摘要
去年我国全面在建成小康社会中取得了辉煌的成就，经济水平不断提高，每个家庭都慢慢的富裕起来，人们的 出行也随之出现了极大的改变，交通道路上的私家车愈来愈多。随之而来的是交通道路拥堵情况日益严重，用于指 导交通的交通信号灯也发挥着越来越重的作用，所以需要制作出一种系统简小，控制力度大，人力资源耗费少的管 理成本低的交通信号灯。本设计主要由西门子PLC、传感器、交通信号灯等组成，可编程逻辑控制器通过程序控制和传感器的信号传递来 实时的对交通信号灯进行智能化控制。最后达到交通便利道路通畅的效果。运用PLC还能够通过通信连接对各个路口 的车流量进行把控，降低了人力物力成本，符合绿色发展观念，所以本论文采用以PLC为核心来制作智能交通控制系 统。
【关键词】:PLC，车流量，智能，程序设计
Abstact
Last year, China made brilliant achievements in building a moderately prosperous society in an all-round way. The economic level continued to improve, every family gradually became rich, people’s travel also changed greatly, and more and more private cars on the traffic road. Subsequently, the traffic congestion is becoming more and more serious, and the traffic lights used to guide the traffic are also playing a more and more important role. Therefore, it is necessary to make a traffic lights with a simple system, strong control intensity, less management cost and low human resource cost. This design is mainly composed of Siemens PLC, sensor, traffic signal light, etc. The PLC provides real-time intelligent traffic signal control through program control and sensor signal transmission. Finally, the effect of convenient road. Using PLC can also control the traffic flow at each intersection through communication connection, reduce the cost of human and material resources, in line with the concept of green development, so this paper uses PLC as the core to make an intelligent traffic control system.
[Key Word]:PLC, Traffic Flow, Intelligence, Programming
引言
改革开放四十多年以来我国的各个城市在飞速变化当中，家庭汽车的拥有量也在逐步上升，这就导致了堵车的 现象层出不穷。当下，道路交通是否能畅通已经逐渐成为城市迅速发展的阻碍因素之一。其往往制约着各种人力与 物品流动的速度，也会因为车辆的拥堵使人们的心情变糟糕，所以一个城市的迅速发展必然要先想方设法的解决交 通问题。而且交通运输情况也同样显示出一个城市的经济建设实力，因此解决对各路口交通信号灯的控制问题很有 现实的意义。伴随着科技水平的提升，对于智慧城市建设也是越来越重视，可编程逻辑控制器也在各行各业中有着 广泛的用途，这就为我国各大企业带来机遇与挑战。如今可编程逻辑控制器在不断的发展，各种控制技术页日趋成熟，所以本文通过利用可编程逻辑控制器对交通信号灯进行实时智能控制。
