柳和平智能交通PLC控制系统的设计说明

. . . . 目 录摘要(2)英文摘要(2)一、概述 (3)(一) 本课题研究的目的和意义(3)(二) 城市智能交通系统的发展现状(3)二、 智能交通PLC控制系统设计过程(4)(一) 可编程控制器简介(4)(二) PLC的I/O分配(6)(三) 系统流程图(7)(四) 系统运行过程(8)(五) 系统工作原理 (8)(六) 程序基本组成单元的分析(10)三、结束语 (16)四、致词(17)参考文献(18)附录1:英文资料(19)中文翻译(25)附录2:智能交通PLC控制系统的梯形图(29)附录3:智能交通PLC控制系统的指令(41)智能交通PLC控制系统的设计柳和平摘要现代社会经济快速发展,人们的生活水平在不断改善,越来越多的家庭拥有了汽车,这给原本拥挤的交通系统带来了巨大的压力.本智能交通系统采用可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC进行控制.首先用地感线圈来检测十字交叉路口的车速,车流量,然后通过PLC的串行口向上位机进行串行通信传输数据,在传输的同时,判断道路繁忙情况,来控制交通灯的时间,来缓解道路的堵塞.关键词 PLC 智能交通 地感线圈 串行通信 PLC control system of the intelligent trafficLiuhepingAbstractModern social economy is developed fast, people's living standard is being improved constantly。 More and more families have automobiles, this has brought enormous pressure to originally crowded traffic system。 This intellectual traffic system adopts the programmable controller (Programmable Logic Controller ) to be abbreviated as PLC and controlled。Area sense coil is it measure speed , cross of intersection to come at first, rate of traffic flow,Then carry on serial communication and transmit the data through the upward location machine of serial mouth of PLC,While transmitting, Judge the busy situation of the road, come to control the traffic light. To alleviate the stopping up of the road。The keyword PLCIntellectual trafficGround sense coil Serial communication 一、概述（一）本课题研究的目的和意义随着我国交通事业的迅速发展，各种公交、运输汽车和汽车进入家庭的步伐加快使得城市的汽车数量逐年增加，城市道路交通堵塞、拥挤问题显得越来越突出，交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。我国是道路建设速度最快的国家,但同时又面临着运输效率低、交通事故严重,受能源和环境制约,道路增长赶不上机动车增长等问题。随着汽车保有量的快速增长,给交通带来了巨大的压力,单纯地依靠投资扩充路网的规模、加大路网的密度已受到多种因素的制约。如何通过信息化手段,高城市交通管理与服务水平与现有公路网的通行能力与运行效率,以缩短车辆在途时间,缓解道路拥挤,降低交通事故发生率,改善沿线的污染程度,已成为我国交通发展面临的重大问题。在马路上经常会看到这种现象：如果一辆汽车发生故障，则该条线路将陷入瘫痪；如果某个路口的车流量增加,车速下降,信号灯出现故障等，就有可能在此路口塞车。交通发展的状况是衡量一个国家现代化程度的重要标志之一，从经济的发展形式看，我国的经济增长速度比主要工业发达国家年平均增长速度都要高，随着我国现代化发展的进程，经济必将持续增长，其增长的速度继续在世界处于领先地位，高速度的持续经济发展，必然带来严重的运输和交通问题。车如水、人如潮，这是我国城市交通的真实写照。人员和物资的流通量猛烈的增长，使得交通车辆的拥挤问题明显得暴露了出来。要解决交通拥挤的状况，道路的建设、拓宽和增加车行道固然重要，而现代化交通控制系统的建设，却可大幅度的提高现有道路的利用率，其重大的经济效益和社会效益是不可言语的。目前绝大部分的交通的时间都是单一的、固定的，不管是车流高峰还是低谷，红绿灯的时间都是固定不变的；当在上下班高峰期各道路上的车流量明显增加，如果不采取措施会引起大面积交通堵塞。还有一些交通灯只是能够按照固定的时间来划分高峰和低谷，简单地进行时间段的调整，这比起以前的交通灯是有所进步。