基于自定义时钟脉冲的交通红绿灯控制设计

发布者:馥睿堂最新更新时间:2012-06-20 来源: 现代电子技术 关键字:FX2N  PLC  自定义时钟脉冲  红绿灯控制 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
    随着我国社会经济的快速发展和人民生活水平的日益提高,城市规模也不断扩大,城市交通也日益繁忙,作为保障了城市交通安全、有序、快速运行的红绿灯的控制问题,是城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。交通红绿灯的控制既要安全可靠,其控制程序又要便于根据道路交通流量情况进行修改。以PLC定时器构成的自定义时钟脉冲程序段作为程序基本单元设计的交通红绿灯控制程序结构简单、思路清晰,在不改变程序结构的情况下,通过定时器设定值的调整快速获得新的红绿灯控制规律。下面就以三菱FX2N型PLC作为控制核心元件,阐明交通红绿灯的控制设计思路和控制方案。

1 工作任务与时序分析
1.1 工作任务
    如图1所示,十字路口分别在东西方向和南北方向装设两组红绿灯,控制要求如下:当按下启动按钮SB1时,信号灯开始工作,东西方向绿灯、南北方向红灯同时亮。各灯之间明灭配合规律(见图2):0~30 s之间,南北红灯一直亮,东西绿灯亮25 s、闪烁3 s(每秒1次),东西黄灯亮2 s;30~55 s之间,东西红灯一直亮,南北绿灯亮20 s、闪烁3 s(每秒1次),南北黄灯亮2 s;其后又回到0~55 s之间的明灭规律,并一直循环下去,直到按下停止按钮SB2时结束运行为止。


1.2 时序分析
    分析图2所示的各个信号灯时序图表,可以总结出各个信号灯的明灭规律如下:
    (1)东西绿灯从第0 s时刻开始,亮25 s、闪烁3 s、灭27 s;再亮25 s、闪烁3 s、灭27 s;如此循环。
    (2)东西黄灯从第28 s开始.亮2 s、灭53 s;再亮2 s、灭53 s;如此循环。
    (3)东西红灯从第0 s时刻开始,灭30 s、亮25 s;再灭30 s、亮25 s;如此循环。
    (4)南北绿灯从第30 s时刻开始,亮20 s、闪烁3 s、灭32 s;再亮20 s、闪烁3 s、灭32 s;如此循环。
    (5)南北黄灯从第0 s时刻开始,灭53 s、亮2 s;再灭53 s、亮2 s;如此循环。
    (6)南北红灯从第0 s时刻开始,亮30 s、灭25 s;再亮30 s、灭25 s;如此循环。
[page]

2 PLC自定义时钟脉冲
2.1 PLC时钟脉冲
    PLC时钟脉冲是指通过输出继电器输出呈现周期性变化的方波信号。周期性是时钟脉冲信号的基本特点,描述PLC脉冲信号有周期丁和占空比D两个基本参数,及ON时段t1、OFF时段t2两个二级参数。ON时段t1与OFF时段t2之和为时钟脉冲的周期,即T=t1+t2。占空比是指ON时段t1在一个周期T内所占的时间比率,即占空比D=t1/T=t1/(t1+t2)。
    三菱FX2N型PLC的特殊辅助继电器M8011,M8012,M8013,M8014提供了周期为0.01 s,0.1 s,1.0 s,60 s四种时钟脉冲,占空比都为50%,输出都是先ON后OFF。这些PLC固有时钟脉冲显然无法满足本文交通红绿灯时序控制的这一类对输出ON/OFF先后有要求的、ON时段t1、OFF时段t2可任意设定的时序控制问题,这就需要开发设计出此类时序控制要求的自定义时钟脉冲程序。
2.2 PLC自定义时钟脉冲的概念和基本特点
    如图3所示,自定义时钟脉冲是指可定义周期T、占空比D(即定义了ON时段t1、OFF时段t2)、并对输出ON/OFF信号的先后可控的时钟脉冲。


    自定义时钟脉冲程序段应该具备两个基本特点:一是程序结构的固定性,能作为子程序灵活引用。二是程序参数修改的灵活性,能根据控制对象在不改变程序结构的情况下通过设定值的改变快速实现周期T、占空比D、及ON/OFF输出先后的设定。
2.3 PLC自定义时钟脉冲程序设计
    自定义时钟脉冲程序设计如图4所示,图4(a)所示为程序先输出ON信号,图4(b)所示为程序先输出OFF信号。对比图4(a)和图4(b)可以发现,与输出继电器Y000串联的定时器T0辅助触点状态将决定:


