基于PLC的智能交通控制.docx

基于PLC的智能交通控制综合设计实验院系： 自动化学院班级： 测控1101班 姓名与学号：* U2011* * U2011* U2011*指导老师：黄为 14目录一、实验名称3二、实验设备和软件3三、实验步骤3四、控制方案详述4（1）十字路口交通指挥灯的控制4（2）十字路口路况模拟的控制6（3）交通灯倒计时提醒闪烁7（4）可恢复现场的急车功能7五、I/O分配表81、交通灯的输出端口分配82、路况灯的输出端口分配83、数码管的输出端口分配84、急车中断的输入端口分配8六、程序功能注释及完整程序9七、实验总结与心得体会.14一、实验名称基于PLC的智能交通控制综合设计实验二、实验设备和软件 （1）Micro-PLC：MicroLogix1200（2）交通实验台（3）实验软件：RSLogix500编程软件RSLinx 通讯软件三、实验步骤1、熟悉及Micrologix1000，Micrologix1200及Micrologix1500组成、安装及与PC的连接；Micrologix1000 I/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，构思设计方案并编制实验梯形图。 6、下载并调试直到所有设计的功能全部实现。 四、控制方案详述上图为十字路口模拟图，其中南北方向称为AC方向，东西方向称为BD方向，AC方向干道为主干道,BD方向为副干道。（1）十字路口交通指挥灯的控制在设计路口交通灯控制方案时，我们首先在校外的十字路口进行了观察，根据实际情况来确定控制方案。我们确定的第一套方案考虑了人行横道等多种情况，但由于之后的程序设计问题没有考虑到整体效果，而不得不放弃包括此方案在内的之前的所有工作，又重新设计了控制方案及程序。最终确定的控制方案将路口的交通灯状态分为四种情况，结合前文的模拟图，即为：AC方向直行；BD方向直行；A、C左转；B、D左转。而在这四种情况下，右转是一直都被允许的，即认为路口没有人行横道。当交通灯系统启动运行时： AC方向直行：A、C方向（南北）直通信号灯点亮，同时，B、D方向（东西）禁止通行红灯点亮，维持18秒。在此通行相位中，显示通行时间的数码管以1秒的速度递减分别显示18、17、16、15、03、02、01。在最后3秒，信号灯闪烁，实现黄灯警示功能。 B方向直行：、方向（东西）直通信号灯点亮，维持秒，A、方向（南北）禁止通行红灯点亮，时间以1秒的倒计时速度用数码管显示。并在最后秒闪烁。 、方向左转：A、方向（南北）左转信号灯点亮，同时，B、（东西）方向禁止通行红灯点亮，维持1秒，时间以1S的倒计时速度用数码管显示。并在最后秒闪烁。、方向左转： 、D方向（东西）左拐信号灯点亮，、C方向（南北）禁止通行红灯点亮，维持秒，时间以1秒的倒计时速度用数码管显示。并在最后秒闪烁。同时，在交通灯的控制过程中，A、B、C、D四个方向的右拐信号灯一直点亮。控制方案实现：此方案需用二个计时器T4：0和T4:1，设置时间分别为18s和12s，分别计时，输出的时间分别对应主干道和次干道的交通信号灯的时间，并通过相应的输出端口输出到交通信号灯。为了实现两个计时器交替计时，用T4:0的TT位控制T4:1，用T4:1的TT位控制T4:0。一个计时器TT位为0时表示此计时器计时完成，换另一计时器开始工作，如此循环。为了实现减计数，用SUB指令，用当前计时器的PRE值减去ACC值，将结果存入B3:0。用TOD指令将B3:0中的数据转换为8421码之后存到B3:1，再按位输出到数码管。为了实现方案中四种情况的辨识，在每一次计时器完成计时的同时对B3:2进行一次加1操作，则可根据B3:2的最低两位的值来判断当前所属情况。即00为1,01为2，10为3,11为4。下图为十字路口交通灯控制时序图 十字路口交通灯时序图（2）十字路口路况模拟的控制实验台为十字路口模型，分A（南）、C（北）、B（东）、D（西）四个方向，每个方向为六车道控制，有规律的对称布置，每个方向车流流向为左拐、直通、右拐，中间为四面的交通信号灯控制显示。每个方向的路况选用四个标志性的四个灯交叉分为两批次，控制其交通闪烁显示。路况的模拟与交通灯同步，当某个方向通信时，该路况的控制灯以2s的频率一亮一灭（1s亮，1s灭）闪烁，其余的灯熄灭。路况A、B、C、D四个方向的右拐灯（24个）一直以2s的频率一亮一灭闪烁。控制方案实现：这里利用B3:0每秒变化的特征，用其第0位来控制相关路况灯的亮灭，即可实现路况灯以2s为周期交替亮灭。