循环。信号灯闪烁循环通过判断以及以上提及的2s计时器的acc判断来进行闪烁处理，而随机路况则通过其他输出口进行简单模拟闪烁动画。 五、 i/o分配图l 信号灯i/o分配（含夜间模式信号灯闪烁）bc直行，ad禁行o：0/0bc右拐，ad左拐o：0/1ad直行，bc禁行o：0/8ad右拐，bc左拐o：0/9l 信号灯闪烁分配bc直行，ad禁行o：0/10bc右拐，ad左拐o：0/11ad直行，bc禁行o：0/12ad右拐，bc左拐o：0/13l 数码管显示引脚分配1do：0/21co：0/31bo：0/41ao：0/50do：0/60co：0/7l 路况灯编号示意图l 车辆行进模拟引脚分配（含夜间模式车辆行进）bc直行，ad禁行o：1/4 （21,14,5,8,15,24）o：1/5 (16,11,13,18)bc右拐，ad左拐o：1/2 (22,56,38,57,4,7,29,47,62,25)o：1/3 (50,35,64,10,59,19)ad直行，bc禁行o：1/6 (46,41,30,39,44,55)o：1/7 (43,36,42,49)ad右拐，bc左拐o：2/0 (40,23,45,6,20,63,31,9,60,54)o：2/1 (17,12,61,37,58,48)l 车辆等待模拟引脚分配bc直行，ad禁行o：2/2 (2,27)bc右拐，ad左拐o：2/3 (28,1,32,53)ad直行，bc禁行o：2/4 (52,33)ad右拐，bc左拐o：2/5 (34,51,26,3)l 急车状态触发分配bc直行，ad禁行i：0/14bc右拐，ad左拐i：0/15ad直行，bc禁行i：1/0ad右拐，bc左拐i：1/1l 夜间模式模拟车辆行进引脚分配夜间模式触发i：0/4bc直行，ad禁行o：1/4 （21,14,5,8,15,24）o：1/5 (16,11,13,18)bc右拐，ad左拐o：1/2 (22,56,38,57,4,7,29,47,62,25)o：1/3 (50,35,64,10,59,19)ad直行，bc禁行o：1/6 (46,41,30,39,44,55)o：1/7 (43,36,42,49)ad右拐，bc左拐o：2/0 (40,23,45,6,20,63,31,9,60,54)o：2/1 (17,12,61,37,58,48)六、 程序功能注释及完整程序本程序大致可分为七部分，其中有些模块有重叠利用输出功能。七部分大致如下：l 四种交通状态计时输出信号灯l 数码管输出计时时间l 信号灯末三秒闪烁提醒l 急车状态处理l 车辆行进模拟l 车辆等待模拟l 夜间模式信号灯闪烁以下将对每个部分进行详述。1、 四种交通状态计时输出信号灯四种交通状态分别为：bc直行ad禁行，bc右拐ad左拐，ad直行bc禁行，ad右拐bc左拐。其中两个直行状态分别对应的时间为20s，而左拐右拐状态对应的时间为15s，为此采用了四个计时器分别表示四种状态，并通过计时器的tt工作状态作为判断条件，进行信号灯的输出，具体梯形图如下（这里仅以两种状态梯形图做例子详解）： 如图所示，其中b3：0为已知1，删去亦可，由于之前开始接触不熟悉一直加着。i：0/4为触发夜间模式的输入，在之后的夜间模式部分会详解，rto为计时器，在中断后恢复仍保持原来的acc，这为之后的急车状态的恢复现场提供了方便，故而本程序中计时器均采用了rto格式。在程序运行时，先进入bc直行ad禁行状态，然后状态完毕时，t4：0计时器en为1，通过en来作为下一个状态的计时器开始的条件，同时在四个状态全部完成时已四个串联en为条件触发res复位功能，将四个计时器全部复位，进而实现四个状态的不断循环，复位程序如下:2、 数码管输出计时时间数码管输出时间利用的时间是计时器的计时总计acc，用了一个减法器sub将相应状态的计时器中的acc作为减数，与对应的数字做减法得差n7：0，将差进行bcd转换，存储进n7：1继而直接进行输出。对应程序图如下：3、 信号灯末三秒闪烁提醒当显示的时间大于3s时，相应状态对应的信号灯保持常亮，当小于时进行闪烁提醒直至下一个状态的常亮。具体程序图如下：首先是一个对于n7：1即数码管对应数字的判断大小，若小于等于3s，则进入闪烁状态，n7：1的状态只可能为0011,0010,0001，故而选n7：1/0作为判断位，若其为1则亮，为0则暗，从而实现3s的亮暗闪烁功能。图中i：0/04为以下将要介绍的急车与夜间模式的触发，在此不做赘述。对于大于3s的，相应信号灯则对应着常亮状态，具体程序图如下: 先对n7：0进行判断，大于3满足哪种状态的条件则亮，本图中还涉及到夜间模式的闪烁，在此不作赘述。4、 急车状态处理急车状态下急车拥有立即通行的权利，急车共有四个状态，分别于四种信号灯状态相对应，相应触发为i：0/03，在急车状态下，将对应的正在工作状态的计时器的使能端置0，从而使rto计时器停止工作，在判断触发口之后进行相应信号灯的常亮，同时数码管输出数字清零，在急车状态结束后，使能端恢复，计时器继续工作，同时其他功能恢复使得数码管输出数字恢复。具体梯形图如下：在没有急车触发的情况下各计时器正常运行，在急车状态下，正在运行的计时器会停止工作（使能端en被清零），相应触发对应相应输出端口o：0/14,15,1/0,1并连接至相应信号灯端口使其常亮。在上文中的信号灯状态中在有急车状态的情况下判断均将为假，故会停止工作不会产生冲突。5、 车辆行进模拟车辆行进模拟通过新建2s计时器进行判断，继而在对应的时间里点亮对应状态下的相间的车辆，熄灭，点亮，从而产生行进的动态感。具体程序图如下（这里仅以一种车况程序图做详解）：通过计时器不断循环产生0与1，继而分别作为判断依据进行相应状态的转换，b3：7/0为0或1从而输出o：1/4或5。6、 车辆等待模拟在非自行状态下斑马线后的车辆进行等待，以常亮表示其等待未行进。相应梯形图如下（仅以一种状态为例，后附完整程序图）：如图示，在其他状态下时，会有一个常亮输出，在自己的状态下时候，会经过相应闪烁计时的判断，为b3：7/0为0与1的不断变换从而与上文中的车辆行进进行衔接，达成完整的车辆行进效果，而在其他状态时的常亮输出则会产生等待效果。7、 夜间模式夜间模式使用i：0/4进行触发，若夜间模式