1 交通信号灯发展现状与意义
1.1 交通信号灯发展的现状
随着我国社会稳定发展国民经济稳中向好的健康发展，现在汽车已逐渐成为每个家庭的出行代步工具。随着车 道上越来越多的车辆，道路上变得越来越拥挤，各种物资人力不能够充沛的调动。因此在城市建设中加强城市基础 交通道路建设有着重要的实际意义。
1.2 交通信号灯控制系统设计的意义
为了保证城市道路交通有序、安全、稳定正常运行，提升交通管理的智能化和安全化管理属于当务之急。本文 将利用可编程逻辑控制器制作一个交通信号灯控制系统，使其能够在城市交通的运行发挥着重要的作用。尤其是近 几年来道路交通事故呈上升趋势，这说明了道路交通控制设计方面存在很多问题。所以对于交通信号灯的智能化系 统设计就显得非常的必要。[1]
智能交通信号控制系统可以实现信息采集、综合传输、处理和执行等有效的管理和控制，交通系统的信号控制 更加的人性化，道路高通车率高。智能调控各个车道进行疏导来避免交通拥堵问题。智能交通信号控制系统对营运 车辆的管理也起到一定的作用。
2 交通信号灯控制系统方案设计
2.1 控制方案的抉择
可编程逻辑控制器是一种以CPU为核心扩展其他模块以及网络通信自动控制等技术创造出了一种用于工业发展的 高端自动化控制设备，它在制造业、冶金业、工业和建筑业无处不在充分发挥着各种各样出色的控制能力，对劣环 境的适应能力使它成为各种行业青睐的产品，通俗易懂所以也受着各行各业人们的喜爱。每个PLC内部的内部还具有 时钟，所以可根据时间来进行智能化设计。可以依据不同路段的不同高峰时间进行设置，而且PLC还具有联网通信的 技术，利用这种技术可以实现一个PLC工程师对各个路口PLC交通信号灯控制系统进行操控。而且依靠着PLC的高可靠 性和稳定性可以实现二十四小时无人把控。
如上分析的可显示出可以运用编程逻辑控制器对交通灯控制系统进行操控，并且依靠其具有抗干扰性强、可靠 性和适应复杂环境的能力。因此运用可编程逻辑控制器完成该交通信号灯控制系统的设计成为了本次交通灯信号灯 控制系统设计的首选方案。[3]
2.2 可编程逻辑控制器的控制方案设计
首先我们出于主要出行时间段的考虑将一天分为两部分，白天和夜间，夜间由于车流量很少，各方向车道交通 信号灯全部显示闪烁黄灯来提醒路过的车辆谨慎慢行。白天将根据每个车道车流量传感器检测出车辆的多少来进行 智能化分配时间；如果小于一定的车流量，则按固定的时间进行各个方向交通灯调配，如果大于一定的车流流量， 则根据各个方向的车流量多少进行百分比加权，这样更有利于智能化。能根据各个车道车流量进行智能化调配。 如果有紧急车辆需要强行通过的话，则需要断开正在运行的程序，对紧急车辆所在的车道进行绿灯使紧急通过。 根据上段控制方案的描述，加入一些循环设置后则构成本控制系统。
2.3系统硬件介绍和选择
可编程逻辑控制器多种品牌，比较厉害的有德国的西门子，日本的施耐德、欧姆龙、三菱和松下，美国的G-E和 A-B,我国起步较晚但也有台达和信捷等等
西门子S7-1200可编程控制器是西门子公司推出的中型产品的核心用以替代旧产品S7-200和S7-300，版本的更替 也给人们带来更加便利的数据块和函数快。利用西门子S7-1200可编程逻辑控制器的设计可以增加通信之类的模块利 于传输，没有过于冗杂的功能，价格适宜，能够运用于此系统设计的控制，也能适应于各种复杂的应用当中。本文 主要对该系统进行了介绍，并说明了如何利用西门子的可编程逻辑控制器制作可控的，智能化的，能根据车流量的 变化调整而调整的系统设计。
同样传感器也有着许多品牌，比较厉害的有美国的Interface、Honeywell，瑞士的ABB等等。我们根据自己的需 要进行选择，PNI公司的地磁传感器RM3100凭借着优良的性能和不错性比价、丰富的功能和精准度于是选择了这款传 感器。[3]
3 交通信号灯控制系统的软件设计
3.1 交通信号灯控制系统的I/O接口图