    (1)输出ON为先还是OFF为先。
    (2)定时器T0和T1控制ON时段t1和OFF时段t2的分工。如图4(a)所示,与输出继电器Y000串联T0动断触点时,则先输出ON信号,后输出OFF信号,T0控制ON时段t1,T1控制OFF时段t2。图4(b)所示图中,与输出继电器Y000串联T0动合触点时,则先输出OFF信号,后输出ON信号,T0控制OFF时段t2,T1控制ON时段t1。

[page]

3 基于自定义时钟脉冲的交通红绿灯控制设计
3.1 控制I/O接线图
    交通红绿灯PLC控制I/O接线如图5所示。


    采用三菱FX2N-16MR型PLC。输入继电器X0接启动按钮SB1、X1接停止按钮SB2。输出继电器Y0~Y5分别接6组信号灯,以实现对6组信号灯的时序控制。
3.2 控制程序设计
    根据1.2节时序分析,该交通红绿灯的时序控制可由自定义时钟脉冲轻松解决。东西、南北绿灯在ON结束后紧跟3 s闪烁。绿灯时序控制可由两组自定义时钟脉冲程序段组合控制。东西、南北红灯明灭情况刚好相反,可由一组自定义时钟脉冲程序段关联控制。这样6组信号灯可由紧密配合的7个自定义时钟脉冲完成时序控制。7个自定义时钟脉冲程序段的基本参数及配合关系详见表1。


    根据表1即可设计出交通红绿灯PLC控制程序如图6所示。



4 结语
    由于使用了自定义时钟脉冲程序段来实现交通信号灯的时序控制,使得控制程序结过简单,易于修改。如果需要改变东西、南北方向通行时间,不用改变图6所示的控制程序梯形图,只需修改梯形图中各个定时器的设定值即可实现。自定义时钟脉冲程序可以解决工业控制中需要循环输出固定ON时段t1、OFF时段t2的方波脉冲信号这一类问题,将其作为一个子程序应用于工业控制中,可使PLC控制程序设计结构化、简单化。

