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交通控制系統中PLC的應用
以下是小編整理的關于交通控制系統中PLC的應用的論文，對寫該論文的寫作者有一定的借鑒作用!
摘要：隨著我國現代化工業的高速發展，汽車也緊跟時代的步伐，交通問題成為我國家關心的問題，也是我國經濟發展的重要關鍵。我國人口眾多、經濟建設穩步發展，這也使得我國的交通問題日趨嚴重。如何在現有的交通體系中提高效率成為了關鍵所在，而提高交通控制系統的效率更是重中之重。作為諸多優點的PLC在交通控制系統中得到了很大的發展，大大彌補了原有交通控制系統中的諸多缺點，是以后交通控制系統中發展的趨勢。本文在介紹PLC理論知識的基礎上，分析了PLC在交通控制系統中的應用需求，以及PLC基本原理在交通信號燈控制系統中的應用。使我們對PLC控制交通信號燈系統的原理與應用有了更深一層的了解，希望可以為初學者PLC應用及交通信號燈系統的改進方面的研究提供參考。
關鍵字：交通控制系統;可編程控制器;PLC;
引言
城市交通管理在交通運輸系統有著舉足輕重的作用。高速發展的經濟，落后的交通設施和管理手段，使得我國城市交通管理工作面臨嚴峻的挑戰。根據我國城市中機動車數量逐年增加、交通秩序日趨惡化、出行時間延長、交通事故呈逐年上升趨勢的實際情況，充分發揮現有路網的效率，緩解城市交通擁擠堵塞，依靠科技進步開發智能交通控制系統是一種投入少、見效快的有效途徑。
可編程邏輯控制器( PLC)是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程�？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都應按易于使工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計�？删幊炭刂破髯鳛槟壳肮I自動化的重要基礎設備，被稱為“工業自動化三大支柱性產業之一”，在各工業生產領域發揮著愈來愈大的作用。
而基于PLC的交通控制系統的實施，能夠最大限度地利用城市己有的交通設施，提高路網的利用率，有效的控制城市交通狀況，減少交通擁擠，減少環境污染，提高經濟效益具有重要的意義;同時對我國智能運輸系統的研究和發展也具有重要的意義，有很廣闊的市場應用前景。
一、PLC的理論知識
1.1 PLC的基本組成
PLC一般由主機、擴展單元及外設組成。主機必不可少，其他部分可按需要配置。主機一般有CPU、內存、電源及相應的1/0單元或者通訊(外設)口。擴展單元主要是1/0單元、電源模塊(有的無電源)、與主機的連接電纜，有的還有接口模塊。外設中最基本的就是編程器，有的還配置可編程終端、條碼讀入器、打印機等。從編寫程序與調試程序的角度看，個人計算機也算是PLC的外設。PLC的組成決定了PLC的功能。組成成分的增加與完善，將增加與增強PLC的功能。根據結構形式的不同，PLC可分為整體式(也稱箱體式)和組合式(也稱模塊式)兩類。
整體式結構的PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信端口、1/0擴展端口等裝在一個箱體內構成主機。另外還有獨立的1/0擴展單元等與主機配合使用。整體式PLC的結構簡單、體積小，小機型常采用這種結構。
組合式PLC的結構的PLC是將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能1/0模塊、通訊單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊可以直接插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯系，裝有CPU的單元稱為CPU模塊，其他稱為擴展模塊。中、大型機常采用組合式。
1.2 PLC的工作原理
可編程序控制器的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按順序排列。在用戶程序執行階段，在沒有跳轉指令時，CPU從第一條指令開始，逐條順序地執行用戶程序，直至遇到結束(END)指令。遇到結束指令時，CPU檢查系統的智能模塊是否需要服務。在執行指令時，從1/0映像寄存器或別的位元件的映像寄存器讀出其0/1狀態，并根據指令的要求執行相應的邏輯運算，運算的結果寫入到相應的映像寄存器中。因此，各映像寄存器(只讀的輸入映像寄存器除外)的內容隨著程序的執行而變化。在程序執行階段，即使外部輸入信號的狀態發生了變化，輸入映像寄存器的狀態也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態只能在下一個掃描周期的讀取輸入階段被讀入。執行程序時，對輸入/輸出的存取通常是通過映像寄存器，而不是實際的1/0點，這樣做有以下好處:程序執行階段的輸入值是固定的，程序執行完后再用輸出映像寄存器的值更新輸出點，使系統的運行穩定;用戶程序讀寫1/0映像寄存器比讀寫1/0點快得多，這樣可以提高程序的執行速度;1/0點必須按位來存取，而映像寄存器可按位、字節來存取，靈活性好。
(1)系統初始化
PLC上電后，要進行對CPU及各種資源的初始化處理，包括清除1/0映像區、變量存儲器區、復位所有定時器，檢查1/0模塊的連接等。
(2)讀取輸入
在可編程序控制器的存儲器中，設置了一片區域來存放輸入信號和輸出信號的狀態，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。在讀取輸入階段，可編程序控制器把所有外部數字量輸入電路的ON/OFF(1/0)狀態讀入輸入映像寄存器。外接的輸入電路閉合時，對應的輸入映像寄存器為1狀態，梯形圖中對應輸入點的常開觸點接通，常閉觸點斷開。外接的輸入電路斷開時，對應的輸入映像寄存器為O狀態，梯形圖中對應輸入點的常開觸點斷開，常閉觸點接通。
(3)執行用戶程序
線圈“斷電”，對應的輸出映像寄存器中存放的二進制數為O，將它送到物理輸出模塊，對應的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點斷開，外部負載斷電，停止工作。
(4)通信處理
在智能模塊及通信信息處理階段，CPU模塊檢查智能模塊是否需要服務，如果需要，讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區中，供下一掃描周期使用。在通信信息處理階段，CPU處理通信口接收到的信息，在適當的時候將信息傳送給通信請求方。
(5)CPU自診斷測試
自診斷測試包括定期檢查EZPRoM、用戶程序存儲器、1/0模塊狀態以及1/0擴展總線的一致性，將監控定時器復位，以及完成一些別的內部工作。
(6)修改輸出
CPU執行完用戶程序后，將輸出映像寄存器的0八狀態傳送到輸出模塊并鎖存起來。梯形圖中某一輸出位的線圈“通電”時，對應的輸出映像寄存器為1狀態。信號經輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點閉合，使外部負載通電工作。
二、結束語
本文主要介紹了 PLC 的相關知識，包括 PLC 的產生、定義、基本結構、特點和發展歷程與發展方向。PLC 的基本結構是進行 PLC 編程控制的基礎;PLC 的優點是選擇 PLC 作為交通控制系統控制機的主要原因,。另外，提高城市交通網的通行能力是一個綜合性的問題，交通信號控制只是其中一個措施，除此之外，還應加強交通法規建設和交通管理措施。把規劃、管理、控制等方面進行綜合治理才是城市交通的出路。
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