基于PLC的交通灯智能模糊控制.doc

基于PLC交通灯的智能模糊控制XXXX学院毕业论文（设计）基于PLC的交通灯智能模糊控制 Traffic Lights Intelligent Fuzzy Control with PLC姓 名： XX 学 号： XXX 系 别： 物理与电子信息科学系 专 业： 电子信息科学与技术 年 级： 04级 指导教师： XXX 2008年5月29日20摘要交通系统是一个非线性随机性都很强的开放的复杂的系统，加上人的参与，对其进行有效的控制是一个非常复杂的问题。本设计用小型可编程控制器(PLC)控制十字路口交通灯，并运用模糊控制原理设计一种十字路口交通灯智能控制系统，它能够依据车滞留量的大小自动调节红绿灯的时间长度，减少路口延误时间和停车次数，更加精确地控制非线性的、随机的十字路口车流量，极大提高路口的通行能力。关键词：PLC；模糊控制；车滞留量AbstractTraffic system is a all very strong open complicated nonlinearity randomness system , adds peoples participation, carrying out effective controlling on the person is a very complicated problem.The design with small programmable logic controller (PLC) control of traffic lights at crossroads, and applying the principle of designing a fuzzy control of traffic lights at crossroads Intelligent Control System. It can be based on the size of cars stranded in traffic lights automatically adjust the length of time, delays and road junctions to reduce the number of parking spaces, more precise control of nonlinear, random crossroads vehicular traffic, greatly improving the capacity of the junction.Key words: PLC Fuzzy Control Volume of cars stranded目 录中英文摘要I1 引言12 系统总体设计12.1 设计要求12.2 系统设计方案与论证13系统设计43.1 系统硬件设计43.2 模糊控制器的设计63.3 系统软件设计124系统调试175 结束语17致谢18参考文献19附录201 引言随着城市经济的发展,城市规模不断扩大,汽车也越来越多，道路增长率、改造率迅猛上升,但是人们在享受汽车带来的方便快捷的同时，也越来越感觉到许多问题，如空气污染、噪音污染以及交通堵塞的问题。市区交通显得拥挤,交通秩序混乱,交通事故也发生的更加频繁。城市中道路十字交叉口的交通信号灯系统,对维护城市道路交通的秩序,保证道路交通的通畅起着十分重要的作用。城市的发展使得交通灯控制要求也就越来越高,交通灯的设计有很多实现的方法,从交通灯的重要性看来,交通灯工作一定要稳定可靠, 提高交通控制系统的效率更是重中之重。在交叉路口的交通信号控制中，如何科学有效地根据对交叉路口交通流特征和排队延误规律，设计出较为先进的交通信号配时方案以提高交叉路口的控制效率，成为了当前城市交通控制系统的重要课题之一。交通系统是一个非线性随机性都很强的开放的复杂的系统，加上人的参与，对其进行有效的控制是一个非常复杂的问题。如果没有科学、合理、有效的城市交通系统,就会带来路网通行能力明显低于设计要求并且波动性大、出行时间难以预测、高发交通事故、交通环境恶化、出行者容易疲劳等问题。本毕业设计以模糊控制理论为基础,对道路车流的实际情况进行实时监控,将交通控制的过程变为动态的分析、估计、预测、优化与决策的过程，对交通灯的绿灯延时时间进行动态控制,改善控制区域的交通秩序,增加现有的道路设施的通行能力,减少交通事故。由于模糊控制不需要建立被控对象精确的数学模型，特别适用于随机的,复杂的城市交通灯的控制。2 系统总体设计2.1 设计要求设计一个十字路口的交通灯控制系统，要求：1、依据车滞流量的大小自动调节红绿灯的时间长度；2、急车强通功能；2.2 系统设计方案与论证2.2.1 系统设计原理十字路口交通控制系统属非线性离散控制系统，通过路口的车流量随着时间与季节的变化较大，要实现精确的控制比较困难。因此，定时控制方式被广泛采用。但由于采用定时切换红绿灯，这样必然会产生上述弊端：即当某条道路的车流量很大，而此时另一条道路可能是空道或者车流量相对少得多的道路，按照这种定时控制方式，车流量很大道路也要等待红灯而另一条道路无车却依然按原定时间亮绿灯，这种现象是未能对道路车辆的实际情况进行实时监控所造成的。显然，这样的交通灯控制系统效率较低，无法依据道路与季节变化情况改变控制方式，容易造成交通拥挤，也浪费人力、物力。因此，从提高交通控制系统的效率出发，有必要寻求一种具有智能的交通控制系统。它能够依据道路与季节变化情况自动调节红绿灯的时间长度，最大限度地减少十字路口的车辆滞留现象，有效的缓解交通拥挤，实现交通控制系统的最优控制。可采用如下方案进行交通灯控制：首先，采用电感式传感器探测车辆以得到车辆脉冲，然后把这一脉冲输入PLC；让PLC内的计数器对车辆脉冲的上升沿进行计数，其次，PLC 按照一定的模糊智能控制原则自动调节红绿灯的时间长度。该系统属单机控制系统，即一台PLC控制一个十字路口交通灯。系统主要由车辆探测器、PLC、交通灯等三部分组成，其中人行道红绿灯控制信号可与同侧交通灯信号并行，故暂不考虑。同时，考虑到PLC的投资与系统的适应性等问题，本系统采用三菱小型 PLC 的FX2N-48MR 为主控制器，其性价比较好。交通路口的控制系统的组成如图11：车辆探测器1，2各方向交通灯控制信号输出驱动PLCFX2N48M 图1 智能控制系统组成车辆探测器1的信号输入PLC内计数器，用于探测车辆进入路口的信号，车辆探测器2的信号也输入PLC内计数器，用于探测车辆出路口的信号。一般每个方向可设两个，直行和左转，右转暂不考虑。由上可见，本系统明显具有许多PLC控制系统的共同特点，如编程容易，控制系统构成简单，系统设计和开发周期短，可靠性高，性价比好且安装维护方便等。本系统特别适合于交通繁忙，无立交桥，无地下行人道的十字路口。2.2.2 方案选择和论证目前普遍使用的电气控制方式主要有：继电器接触器控制、可编程序控制器控制、单片机系统控制等。1、继电器接触器控制：继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。虽然这种系统也具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，但这种控制系统的缺点是采用固定接线方式，接线多，灵活性差，工作频率低，触电易损坏，可靠性差。2、单片机系统控制： 单片机是程序存储控制，通常包括微处理器、存储器、输入输出口及其他功能部件。它们通过地址总线、数据总线和控制总线连接起来。通过输入/输出口线与外部设备及外围芯片相连目前普遍使用的是MCS-51系列单片机。但在设计时硬件和软件均要设计，抗干扰性能差，不通用，并且需要有接口电路与之配套，价格中等，制造较难，维修较容易。3、可编程序控制器（PLC）控制：PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”（1）可靠性高：由于其输入/输出端口采用电器或光电耦合器件，采取了隔离和抗干扰措施，使其具有很高的抗干扰能力，因而能在恶劣环境下可靠工作；（2）体积小：由于在制造时采用了大规模集成电路和微处理器，用软件编程代替了硬连线，便于安装，实现了小型化；（3）通用性好：由于采用集成模块化结构，一般有CPU模块、电源模块、PID模块、模拟输入和输出模块等，可以用这些模块灵活的组成各种不同的控制系统，对不同的控制系统，只需选取不同的模块，因而具有很好的适用性；（4）使用方便：对于不同的控制系统，当硬件结构选定后，如果输入/输出有很小变动时，只需修改相应程序，减少了现场高度的工作量，使用起来灵活方便。由于它是由工业微型计算机、输入/输出设备、保护及抗干扰隔离电路等构成的微机控制装置，具有顺序、周期性工作的特征。综上所述，选择PLC。