关键字:FX2N  PLC  自定义时钟脉冲  红绿灯控制 引用地址:基于自定义时钟脉冲的交通红绿灯控制设计

上一篇:采用脉宽调制控制方式的逆变电路解析方案
下一篇:一种应用于地铁站的无线乘客求助系统的研究

推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 22:08

PLC控制柜方案/应用/使用条件介绍
  PLC控制柜的组成部分   1、空开:一个总的空气开关,这个是整个柜体的电源控制。相信每个柜子都必须要有的一个东西。   2、PLC:这个要根据工程需要选择。打个比方如果工程小可以直接就是一个一体化的PLC但如果工程比较大可能就需要模块、卡件式的,同时还可能需要冗余(也就是两套交替使用)。   3、24VDC的电源:一个24VDC的开关电源,大多数的PLC都是自带24VDC的电源,根据是否确实需要来定是否要这个开关电源。   4、继电器:一般PLC是可以直接将指令发到控制回路里,但也可能先由继电器中转。打个比方,如果你PLC的输出口带电是24VDC的,但是你的控制回路里画的图需要PLC供的节点却是220VAC的,那么你就必须在
[嵌入式]
由浅入深的详解PLC技术
很多的电力作业人员都知道,PLC相对于继电器控制柜要简单的多,自动化程度非常高,很多的电工师傅都想系统的学习PLC,可是很多人都没有合适的途径,甚至工作多年了,还对PLC不了解,今天我们就重点来看看PLC的发展历程,原理结构,硬件和软件支持等等,来系统全面的进行一个基础的认识: 可编程序控制器(Programmable LogicController)简称(PLC),是在继电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的,并逐渐发展成为以微处理器为核心,将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。 定义: 国际电工委员会(IEC)于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下: “可编
[嵌入式]
由浅入深的详解<font color='red'>PLC</font>技术
ROHM开发出符合“HD-PLC” inside标准的基带IC
系统仅需新增一枚芯片,大大加快插座数据通信的普及速度。 【ROHM半导体(上海)有限公司 7月10日上海讯】全球知名半导体制造商ROHM于世界首家※开发出符合电力线载波通信(以下称“PLC”) 标准“HD-PLC” inside标准的基带IC “ BU82204MWV ” 。 “HD-PLC”inside是满足作为高速电力线载波通信方式而备受瞩目的“HD-PLC”的嵌入的新标准,通过将符合该标准的基带IC嵌入M2M、IoT及智能社区建设设备等,可将已有的电力线作为通信网络使用。 新产品不仅可进行“HD-PLC” inside的基带处理,而且内置ARM内核。搭载了丰富的接口,使在IC内部进行TCP/IP等协议处理成为
[嵌入式]
ROHM开发出符合“HD-<font color='red'>PLC</font>” inside标准的基带IC
分布式I/O系统和能源数据管理
        无缝传输能源数据且独立于任意总线         能源对于当今科技发展和整个社会的繁荣来说,的确是一个至关重要的因素。1973年的第一次石油危机揭示了我们对于能源有多么得依赖。第一次,人类开始认识到石油燃料的总量是有限的。         对于结束这种依赖方案的研究,从可再生能源开始,如风力发电和光伏发电,已经得到长远的发展。今天,无可争议的事实是,只有智能地混合所有已存在的能源形态,才能确保这类研究的成功进展。在这种情况下,能源在它产生的地方使用,在有风,太阳或者小区的天然气站点。网络工程可以产生智能的分布式能源生产工厂,也就是所谓的“智能电网”(图1)。 图1  智能的分布式能源生产网络          
[嵌入式]
全数字交流伺服系统在塑料机械上的应用
引言    塑料包装行业是随着机电技术的进步和塑料加工工艺的发展而发展起来的,并逐步形成为一个独立的工业部门。上世纪六七十年代后,许多塑料原料已能大规模生产,塑料制品代替金属、木材、玻璃、纸、纤维等材料制成的产品,在国民经济各部门和人们生活各个领域的应用越来越多。需求的不断增加使得中国塑料包装机械发展很快、生产出来的品种也越来越多,大多已能供应国内塑料制品加工装备的需要,随着技术的不断更新,近年来以伺服系统为主要执行元件的塑料机械,以其速度快、效率高、能耗低、控制水平完善、性能稳定等优点迅速成为市场主流机型,并加快国产塑机自动化水平的进程。    塑料机械控制流程及电气原理 图1 塑料制袋机械设备图 国产塑料制袋机如图1
[嵌入式]
PROFIBUS-DP在淮钢棒材生产线中的应用
O 引言   淮钢40万t棒材生产线电气自动化和传动系统的设计、设备的制造及调试由北京金自天正智能控制股份有限公司负责,该项目于2001年10月26日一次试车成功,目前生产基本正常,月产量达5万余t。 1 电气系统的总体配置   该系统配置5台SIEMENS公司的S7-400系列PLC,分别用于加热炉燃烧控制,炉区及轧线区域辅助控制,主轧线控制,3台飞剪控制,冷床及精整区域控制。设有4个操作站,加热炉区、轧机区、冷剪区、精整区各1个,另外还在主电室设有工程师站。每个站均配有SIEMENS公司的PIII工控机,操作面板采用SIEMENS公司的PP17,各站操作系统为中文WindowsNT4.0,监控画面采用美国Intellution
[嵌入式]
自动化PLC控制FAUNC机器人有哪几种流程?
概述 该项目中使用 M251 dPAC控制FAUNC机器人 用于电池的组盘和拆盘的两种流程,FANUC机器人M-20iD-25作为设备的执行层,M251 dPAC用于调度FAUNC的内部的执行程序, 两者之间使用的是 IP通讯 ,设备架构图如图1: 图1 机器人将从堆垛机中取出的装满电池的托盘,通过有两个抓手的夹具进行抓取,将电池抓取到拉带线上,当所有的电池抓取完成后,机器人发送完成给输送线,输送线将空托盘排出,该流程我们称之为 拆盘流程 , 机器人将拉带线上的电池取出,放进在输送线上等待的空托盘中,等待12组电池放入,将装满电池的电池托盘排出,根据输送线发来的指令来确定
[机器人]
S7-1200 PLC硬件接线图全集
SIMATIC S7-1200紧湊型控制器是一款节省空间的模块化控制器,适合要求简单或高级逻辑、HMI和网络功能的小型自动化系统。 S7-1200设计紧凑、成本低廉且功能强大,是控制小型应用的完美解决方案。 S7-1200的硬件 S7-1200的硬件——CPU 模块 S7-1200的硬件——外部接线图 L+、M接24VDC电源 1M、2M是公共端子 S7-1200的硬件信号板SB( signal board) 通过信号板可以给CPU增加I/O,SB连接在CPU的前端。 1、具有4个数字量I/O(2 x DC输入和2 x DC输出)的SB 2、具有1路模拟量输出的SB ①SB上的状态LED
[嵌入式]
S7-1200 <font color='red'>PLC</font>硬件接线图全集
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved