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交通控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用
以下是小編整理的關(guān)于交通控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用的論文，對寫該論文的寫作者有一定的借鑒作用!
摘要：隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)的高速發(fā)展，汽車也緊跟時代的步伐，交通問題成為我國家關(guān)心的問題，也是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要關(guān)鍵。我國人口眾多、經(jīng)濟建設(shè)穩(wěn)步發(fā)展，這也使得我國的交通問題日趨嚴重。如何在現(xiàn)有的交通體系中提高效率成為了關(guān)鍵所在，而提高交通控制系統(tǒng)的效率更是重中之重。作為諸多優(yōu)點的PLC在交通控制系統(tǒng)中得到了很大的發(fā)展，大大彌補了原有交通控制系統(tǒng)中的諸多缺點，是以后交通控制系統(tǒng)中發(fā)展的趨勢。本文在介紹PLC理論知識的基礎(chǔ)上，分析了PLC在交通控制系統(tǒng)中的應(yīng)用需求，以及PLC基本原理在交通信號燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。使我們對PLC控制交通信號燈系統(tǒng)的原理與應(yīng)用有了更深一層的了解，希望可以為初學者PLC應(yīng)用及交通信號燈系統(tǒng)的改進方面的研究提供參考。
關(guān)鍵字：交通控制系統(tǒng);可編程控制器;PLC;
引言
城市交通管理在交通運輸系統(tǒng)有著舉足輕重的作用。高速發(fā)展的經(jīng)濟，落后的交通設(shè)施和管理手段，使得我國城市交通管理工作面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。根據(jù)我國城市中機動車數(shù)量逐年增加、交通秩序日趨惡化、出行時間延長、交通事故呈逐年上升趨勢的實際情況，充分發(fā)揮現(xiàn)有路網(wǎng)的效率，緩解城市交通擁擠堵塞，依靠科技進步開發(fā)智能交通控制系統(tǒng)是一種投入少、見效快的有效途徑。
可編程邏輯控制器( PLC)是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計�？删幊炭刂破髯鳛槟壳肮I(yè)自動化的重要基礎(chǔ)設(shè)備，被稱為“工業(yè)自動化三大支柱性產(chǎn)業(yè)之一”，在各工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著愈來愈大的作用。
而基于PLC的交通控制系統(tǒng)的實施，能夠最大限度地利用城市己有的交通設(shè)施，提高路網(wǎng)的利用率，有效的控制城市交通狀況，減少交通擁擠，減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟效益具有重要的意義;同時對我國智能運輸系統(tǒng)的研究和發(fā)展也具有重要的意義，有很廣闊的市場應(yīng)用前景。
一、PLC的理論知識
1.1 PLC的基本組成
PLC一般由主機、擴展單元及外設(shè)組成。主機必不可少，其他部分可按需要配置。主機一般有CPU、內(nèi)存、電源及相應(yīng)的1/0單元或者通訊(外設(shè))口。擴展單元主要是1/0單元、電源模塊(有的無電源)、與主機的連接電纜，有的還有接口模塊。外設(shè)中最基本的就是編程器，有的還配置可編程終端、條碼讀入器、打印機等。從編寫程序與調(diào)試程序的角度看，個人計算機也算是PLC的外設(shè)。PLC的組成決定了PLC的功能。組成成分的增加與完善，將增加與增強PLC的功能。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式(也稱箱體式)和組合式(也稱模塊式)兩類。
整體式結(jié)構(gòu)的PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信端口、1/0擴展端口等裝在一個箱體內(nèi)構(gòu)成主機。另外還有獨立的1/0擴展單元等與主機配合使用。整體式PLC的結(jié)構(gòu)簡單、體積小，小機型常采用這種結(jié)構(gòu)。
組合式PLC的結(jié)構(gòu)的PLC是將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能1/0模塊、通訊單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊可以直接插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系，裝有CPU的單元稱為CPU模塊，其他稱為擴展模塊。中、大型機常采用組合式。
1.2 PLC的工作原理
可編程序控制器的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按順序排列。在用戶程序執(zhí)行階段，在沒有跳轉(zhuǎn)指令時，CPU從第一條指令開始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束(END)指令。遇到結(jié)束指令時，CPU檢查系統(tǒng)的智能模塊是否需要服務(wù)。在執(zhí)行指令時，從1/0映像寄存器或別的位元件的映像寄存器讀出其0/1狀態(tài)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運算，運算的結(jié)果寫入到相應(yīng)的映像寄存器中。因此，各映像寄存器(只讀的輸入映像寄存器除外)的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài)也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的讀取輸入階段被讀入。執(zhí)行程序時，對輸入/輸出的存取通常是通過映像寄存器，而不是實際的1/0點，這樣做有以下好處:程序執(zhí)行階段的輸入值是固定的，程序執(zhí)行完后再用輸出映像寄存器的值更新輸出點，使系統(tǒng)的運行穩(wěn)定;用戶程序讀寫1/0映像寄存器比讀寫1/0點快得多，這樣可以提高程序的執(zhí)行速度;1/0點必須按位來存取，而映像寄存器可按位、字節(jié)來存取，靈活性好。
(1)系統(tǒng)初始化
PLC上電后，要進行對CPU及各種資源的初始化處理，包括清除1/0映像區(qū)、變量存儲器區(qū)、復位所有定時器，檢查1/0模塊的連接等。
(2)讀取輸入
在可編程序控制器的存儲器中，設(shè)置了一片區(qū)域來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。在讀取輸入階段，可編程序控制器把所有外部數(shù)字量輸入電路的ON/OFF(1/0)狀態(tài)讀入輸入映像寄存器。外接的輸入電路閉合時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為1狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)輸入點的常開觸點接通，常閉觸點斷開。外接的輸入電路斷開時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為O狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)輸入點的常開觸點斷開，常閉觸點接通。
(3)執(zhí)行用戶程序
線圈“斷電”，對應(yīng)的輸出映像寄存器中存放的二進制數(shù)為O，將它送到物理輸出模塊，對應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點斷開，外部負載斷電，停止工作。
(4)通信處理
在智能模塊及通信信息處理階段，CPU模塊檢查智能模塊是否需要服務(wù)，如果需要，讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，供下一掃描周期使用。在通信信息處理階段，CPU處理通信口接收到的信息，在適當?shù)臅r候?qū)⑿畔魉徒o通信請求方。
(5)CPU自診斷測試
自診斷測試包括定期檢查EZPRoM、用戶程序存儲器、1/0模塊狀態(tài)以及1/0擴展總線的一致性，將監(jiān)控定時器復位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。
(6)修改輸出
CPU執(zhí)行完用戶程序后，將輸出映像寄存器的0八狀態(tài)傳送到輸出模塊并鎖存起來。梯形圖中某一輸出位的線圈“通電”時，對應(yīng)的輸出映像寄存器為1狀態(tài)。信號經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點閉合，使外部負載通電工作。
二、結(jié)束語
本文主要介紹了 PLC 的相關(guān)知識，包括 PLC 的產(chǎn)生、定義、基本結(jié)構(gòu)、特點和發(fā)展歷程與發(fā)展方向。PLC 的基本結(jié)構(gòu)是進行 PLC 編程控制的基礎(chǔ);PLC 的優(yōu)點是選擇 PLC 作為交通控制系統(tǒng)控制機的主要原因,。另外，提高城市交通網(wǎng)的通行能力是一個綜合性的問題，交通信號控制只是其中一個措施，除此之外，還應(yīng)加強交通法規(guī)建設(shè)和交通管理措施。把規(guī)劃、管理、控制等方面進行綜合治理才是城市交通的出路。
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