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十字路交通灯顺序控制

更新时间:2010-2-22:  来源:毕业论文

十字路交通灯顺序控制
目录
摘要………………………………………………………………………1
引言………………………………………………………………………2
1. 设计要求 ……………………………………………………………2
2. 设计目标 ……………………………………………………………2
3. 十字路口交通灯的PLC实现 ………………………………………2
3.1.控制系统的组成……………………………………………………2
3.2.车流量的计量………………………………………………………3
3.3.车量的存在与通个的检测…………………………………………3
3.4.用PLC内部辅助继电器实现十字路口交通灯顺序控制…………3
4.主要程序及顺序控制梯图……………………………………………6
结束语  …………………………………………………………………11
参考文献 ……………………………………………………………… 12
交通信号灯的模拟控制设计
摘要:交通信号灯是日常生活中遇到的一个普通实例,它的控制具典型和实用价值。由于交通路口的形状和规模不一,所采用的信号灯的数量、控制要求不一,控制的复杂程度也就不一样,这里以十字路口中等规模的交通信号灯控制为例。传统的十字路口交通控制灯不能根据车流量实时地控制红绿灯的延时。本文讨论了应用PLC来智能控制信号灯的方法。系统根据传感器搜集的信息测定各个方向的车流量,再根据算法,确定各个方向信号灯的延时。
关键词: PLC;顺序功能图;模拟状态图 交通灯
引  言
比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的最大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较全球定位系统而言成本更低。据不完全统计,目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况),这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯,而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯,这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的,不仅让司机乘客怨声载道,而且对人力和物力资源也是一种浪费。
智能控制交通系统是目前研究的方向,也已经取得不少成果,在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号,其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑,我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈,当汽车经过时就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少,即可检测出汽车的通过,并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入,并用PLC计数,按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。
1.设计要求:
1、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(主干道)车道和东西方向(支 道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通间为20秒,时间可设置修改。
2、在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道;
3、黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。
4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用计时的方法)。
5、同步设置人行横道红、绿灯指示
2.设计目标:
        用FX2N系列PLC实现上述功能。
        设计框图:设计几种设计方法,然后在设计出梯形图及主要程序
3.十字路口交通灯的PLC实现
3.1控制系统的组成
车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然,也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机,它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入/输出接口,并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构,编程简单,安装简单,维修方便.
3.2车流量的计量
车流量的计量有多种方式:
(1) 每股行车道的车流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器1时,使统计数加1,经过第二个传感器2出路口时,使统计数减1,其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值),可以与其他道的值进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据。
(2) 先统计每股车道上车辆的滞留量,然后按大方向原则累加统计。如,将东西向的左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加,再与其它的3个方向的车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据.
(3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则(不影响行车安全的多道相向行驶)累加统计。如,东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加,再与南北向的总车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据.
以上计算判别全部由PLC完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序,方便调用。
3.3车辆的存在与通过的检测
(1) 感应线圈(电感式传感器)
电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路,可用混凝土直接预埋,老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时,公路面上就会形成中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时,汽车就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时,该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时,该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化,因此,在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器,就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分,则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。
电感式传感器的高频电流频率为60kHz,尺寸为 2×3m,电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在0.3%以上[1,2]。
电感式传感器安装在公路下面,从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。791

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