但是控制起来不够灵活，还不能解决相对拥挤、混乱的交通次序。由于固定时间来划分高峰和谷峰这比较概括和片面，如果即时出现交通事故或者下雨雪天气时也会出现交通堵塞。本文的设计正是针对这些个弊端进行了改进，根据实时的车流量，车速对个路口的红绿灯进行调整，大大加强了其灵活性和实时性，同时向上位机传输这些数据给系统有一个参考依据，对处理即时事件有更大的帮助，真正实现了智能的交通控制。（二）城市智能交通系统的发展现状1、 智能交通系统的基本概念智能交通系统(intelligent transportationsystem，简称ITS)，是以信息通信、计算机网络、自动控制、传感技术与系统工程等核心技术集成系统为支撑，以系统自适应性、信息交互性、服务广泛性而建立的大围覆盖、全方位发挥作用的高效、准确、实时的运输管理系统，也是对传统交通运输管理系统的一种革命。通过信息技术、控制技术、计算机技术等高新技术手段的应用，提高政府管理部门的决策能力，引导个体交通行为趋于有序化，提高交通运输系统的运行效率和服务水平，增强系统安全可靠性。同时，ITS又与交通运输预配式管理系统的水平密切相关。管理水平的提高，与ITS融合，将充分发挥作用。2、 智能交通的发展简史 ITS的研究始于上世纪70年代，由于信息处理技术的不成熟曾一度陷入低谷。在80年代中期后，随着信息处理技术的发展，许多国家对智能交通系统的研究投入了大量的人力和物力。并建立以美、日和欧洲为代表的三大研究中心。美国对ITS的研究起步较晚，但由于投入较多，目前已处于该领域的领先水平。出现了很多庞大的连续开发计划。1991年，开始对ITS研究进行投资，仅1994年至1995年就确定了104项目研究，并成立了专门组织，着手制定ITS的研究计划，到1997年投资近7亿美元；1998年6月9日美国前总统克林顿签署了“面向21世纪运输权益法案”。该法案的确定为美国公路系统的继续发展和重建带来了创记录的投资。欧洲在ITS的研究方面采取整个欧洲一体化的方针，由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能化交通系统的研究，著名的项目有PROMETHEU和DRIVE等。日本从70年代就开始了对汽车交通综合控制系统的研究，并成立了全国性的推进组织，是ITS进行研究最早、实用化程度最高的国家。目前已建立了较为完备的交通控制、信息服务等综合体系，并基本完成了覆盖全国的电子地图的绘制工作。3、 我国的ITS的建设现状 我国ITS的研究和推进还处于起步阶段，但ITS作为跨世纪经济点和交通系统的建设必然选择的重要性已得到国家相关部门的高度重视,1995年中国国家技术监督局ISO/IC204为交通部门正式批准成立了ISO/IC204中国委员会，该委员会把推进中国ITS标准化为主要任务，1997年在召开ITS发展趋势国际学术研讨会。1998年交通部正式批复成立交通智能运输系统工程研究中心（ITSC）。加快了对ITS领域的研究步伐，、等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统；我国也自行组织开发了实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS，交通大学与交警总队合作开发的SUTS系统等；并且从2000年起在全国6个城市实施以实现城市交通智能控制为主要容的“畅通工程”，并逐步推广到全国。ITS发展目前遇到的一些实际问题:系统的安全性和实时性。各交通行业管理部门之间的协调与建立相应的协作组织。产业发展与资金来源，需要提供政府管理部门与产业开发商之间的协作机会。参与规划ITS的组织与上层技术框架，达到共享性、可扩展性和系统与服务的整合。系统与服务对象的安全性(数据保护)。实施政府采购程序。迁移路径:交通环境和使用者之间的信息交换;智能车辆和智能公路;灵活的交通控制;提高车队管理系统;传递信息给使用者;为服务对象提供实时信息;融资情况;最新技术和非交通投资的影响等等。二、智能交通系统PLC设计过程（一） 可编程控制器简介：可编程控制器简称PLC，是20世纪60年代以来发展极为迅速、应用面极为广泛的工业控制装置，是现代工业自动化的三大支柱之首。它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入输出，完成确定的逻辑、顺序、定时、计数、运算和一些确定的功能，来控制各种类型的机械设备或生产过程。当今PLC吸取了微电子技术和计算机技术的最新成果，以单机自动化到整条生产线的自动化乃至整个工厂的生产自动化；从柔性制造系统、工业机器人到大型分散控制系统，PLC均承担着重要角色。PLC的主要特点是它具有在线修改功能。它借助于软件来实现重复控制，实现一点多用。软件本身具有可修改性，所以PLC机灵活的可编程性就使它具有广泛的工业通用性。同时，由于简化了硬件电路，也提高了PLC系统的可靠性。一般PLC平均故障间隔大于2万5万小时，而平均修复时间小于10分钟。且PLC均能处理工业现场的强电信号，如交流220V、直流24V，并可直接驱动功率部件（一般负载电流为2A），可长期在严酷的工业环境中工作。日本松下电工的FP系列PLC是20世纪90年代开发的第三代产品，代表了当今世界PLC的发展水平。F