进行PLC设计要先进行I/O接口地址的分配，便于后期用于接线，与程序整理。然后针对输入输出接口图的主要接口 进行原理图制作。
表3.1 PLC I/O分配表
| I/O口 | PLC软元件 | 元件名称 | 控制功能 |
| 输入 | I0.0 | 启动按钮 | 电源接通 |
| I0.1 | 停止按钮 | 电源断开 | |
| I2.1 | 东方向车道车辆 | 该车道来车 | |
| I2.3 | 西方向车道车辆 | 该车道来车 | |
| I3.1 | 南方向车道车辆 | 该车道来车 | |
| I3.3 | 北方向车道车辆 | 该车道来车 | |
| 输出 | Q0.0 | 信号灯 | 东西方向红灯 |
| Q0.1 | 信号灯 | 东西方向绿灯 | |
| Q0.2 | 信号灯 | 东西方向黄灯 | |
| Q0.3 | 信号灯 | 南北方向红灯 | |
| Q0.4 | 信号灯 | 南北方向绿灯 | |
| Q0.5 | 信号灯 | 南北方向黄灯 | |
| Q1.0 | 开关 | 启动程序 | |
| Q4.0 | 总车道车辆数目 | 是否小于阈值 | |
| Q4.1 | 总车道车辆数目 | 是否大于阈值 |
根据上面段落的思路整理，然后根据表3.1的I/O地址图利用西门子公司的博图软件V15.1的TIA Portal V15.1进 行梯形图的制作，然后根据接口图做出连接线路的原理图，如图附录Ⅱ，然后依据附录Ⅱ的原理图对线路进行实际 的模拟仿真使之有更好的思路，HMI显示画面也有更加清晰的结果。[10]
图3-1 程序循环思路
图3-2 控制系统整体主流程图
根据主流程图进行划分的子流程图设计如图3-3、图3-4和图3-5。加入一些合理的功能并对流程进行划分。
图3-3 方向强通子流程图
图3-4 依据车流量对系统进行控制分流程图
图3-5 低于车流量流程图
图3-4和图3-5主要是程序阈值的确立对车流量变化智能的做出对应变化，使得控制程序更加人性化一些。
3.2 交通信号灯控制系统的设计解释
依据附Ⅰ梯形图进行分析解释：
将启动按键 I0.0按下程序启动，信号通过常闭触点I0.1后能流流经线圈Q1.0后使得线圈Q1.0得电，然后再将常 开触点Q1.0闭合后短路I0.0形成起保停电路。
用时钟脉冲M0.5每一秒对读取本地时间(RD_LOC_T)进行时间校正，然后检测当前时间点是否大于22小时或者小 于5小时，如果是的话则为夜间信号灯控制程序启动，否则的话白天交通信号灯控制系统启动，接下来先分析白天信 号灯控制系统。
线圈M2.7得电后，常开触点闭合，常闭触点断开，然后开始统计东方向车道来车和西方向车道来车，I2.1和I2. 3的传感器每感应一次车辆则上升沿指令M4.1和M4.2都会导致东方向车辆DB8和西方向车辆DB9的加计数器加一，然后 用加法计数器ADD对东方向车道车流量和西方向车道车流量相加，得出整个东西方向车道车流量的总和MW20。用同样 的方法统计南方向车道来车和北方向车道来车，I3.1和I3.3的传感器每感应一次车辆则上升沿指令M4.3和M4.4都会 导致南方向车道车辆DB10和西方向车道车辆DB11的加计数器加一，然后用加法计数器ADD对南方向车道车流量和北方 向车道车流量相加，得出整个南北方向车道车流量的总和MW30。再次利用加法计算器ADD对东西方向车道车流量MW20 的总和和南北方向车道车流量MW30的总和相加，得出整个车道车流量的总和MW40。[7]
图3-6 循环控制检查车辆
由于每次车流量都会发生变化传感器检查的车辆也不相同，所以要有一个循环，我们利用接电延时定时器设置 (ET)值为112秒进行接通一次，当线圈Q0.6失电时，常闭触点断开，程序断开将112秒内传感器的各个车道车流量的 数据进行汇总。然后进行一个循环，如图3-6所示。
图3-7 车流量与预定阈值比较