（3）交通灯倒计时提醒闪烁当四个方向的通行时间（数码管显示）倒计时到最后3s时，交通信号灯快速闪烁3s时间。控制方案实现：用一个时基为0.01s的高频计时器T4:3不断计时，判断当时间大于3s时交通信号灯常亮，当时间小于等于3s时，使用T4:3.ACC/5来控制交通信号灯的亮灭，实现适当频率的闪烁。（4）可恢复现场的急车功能有急车通过时，先保存当前交通灯和计时器状态。对应每一种通行方向的急车，交通灯转到该方向允许通行。急车通过后，交通灯和计时器恢复到原状态。有保存现场和恢复现场的功能。控制方案实现：分配八个输入端口，分别对应八种急车情况。即四个方向的直通急车和四个方向的左转急车。为实现当前有无急车的判断，使用了一个整数N7:1，当所有输入都为0时，用MOVE指令将其赋值为0，表示没有急车；当有任意一个输入为1时将其赋值为1，表示有急车需要通行。为了实现交通信号灯的恢复，计时器T4:0和T4:1必须使用可保持计时状态的RTO，并使其在N7:1为0时工作，为1时不工作，即保持。为了实现路况灯的恢复与急车通行的表现，控制一组路况灯亮需包含两种情况：在没有急车即N7:1为0时根据当前所处情况判断是否亮灯，若亮灯则用B3:0/0控制其以2s为周期闪烁；当相应方向有急车时用T4:3.ACC/5控制其高频闪烁，以突出急车通行的效果，同时没有急车的方向则不亮灯。五、I/O分配表 1、交通灯的输出端口分配交通灯方向输出端口A、C方向红灯O:1/0A、C方向左拐信号灯O:1/1A、C方向直通信号灯O:1/2B、D方向红灯O:1/3B、D方向左拐信号灯O:1/4B、D方向直通信号灯O:1/5A、B、C、D方向右拐信号灯O:0/1 2、路况灯的输出端口分配路况灯方向输出端口A、B、C、D方向右拐O:0/2O: 0/3A、C方向直通O:0/8O:0/9B、D方向直通O:0/10O:0/11A、C方向左拐O:0/12O:0/13B、D方向左拐O:0/14O:0/153、数码管的输出端口分配数码管低位O:0/4 O:0/5 O:0/6 O:0/7高位O:0/04、急车中断的输入端口分配急车情况输入端口A C直通急车I：0/1C A直通急车I：0/2B D直通急车I：0/3D B直通急车I：0/4A D 左转急车I：0/5C B直通急车I：0/6B A左拐急车I：0/7D C左拐急车I：0/8六、程序功能注释及完整程序以此计时器的完成信号DN作为启动信号，避免开始后两个计时器同时开始计时以上为高频计时器T4:3，时基为1.01s，计时完成时立即重置，用其ACC的第5位作为高频闪烁的控制信号。 以上003006为两个计时器交替工作的部分，计时的同时将当前计时器的PRE值减ACC值的结果存入B3:0，计时器计时完成即重置，每次重置时使B3:2加1.将B3:0中的减计数的值转换为8421码后存入B3:1，在按位输出到数码管的各个控制端。根据B3:2的低2位来判断当前所处情况，当低2位为00、01、10、11时，分别将N7:0赋值为1、2、3、4.AC方向直行交通信号灯控制，无急车并处于第一种情况下时，时间大于3s则常亮，小于3s时用T4:3.ACC/5控制其闪烁。有AC方向急车时常亮。BD方向直行交通信号灯，同上。无急车并处于第二种情况时，大于3s常亮，小于3s闪烁。有BD方向急车时常亮。AC方向左转信号灯控制。BD方向左转信号灯控制。AC方向红灯控制。无急车处于第二和第四种情况，以及有BD方向急车时亮。无急车时最后3s闪烁。BD方向红灯控制。AC方向直行路况灯，无急车且在相应情况时用B3:0/0控制其低频闪烁。有AC方向急车时用T4:3.ACC/5控制其高频闪烁。将四个路况灯间隔分为两批，分配两个端口，用B3:0/0，T4:3.acc/5或者它们的取反控制两组灯交替亮灭。BD方向直行路况灯，控制方案同AC方向。AC方向和BD方向左转路况灯控制。由于验收时四个方向的左转急车部分没有加进来，所以此处只有没有急车的情况。若要加入左转急车，只需将此处的两组路况灯的两个端口分开，在现有的判断条件之下并入有相应方向急车通行的输入，并用T4:3.acc/5控制其高频闪烁即可。具体的程序结构与AC方向直行路况等控制的程序类似。以上是对有无急车的判断，四个输入全部为0时令N7:1为0，表示没有急车。四个输入有任意一个为1时，令N7:1为1，表示有急车。此处也是没有加入左转急车的程序，若要加入左转急车只需将四个输入扩展为对应端口分配表的八