3系统设计3.1 系统硬件设计3.1.1 车辆的存在与通过的检测2(1) 感应线圈(电感式传感器)电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成如图2中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本设计所涉及的检测工作方式)和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分，则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。图2 车辆检测原理图及检测电路电压脉冲输出波形 电感式传感器的高频电流频率为60kHz，尺寸为 23m，电感约为100H。这种传感器可检测的电感变化率在0.3以上1，2。电感式传感器安装在公路下面，从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。(2) 电路检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器,并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图3所示, 输出脉冲波形见图2（b）。图3 车辆存在与检测电路原理框图(3) 传感器的铺设车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地下的铺设采取在每个车行道上的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器，同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的最长停车车龙为好。进口的地方车速较快，市区中如果时速为60千米/时，即15米/秒，则通过5米的最少时间为330毫秒。PLC对于1000步的程序来说，扫描周期远远小于330毫秒，故用内部计数器就可达到要求。传感器的铺设如图4：图4 传感器的铺设3.1.2 PLC的硬件连接东、西、南、北直行方向和左转方向分别各有红、黄、绿信号灯一盏，共24盏；每条人行道各有绿、红灯2盏，共16盏；共6个开关，16个传感器，布局如图4，则共有22个输入点。由于东西，南北的信号灯及人行信号灯可并联，则共有16个输出点。选用日本三菱FX2N48MR的PLC作为控制器的核心。FX系列中，FX2N的扫描速度最快，它有24个输入点，24个输出点，继电器输出。PLC的I/O地址分配如表1所示，其中X为输入继电器，Y为输出继电器，电源接线可参考PLC应用手册。表1：可编程控制器I/O端口分配X27启动开关X26停止开关X0C235X1C236X2C237X3C238X4东西左转直行强通X5东西直行左转强通X6南北左转强通X7南北直行强通X10C2X11C3X12C4X13C5X14C6X15C7X16C8X17C9X20C10X21C11X22C0X23C1Y0东西左转绿灯Y1东西左转黄灯Y2东西左转红灯Y4南北左转绿灯Y5南北左转黄灯Y6南北左转红灯Y7东西直行绿灯Y10东西直行黄灯Y11南北直行绿灯Y12南北直行黄灯Y13东西人行绿灯Y14东西人行红灯Y15南北人行红灯Y16南北人行绿灯Y17东西直行红灯Y20南北直行红灯3.2 模糊控制器的设计PLC的智能模糊控制原则是本控制系统的核心，是系统如何依据车辆脉冲的计数结果自动输出以调节红绿灯的时间长度的控制逻辑。设计模糊控制器主要是求取模糊控制表。3.2.1 系统分析（1）车流量的统计：每股行车道的车流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器1时，使计数器1的统计数加1，经过第二个传感器2出路口时，使计数器2的统计数加1，计数器1与计数器2的差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值)。统计完滞留量后按通行最大化原则取值，即，将该方向的两个相向的车辆的滞留量相比较，取两者中的较大值作为该方向的车辆滞留量。（2）控制规律：十字路口的信号灯控制主要在于求取最佳信号周期和两交叉方向的绿信比。当交通车流稀少时，信号周期尽量短些，但一般不能少于30s，以免某一方向的绿灯时间小于15 s使车辆来不及通过路口而影响交通安全。当交通车流量较大时，信号周期应该长些，但一般也不能太长，否则某一相位的红灯时间太长，司机和行人的心理上不能忍受。为了确保交通的井然有序，采用的相位控制如图6所示，有箭头的车道表示正处于通行状态的车道，交通灯按4个相位顺序切换，对于右行车道的暂且不考虑。在十字路口的东西南北四个方向的每个入口车道的近端(斑马线附近)和远端(距斑马线约100 m处)分别设置一个传感器，构成检测区，分别统计通过该处的车辆数。图6 各行道示意图称当前相位下通行的车流在检测区内的车队为“通行队列（M）”，而等待当时相位结束的下两个相位通行车流在检测区内的车队为“等待队列（W）” 3。汽车通行的时间由 绿灯固定最短时间(10秒),绿灯延时时间(025秒) 绿灯闪烁时间(3秒) 黄灯时间(2秒)组成。取“通行队列（M）”的两方向中一方向较大的滞留量分别与两个“等待队列（W）” 的两方向中一方向较大的滞留量相比较,依据“通行队列（M）”与“等待队列（W）”的滞留量查模糊控制表，取得两个绿灯延时值。取两个延时值的平均值作为“通行队列（M）”的绿灯延时时间。3.2.2 确定控制器的输入变量和输出变量以及它们的数值变化范围4输入变量为X,Y，输出变量为t。当远端和近端传感器之间距离约为100 m时，考虑一般车辆车身长度连同两车辆间距平均5m左右，所以100 M内可能停留等待的车辆数最多可达到100/520辆，即“通行队列（M）” 排队等待的车辆数X变化范围为020, “等待队列（W）”排队等待的车辆数Y的变化范围也为020。本系统的输出就是四个方向的红黄绿灯，还有斑马线处人行横道的红绿灯以及按前进方向分得更细的绿灯相互间关系及四个方向的输出关系最终归结到对当前绿灯的延时T。输出变量T的延时变化范围为025，即一个方向通行的时间范围为1540。3.2.3 模糊化方法即把输入、输出变量数值，变换成模糊语言变量的论域元素及量化因子，定义模糊子集。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秒作为车辆最少通行时间，其二是根据三个相位的车辆滞留量的值进行模糊决策的延时时间t。“通行队列（M）”的滞留车辆数作为变量X的论域,取020,并分为5个模糊子集:很少、少、中、多、很多。其从属函数如图7:图7通行队列的滞留车辆数X的从属函数“等待队列（W）” 的滞留车辆数作为变量Y的论域,取020,并分为5个模糊子集:很少、少、中、多、很多. 其从属函数如图8:图8等待队列的滞留车辆数Y的从属函数绿灯延时t2的论域取025,分为5个模糊子集:很短、短、中、长、很长其从属函数如图9:图9 绿灯延时时间t的从属函数3.2.4 模糊规则的设计5依据十字路口交通现场的实际情况与交通指挥经验，采用“模糊分档”的绿灯时长控制原则。假如此时东西左转方向车流为通行队列，则东西直行方向车流及南北左转方向车流为等待队列。若通行队列的车滞留量规模为少，等待队列的车滞留量规模为很多，则绿灯延时时间为很短。当两个方向的状态处于同一量级时，如同为多，或同为中，或同为少时，绿灯的延时t均取“很短”，其目的是保证双方流量相差不多的情况下，尽快地均衡疏散。具体各情况规则如表2：表2 模糊规则表RXY很少少中多很多很少很短短中长很长少很短很短短中长中很短很短很短短中多很短很短很短很短短很多很短很短很短很短很短3.2.5 模糊推理算法与解模糊6从模糊规则得到的结果仍然是模糊量，还要经过模糊推理算法还原为精确量才能输出。本毕业设计采用当今模糊控制算法的主流算法简易模糊推理算法。对于每个确定的输入x和y值对应不同的模糊子集，具有不同的从属度。由此而激活的多条模糊规则以取小的策略求出各输出于模糊集的从属度： 然后再采用重心法(加权平均法)解模糊，求出t的精确值:式中：为确定的X、Y输入值所对应的不同模糊子集的从属度；为输出各模糊子集所对应的重心值。假如，测的X12，Y9。由图7可知当X12时对应两个模糊子集（中和多），其从属度分别为同理，由图8可知当Y9时对应两个模糊子集（少和中），其从属度为：由表1可知：若X为中，且Y为少，则t为短 若X为中，且Y为中，则t为很短若X为多，且Y为少，则t为中若X为多，且Y为中，则t为短从属度取两个前提条件的从属度中的最小者，则：从图9可以看出，在对称的三角形从属函数中，输出延时“很短”，“短”，“中”三个模糊集对应的重心对应的值分别为3秒，6秒，12秒。