如图3-7预定一个阈值，如果总车道车流量小于这个阈值的话，设计一个比较标准的控制系统控制，如果大于这 个标准的话则采用智能化的方式控制，防止时间过少导致行车来不及转向对应的车道信号灯就发生了变化。常开触 点M2.7的闭合后信号流经到线圈M2.6后，线圈M2.6得电，M2.6常开触点得电，总车道车流量总和MW40是否小于等于 40，如果小于等于40则线圈Q4.0小于阈值车流量常开触点Q4.0得电，线圈M2.1低于阈值信号灯得电，在没有应急车 辆和紧急停止程序时，信号流经常闭触点M3.0和紧急停止常闭触点I1.7后，线圈M2.0得电，M2.0低于阈值白天信号 灯常开触点闭合。形成一个小型的起保停电路，并控制着低于阈值信号灯控制系统，下面分析低于阈值控制系统交 通信号灯的变化情况。
3.2.1白天车辆低于阈值
常开触点M2.0闭合后，信号流经常闭触点T6.Q之后东方向车道和西方向车道的交通灯红灯亮起禁止车辆通过， 南方向车道和北方向车道的交通灯绿灯亮起车辆允许通过；
当接电延时闭合定时器T1流经信号得电后实际时间值(ET)开始计数，当实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)50s 后，接电延时闭合定时器T1的输出Q发出输出脉冲，接电延时闭合定时器T1的常开触点T1.Q变为接通状态，常闭触点 T1.Q得电，东方向车道和西方向车道的交通灯依然为红灯，南方向车道和北方向车道的交通灯发出clock_1Hz的脉冲 信号(表示闪烁信号，每秒闪烁一次)绿灯开始闪烁。
当接电延时闭合定时器T2中的实际时间值(ET)达到实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)53s后，接电延时闭合定 时器T2的输出Q发出输出脉冲，接电延时闭合定时器T2的常开触点T2.Q变为接通状态，常闭触点T2.Q得电，东方方向 车道和西方向车道的交通灯依旧为红灯，南方向车道和北方向车道交通灯由绿灯熄灭转变为黄灯。
当接电延时闭合定时器T3中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)56s后，接电延时闭合定时器T3的输出Q发出 输出脉冲，接电延时闭合定时器T3的常开触点T3.Q变为接通状态，常闭触点T3.Q得电，东方向车道与西方向车道的 交通灯红灯熄灭转变为绿灯，南方向车道与北方向车道的交通灯黄灯熄灭转变为红灯。
当接电延时闭合定时器T4中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)106s后，接电延时闭合定时器T4的输出Q发出 输出脉冲，接电延时闭合定时器的常开触点T4.Q变为接通状态，常闭触点T4.Q得电，东方向车道西方向车道交通灯
发出clock_1Hz(表示闪烁信号，每秒闪烁一次)脉冲绿灯开始闪烁，南北方向交通灯依旧为红灯。
当接电延时闭合定时器T5中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)109s后，接电延时闭合定时器T5的输出Q发出 输出脉冲，接电延时闭合定时器T5的常开触点T5.Q变为接通状态，常闭触点T5.Q得电， 东方向车道与西方向车道的 交通灯绿灯熄灭变为黄灯，南方向车道和北方向车道的交通灯保持红灯不变化。
当接电延时闭合定时器T6中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT) 112s后，接电延时闭合定时器T6输出Q发出 输出脉冲，常开触点T6.Q变为接通状态，常闭触点T6.Q得电有信号，东方向车道西方向车道的信号灯由黄灯转变为 红灯，南方向车道和北方向车道的交通灯由红灯熄灭转变为绿灯。
最后接电延时闭合定时器T6的输出Q的常闭触点由断开转为闭合状态程序断开又相当于程序的复原了，然后按照 这种顺序循坏扫描下去。[4]
3.2.2 白天车辆高于阈值
然后回到之前，如果车道车流量MW40＞40的话，线圈大于阈值车流量Q4.1得电。大于阈值车常开触点Q4.1信号 流经线圈M7.0后，高于阈值信号灯线圈M7.0得电，导致高于阈值流量线圈M7.0常开触点闭合，当车道中没有紧急车 辆出现和程序需要紧急停止时，高于阈值白天信号灯线圈M7.7得电，常开触点M7.7得电闭合，形成一个起保停电 路，构成一个车流量大于阈值的智能交通信号灯控制系统。接下来着重分析一下高于阈值的信号灯控制系统。
