PLC在城市交通信號控制中的應(yīng)用

趙鵬程 趙益賢 雷成歡

摘要：隨著我國城市和交通的迅速發(fā)展，交通堵塞成為一個嚴(yán)重的社會現(xiàn)象，急需解決，因此原有的信號燈控制器已不能滿足現(xiàn)實需要，需要優(yōu)化現(xiàn)有的交通信號燈系統(tǒng)，來提升交通信號燈的效率。城市道路交通信號PLC控制系統(tǒng)運行可靠，可實現(xiàn)交通信號管制的自動開停，控制方案的調(diào)整及優(yōu)化簡單易行，使用范圍廣、壽命長。文章對該控制系統(tǒng)的設(shè)計過程設(shè)計思路、編程方法做了詳盡的介紹，具有一定的參考價值和實用價值。

關(guān)鍵詞：城市交通信號燈 ?PLC控制? 周期信號交通

1.? PLC介紹

1.1? PLC發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀(jì)70年代中期，由于大規(guī)模集成電路開始成為電子設(shè)備的新趨勢，在此之后8位微處理器等控制設(shè)備相繼問世，增加了數(shù)值的運算、閉環(huán)控制的功能，而且還提高了運算的效率。之后，PLC無論是在軟件功能還是在硬件功能上，都在飛速的發(fā)展，到現(xiàn)在為止，PLC正在越來越發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其他設(shè)備通信，生成報表，調(diào)度產(chǎn)出，可診斷自身故障及機器故障。PLC未來的發(fā)展不僅依賴于對新產(chǎn)品的開發(fā)，還在于PLC與其他工業(yè)控制設(shè)備和工廠管理技術(shù)的綜合。PLC將在今后的工業(yè)自動化中扮演重要角色，在未來的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術(shù)也必將長期成為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重要支柱。

1.2? PLC的特點

1.2.1? 可靠性高

PLC采用了很多可以提升可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計，比如說，冗余設(shè)計，失電保護，自動故障診斷以及自我信息保護及恢復(fù)等，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)意外失效的概率，使可靠性提高。

1.2.2? 操作簡便

操作層次上的方便對于PLC的操作來說主要可以分為程序輸入和程序更改的操作這兩個方面。目前工業(yè)領(lǐng)域所應(yīng)用的PLC主要采用編程器來實現(xiàn)程序的輸入和更改上的操作。而更改程序的操作也是可以直接按照用戶所需要的地址編號或按照接口的編號直接進行搜索或按接口的順序來進行尋找，再對其進行需要的更改。更改的信息也是可以直接在液晶屏或CRT上顯示出來的。PLC在操作上的十分的靈活和方便，從而使程序運行時的監(jiān)視和控制變得更加的容易。

1.2.3? 設(shè)計簡單

PLC編程方面非常靈活。PLC在編程時可以采用的編程語言主要是有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊以及語句描述等多種不同的編程語言。因此導(dǎo)致了編程方法方面也具備了多樣性，從而就使編程方便、應(yīng)用面能夠拓展。對于專業(yè)的電氣技術(shù)人員的工作性質(zhì)而言，梯形圖與電氣原理圖具有很大的相似性，因此也便于相關(guān)人員的掌握和理解。

2 交通信號燈控制整體思路

2.1 交通信號燈的功能

交通信號是在道路上無法實現(xiàn)分離原則的地方，主要在道路交叉口上，用來在時間上給交通車輛分配通行權(quán)的一種交通指揮措施。交通信號燈采用依次顯示不同燈色來指揮交通的通行或停止。

隨著城市機動車數(shù)量的不斷增加，許多大城市出現(xiàn)了通超負(fù)荷運行的情況，所以，如何采用合適的控制方法，成為了交通運輸管理和城市規(guī)劃部門迫切需要解決的問題。而采用交通信號燈不乏為一個有用的方法。

2.2 控制模式

本系統(tǒng)中，白天晚上分別采用不同的模式。白天與晚上的轉(zhuǎn)換開關(guān)為自動開關(guān)。用光敏電阻或者光敏二極管、三極管組成光亮檢測電路，光亮檢測電路的電信號送入滯回電壓比較器，滯回電壓比較器會根據(jù)光亮度的輸出信號的高低信號，這個信號經(jīng)過延時電路后可作為白天與夜晚的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)信號。這樣天黑了一段時間后交通信號燈就會自動轉(zhuǎn)換為夜間模式，而到了白天也會過了一段時間后交通信號燈變?yōu)榘滋炷Ｊ健?/p>

3? 交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計

3.1交通信號燈的控制模式

本系統(tǒng)的總體控制要求如下：

（1）系統(tǒng)要受開關(guān)控制：啟動開關(guān)ON系統(tǒng)工作;啟動開關(guān)OFF系統(tǒng)則停止工作。

（2）控制對象有八個：東西方向的直行紅燈兩個，東西方向直行黃燈兩個，東西方向直行綠燈兩個，東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個。南北方向直行紅燈兩個，南北方向直行黃燈兩個，南北方向直行綠燈兩個，南北方向左轉(zhuǎn)綠燈兩個，正常時段控制按鈕一個，晚上時段控制器按鈕一個。

（3）控制規(guī)律：正常時段時序圖如下，晚上時段規(guī)律為：東西南北方向黃燈閃爍，其余交通燈全部熄滅。正常時段時序圖如下圖。

3.2可編控制器I/O端口分配

根據(jù)控制要求，X0為啟動按鈕，X1為白天正常時段控制按鈕，X2為晚上控制按鈕。Y0為東西方向紅燈，Y1為東西方向綠燈，Y2為東西方向黃燈，Y3為東西方向左拐綠燈，Y4為南北方向紅燈，Y5為南北方向綠燈，Y6為南北方向黃燈，Y7為南北方向左拐綠燈。

結(jié)? 論

本文結(jié)合城市交通信號燈的實際情況，設(shè)計了一個基于PLC的交通信號燈控制系統(tǒng)，在本文設(shè)計的系統(tǒng)中，結(jié)合白天與晚上控制需求的不同，采用不同的控制模式，基本可以實現(xiàn)一個十字路口交通信號燈的控制。

參考文獻(xiàn)

[1]呂婧賢，張靜，陳省江.智能交通信號燈的時間配置數(shù)學(xué)模型及其仿真[J].寧德師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，31（03）：240-245.

[2]梁美麗，程靜濤.仿真交通信號燈控制電路設(shè)計[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2019，34（04）：52-55.

趙鵬程?趙益賢?雷成歡??? 山東英才學(xué)院