由重心法计算公式得：所以，该方向相对于某一等待队列的绿灯的延时总长为：同理，可以由各滞留量计算出其它延时值，编制一张延时模糊控制查询表，如表3：表3 绿灯延时模糊控制查询表(辆)W延时t （S）M （辆）0123456789101112131415161718192000000000000000000000001333333333333333333333233333333333333333333334444443333333333333334555444333333333333333555554433333333333333366665543333333333333337888766444333333333333899987655443333333333391111119775544333333333331012121211986554333333333331114141412111087664444333333312151515131211987654443333333131717171413121198765443333333141818181715141211987554433333315191919181716141211108766444333316202020181717151312119876544333317202020191818171413121198655443331821212120201918171514121198655433319232323222119181715141211987655433202525252322201918171514121198765543车辆的计数和车滞流量的比较及绿灯延时时间长度查表取值全部由PLC完成，在一个红绿灯周期中，每当东西或南北绿灯亮之前，PLC都从计数器中采集的数据，即某一道路中计数器1的计数值减去计数器2中的计数值，作为该道路的车辆滞流量(其他通道同理)，然后由“通行队列（M）”的滞留量的值分别与下两个相位，即“等待队列（W）”的滞留量的值去查询绿灯延时模糊控制表，取绿灯延时时间值，将取得的值经过一系列运算之后，送给相应的数据寄存器，调整绿灯时长。绿灯时长输出后，计数器2立即清零并继续计数，计数器1在原有的车辆滞流量基础上继续计数，为下一个红绿灯周期做准备。3.3 系统软件设计3.3.1 PLC的编程语言 标准语言梯形图语言是最常用的一种语言，它有以下特点：（1）它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。（2）梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是 PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。（3）梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。（4）内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU 内部使用。（5）PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。（6）语句表语言，类似于汇编语言。（7）逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。3.3.2 控制流程图交通控制流程图如图10，图中只列出了关键相位的信号灯情况 图10 交通灯智能控制主程序流程图3.3.3控制器的软件设计控制器接通电源，按下启动按钮，开始工作。首先，在M8002的上升沿时调用存表子程序，将模糊控制表中的数据按顺序依次存入D1000D1440数据存储单元。在程序运行的第一个周期中： 东西左转绿灯亮10秒，闪3秒，黄灯亮2秒，接着东西左转红灯亮。东西直行绿灯亮（亮灯的延时时间由“通行队列M”的滞留量分别与两“等待队列W”的滞留量共同决定），与此同时，南北人行道绿灯亮，当绿灯延时时间到，闪3秒，黄灯亮2秒，接着转红灯。当绿灯延时时间到时，南北人行道绿灯闪3秒就变为红灯。 然后南北左转绿灯亮（亮灯的延时时间由“通行队列M”的滞留量分别与两“等待队列W”的滞留量共同决定）各人行道都为红灯，当绿灯延时时间到，则闪3秒，黄灯亮2秒，接着转红灯。 南北直行绿灯亮（亮灯的延时时间由“通行队列M”的滞留量分别与两“等待队列W”的滞留量共同决定）与此同时，东西人行道绿灯亮，当南北直行绿灯的延时时间到，则闪3秒，黄灯亮2秒，接着转红灯。当绿灯延时时间到时，东西人行道绿灯闪3秒就变为红灯。然后，又重复第一个步骤，但是，在运行的第二个周期开始，东西左转绿灯点亮的时间不是固定的时间，而是和其他绿灯亮的时间一样，由“通行队列M”的滞留量分别与两“等待队列W”的滞留量共同决定。 步骤的内容不变，如此循环，直到按下停止键结束。绿灯亮的最短时间为10秒，最长为35秒，绿灯闪烁时间3秒，黄灯亮的时间为2秒。在任一时刻，按下急车强通开关，则该方向上绿灯亮，其他方向红灯亮，禁止通行。