高于阈值白天信号灯M7.7常开触点闭合后，能流流经处罚计算器，计算东西方向车道车流量总和所占总车道车 流量总和的百分比MW50，同样方法计算出南北方向车道车流量总和所占总车道车流量总和的百分比MW60。然后用取 最大值MAX模块比较东西方向车道车辆所占百分比与南北的方向车道车辆所占百分比，取出其中最大的百分比MW70， 然后将100S用乘法计算器乘以最大值数量的百分比得出的数字设定为该方向车辆百分比最大时间绿灯的秒数(为了方 便接下来的描述我们假设为xS)，此时需要用到数据块FB完成一些数据类型的转换，由bool型转换为int和time。用 100S减去得出来的该方向最大车流量的绿灯时间则为较小车流量方向的绿灯时间(为了方便描述假设为yS)。
如果东西方向车辆百分比MW50大于南北方向车辆百分比MW60，则东方向车道和西方向车道绿灯时间为x秒，信号 流经常闭触点T104.Q后流经接电延时定时器T101，此时东方向车道和西方向车道的交通灯为绿灯，南方向车道和北 方向车道的交通灯为红灯，当接电延时闭合定时器T101中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)x秒后，接电延时闭 合定时器T101输出Q发出输出脉冲，常开触点T101.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点T101.Q常闭状态转变为断 开状态，东方向车道和西方向车道交通灯发出clock_1Hz(表示闪烁信号，每秒闪烁一次)脉冲绿灯开始闪烁，南方 向车道和北方向车道交通灯依旧为红灯。当接电延时闭合定时器T102中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)3秒 后，接电延时闭合定时器T102输出Q发出输出脉冲，常开触点T102.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点T102.Q常 闭状态转变为断开状态，东方向车道和西方向车道交通灯由绿色转变为黄色，南方向车道和北方向车道交通灯依旧 为红灯。当接电延时闭合定时器tT102中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)3秒后，接电延时闭合定时器tT102输 出Q发出输出脉冲，常开触点tT102.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点tT102.Q常闭状态转变为断开状态,东方 向车道和西方向车道交通灯由黄灯转变为红灯，南方向车道和北方向车道交通灯由红灯变为绿灯。当接电延时闭合 定时器T103中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)y秒后，接电延时闭合定时器T103输出Q发出输出脉冲，常开触 点T103.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点T103.Q常闭状态转变为断开状态，南方向车道和北方向车道交通灯 发出clock_1Hz(表示闪烁信号，每秒闪烁一次)脉冲绿灯开始闪烁，东方向车道和西方向车道交通灯依旧为红灯。 接电延时闭合定时器T106中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)y秒后，接电延时闭合定时器T106输出Q发出输出 脉冲，常开触点T106.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点T106.Q常闭状态转变为断开状态，南方向车道和北方 向车道交通灯由绿色转变为黄色，东方向车道和西方向车道交通灯依旧为红灯。接电延时闭合定时器T104中的实际 时间值(ET)达到预设时间值(PT)y秒后，接电延时闭合定时器T104输出Q发出输出脉冲，常开触点T104.Q由断开状态 转变为闭合状态，常闭触点T104.Q常闭状态转变为断开状态，南方向车道和北方向车道的交通灯由黄灯转变为红 灯，东方向车道和西方向车道的交通灯由红灯熄灭转变为绿灯。最后这些上述这些接电延时定时器由接电延迟闭合 定时器T106的常闭触点T106.Q得电后全部接电延迟闭合定时器断电实际时间值(ET)清零后，全部接电延时定时器常 开触点和常闭触点复原，等待下一个循环分配量的开始。
如果东西方向车辆百分比MW50小于等于于南北方向车辆百分比MW60，则南方向车道和北方向车道绿灯时间为x 秒，信号流经常闭触点T114.Q后流经接电延时定时器T110，此时南方向车道和北方向车道的交通灯为绿灯，东方向 车道和西方向车道的交通灯为红灯，当接电延时闭合定时器T110中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)x秒后，接 电延时闭合定时器T110输出Q发出输出脉冲，常开触点T110.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点T110.Q得电，南 方向车道和北方向车道交通灯发出clock_1Hz(表示闪烁信号，每秒闪烁一次)脉冲绿灯开始闪烁，东方向车道和西方向车道交通灯依旧为红灯。当接电延时闭合定时器T111中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)3秒后，接电延时 闭合定时器T111输出Q发出输出脉冲，常开触点T111.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点T111.Q常闭状态转变为 断开状态，南方向车道和北方向车道交通灯由绿色转变为黄色，东方向车道和西方向车道交通灯依旧为红灯。当接 电延时闭合定时器T112中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)3秒后，接电延时闭合定时器T112输出Q发出输出脉 冲，常开触点T112.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点T112.Q常闭状态转变为断开状态,南方向车道和北方向车 道信号灯由黄灯转变为红灯，东方向车道和西方向车道信号灯由红灯变为绿灯。当接电延时闭合定时器T113中的实 际时间值(ET)达到预设时间值(PT)y秒后，接电延时闭合定时器T113输出Q发出输出脉冲，常开触点T113.Q由断开状 态转变为闭合状态，常闭触点T113.Q由闭合状态转变为断开状态，东方向车道和西方向车道交通灯发出clock_1Hz (表示闪烁信号，每秒闪烁一次)脉冲绿灯开始闪烁，南方向车道和北方向车道交通灯依旧为红灯。接电延时闭合 定时器T115中的实际时间值(ET)达到预设时间值(PT)y秒后，接电延时闭合定时器T115输出Q发出输出脉冲，常开触 点T115.Q由断开状态转变为闭合状态，常闭触点T115.Q常闭状态转变为断开状态，东方向车道和西方向车道交通灯 由绿色转变为黄色，南方向车道和北方向车道交通灯依旧为红灯。接电延时闭合定时器T114中的实际时间值(ET)达 到预设时间值(PT)y秒后，接电延时闭合定时器T114输出Q发出输出脉冲，常开触点T114.Q由断开状态转变为闭合状 态，常闭触点T114.Q常闭状态转变为断开状态，东方向车道和西方向车道的交通灯由黄灯转变为红灯，南方向车道 和北方向车道的交通灯由红灯熄灭转变为绿灯。最后上述全部接电延时继电器由接电延迟闭合定时器T114的常闭触 点T114.Q得电后全部接电延迟闭合定时器断电实际时间值(ET)清零后，所有接电延时定时器常开触点和常闭触点复原来等待下一个循环分配量的开始。
图3-8 应急车辆强通
3.2.3 应急车道车辆强通