急车过后，该方向上绿灯闪3秒，黄灯亮2秒，最后红灯亮，接着，下一相位按正常顺序工作。智能交通灯的控制程序主要由绿灯延时赋值子程序，取滞留量值子程序，绿延时查表程序，灯亮程序和急车强通程序组成。以东西左转这一相位来说明各程序：绿灯延时赋值子程序：当南北直行黄灯灭时，调用东西左转绿灯延时赋值子程序。在该赋值子程序中，先调用P4,P5,P6子程序，其分别为东西左转滞留量，东西直行滞留量，南北左转滞留量取值子程序。然后调用绿延时查表子程序，由东西左转滞留量与东西直行滞留量取得绿灯延时时间t1，存入D47。再由东西左转滞留量与南北左转滞留量取得绿灯延时时间t2，存入D45。最后将D45与D47的平均值与10的积存入D0(东西左转绿灯计时值)。图11 东西左转绿灯延时赋值子程序取东西左转滞留量值子程序：将C0与C5的差值存入C0，C2与C9的差值存入C2，清零C5，C9，比较C0,C2的值，大者的值存入D12。东西直行滞留量值子程序和南北左转滞留量值子程序与东西左转滞留量值子程序相类似。图12 取东西左转滞留量值子程序绿灯延时查表子程序:将通行队列的车辆滞留量的值与21相乘，将乘积与等待队列的车滞留量的值相加，将和存入V0作为地址偏移量。将取得的值与与绿灯最小固定延时的值10相加，和存入D45,子程序返回。图13 绿灯延时查表子程序急车强通程序：用M200、M2003、M206、M209实现东西左转，东西直行，南北左转，南北直行急车强通互锁，以保证只响应一路方向的急车。为了保证在急车强通完时发一信号，使信号灯按照急车强通完后的时序动作，用M200,M201实现在东西左转强通完（X4断开时）由M201发一脉冲。为了使M201发出的脉冲信号变为持续接通的信号，设置了M202，它通过自己的动合触点以实现自保。当T14的计时时间到，则T14常闭触点闭合，使M202断开。当东西左转强通开关合上时，X4接通，M200接通，使M200的常闭触点断开，使全部计时器断开，M200的常开触点闭合，使Y0接通，东西左转绿灯亮，让东西左转急车通行。当东西左转急车强通开关断开时，M200断开，M201常开触点闭合，M202接通并自保，使“东西左转绿灯”支路断开，“东西左转绿灯闪”支路闭合，“东西左转绿灯闪”计时器闭合，闪计时开始。当东西左转绿灯闪3次，即三秒后，T3计时时间到，常闭触点断开“东西左转绿灯闪”支路断开，T3常闭触点闭合东西左转黄灯亮，并计时。图14 东西左转强通程序 图15 东西左转绿灯4系统调试由于使用的是三菱公司的PLC,所以使用三菱触摸屏界面编辑软件 GT Designer2, 三菱触摸屏仿真软件GT Simulator2及三菱全系列PLC编程仿真软件GX Simulator进行软件仿真。用GT Designer2 制作的交通灯模拟界面与图4相同。其中，D0,D1,D2,D3显示的值分别为东西左转绿灯，东西直行绿灯，南北左转绿灯，南北直行绿灯定时器中的值，计数器中的值表示经过对应车辆传感器的车辆数。左上方的四个按键为各方向的强通开关，左边两个按键为启动和停止按钮由于无法仿真车辆经过传感器而产生的的计数脉冲，所以使用数字键盘直接对各计数器赋值，作为经过传感器的车辆数。输入数值时要注意计数器1中的数值要比计数器2中的大，且两个计数器的差值不大于20。仿真时，打开三菱全系列PLC编程软件GX Developer，打开交通灯程序，按下按钮（或工具梯形图逻辑测试启动）启动仿真器GX Simulator。打开三菱触摸屏仿真软件GT Simulator，导入制作好的交通灯模拟界面。按下启动开关，先不对计数器输入数值，交通灯系统按最小固定时间正常运行。假设某一时刻东西直行为通行队列。经模拟验证实际绿灯点亮时间与理论上一致。对其他各方向取不同的计数值得到的结果，理论与实际均相符。运行过程中，按下任一方向强通按钮，则该方向绿灯亮，急车过时，该方向上绿灯闪3秒，黄灯亮2秒，红灯亮。接着，下一相位绿灯按正常方式运行。经验证，此交通系统的设计达到任务要求。硬件调试：接通电源，检查可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。完成接线后，使电脑上的PLC程序与PLC同步用实验箱上的红绿灯系统进行验证。对计数器输入输值，实际测的的绿灯点亮时间与理论计算相符合。5 结束语通过这次毕业设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力。大学四年多的时间主要是在学习理论知识，并未真正做一个完整的系统设计，但经过这次的毕业设计，我接触到了更