如图3-8当出现应急车辆通过交通路口时，按下强通按钮，于是M3.0常开触点得电变为闭合状态，如果东方向车 道和西方向车道出现应急车辆强制通过 ，那么常开触点M6.0转为闭合状态 ，线圈 M3.1得电，能流流经线圈Q0.1和 线圈Q0.3得电，东方向车道和西方向车道红绿灯强制变为绿灯，南方向车道和北方向车道强制变为红灯；当应急车 辆驶出路口时，可编程逻辑控制器通过电压差的变化，使线圈M3.1失电，常开触点M3.1由闭合状态转变为断开状 态，交通信号灯也转变为正常情况设置的阶段。如果南方向车道和北方向车道出现应急车辆强制通过 ，那么可常开 触点M6.0转为闭合状态 ，线圈 M3.2得电，常能流流经线圈Q0.0和线圈Q0.4得电，南方向车道和北方向车道红绿灯 强制变为绿灯，东方向车道和西方向车道强制变为红灯；应急车辆驶出路口时，可编程逻辑控制器通过电压差的变 化，使内线圈M3.2失电， M3.2失电由闭合转变为断开 ，交通信号灯也转变为正常情况设置的阶段。
3.2.4 夜间车辆通行
图3-9 夜间交通灯控制
如图3-9当检测到时间大于晚上22时或者小于凌晨5时，夜间交通灯线圈Q0.7会得电，能流通过常闭触点M3.0后 再流经脉冲信号clock_1Hz(表示闪烁信号，每秒闪烁一次)东方向车道、西方向车道、南方向车道和北方向车道信 号灯全部变为一秒闪烁一次的黄灯，来提醒车辆谨慎驾驶。
综上所述这个梯形图设计的设计完美的实现了对于十字路口交通信号灯的智能控制，又可以对应急车辆的强通
做出相应的改变，根据该控制程序和电气原理图可以很好的实施交通路口的交通信号灯系统。
图3-10 PLC外部接接线图
3.3系统硬件外围接线图和组态界面图
传感器主要用于四个方向车道来车车辆的检车，可以采取RM3100地磁线圈感应器(如图3-11传感器外围接线 图)，该磁感器能够检测三位空间的磁场强度，埋藏在车道下面传感器的三个轴其中两个轴x，y轴要有一个轴要与车 辆的前行方向相同，z轴则要垂直于地面。当有汽车经过时，会使磁感线圈周围的磁场发生变化。传感器检测到并发 出高电平的信号，通过可编程逻辑控制器PLC的DI模块进行反馈，连接线的控制点电位出现现变化，每当经过一辆汽 车时就导通为1，否则为零，然后通过对东西南北四个方向的车道的传感器动作来进行计数来统计四个方向车道车辆的车流量。[2]
图3-11 RM3110传感器外围电路图
根据上述思考，针对I/O表格进行绘制可编程逻辑控制器的外部接线图，如图4，根据机床电气所学知识，可以 制作出主电路图如图9。[2]
完成上述设计后，通过运用西门子博图软件进行程序编译无错误无警告后点击仿真按钮，然后弹出来西门子博 图软件的PLCSIM进行编辑，然后对附录Ⅰ的梯形图编制的程序进行仿真，点击监视按键可以得到正在运行的程序， 由此可知当在接线正常的情况下，利用附录Ⅰ设计出来的交通信号灯控制系统能够完全应用于实际使用，仿真成功 之后接下来可以设置来添加新设备选择触摸屏，然后再工具箱中取适量的元件，通过更改属性里面的信息更改形 状、颜色以及动画来构造自己的组态界面并加入相应变量然后保存自己的项目，仿真中电机启动后，点击设备组态 界面中的启动按钮，画面开始动作，整个过程都是按照之前的设计出来显示。依据仿真图所显示出的白天和夜间的 组态图如图3-11和图3-12所示。
3-12 系统组态白天设计图
图3-13 系统组态晚间设计图
4结论
本次设计的课题依据PLC各个结构的配合，以及各个结构的作用，利用西门子博图软件对课题存在的问题进行解 答。这个主题主要针对生活的实际问题,运用PLC来处理在实际生活中存在的问题和学生解决生活实际问题中如何使 用PLC,用以培养良好品格对学生有着很大的帮助。通过本课题的设计，掌握了西门子PLC编制程序的一些技巧以及一 些指令的运用，熟练运用博图编程软件，用博图软件对程序进行仿真，分析讨论使用PLC时遇到的问题，并逐步解 决。我也学会了仔细观察生活的细微差别，收集各方面的信息来帮助我解决问题，培养自己解决问题的想法。伴随着我国成为世界第一的工业大国，各种各样的控制系统在其中扮演着重要角色， PLC凭借着本身的高可靠 性，高抗干扰性和适应各种复杂环境而在其中扮演者重要的一环，所以应当更加勤奋的学习PLC，为自己的未来作铺 垫。这一次毕业课题任务中，我遭遇到了很多难题，经过反复学习课本知识内容，在知识论坛中发起问题讨论以及 翻阅相关的书籍、资料，最终解决了所有困难，完成了本次控制系统的设计。懂得了许多相关知识和软件使用技 巧，为今后从事自动化行业的工作做了良好的铺垫。
本站文章通过互联网转载或者由本站编辑人员搜集整理发布，如有侵权，请联系本站删除。