引言

本文研究開發(fā)出一種基于PLC的交通信號燈智能控制實驗裝置。該裝置不僅具備了一些常規(guī)的控制功能，如南北、東西紅黃綠燈循環(huán)啟動;倒計時顯示時間;手動調(diào)節(jié)紅綠燈亮的時間;緊急情況下的紅綠燈控制等，還能夠根據(jù)主次干道車流量的大小自動調(diào)節(jié)紅綠燈亮的時間;能夠根據(jù)時間段調(diào)節(jié)紅綠燈點亮的時間等。另外本文采用了一種易于實現(xiàn)的基于車流比的周期自動切換方法，使得在調(diào)節(jié)紅綠燈時間長度時無需進行復(fù)雜計算，從而簡化了PLC的程序設(shè)計，設(shè)計的控制系統(tǒng)具有可靠性高、實時性好等特點。

1、系統(tǒng)設(shè)計思路

整個系統(tǒng)采用觸摸屏作為上位機，PLC為主要控制核心，光電開關(guān)與聲音傳感器為車輛檢測元器件，紅綠燈和數(shù)碼管為主要控制對象，總體設(shè)計思路如圖1所示。系統(tǒng)在智能工作模式下，能夠根據(jù)交通燈的每個工作周期內(nèi)道路的車流量，計算得到下一周期交通燈工作的最優(yōu)時間值，以此為依據(jù)，通過PLC控制方式自動調(diào)節(jié)紅綠燈亮的時間，并能夠根據(jù)時間段調(diào)節(jié)紅綠燈亮的時間。當(dāng)特種車輛（如救護車、消防車）到來時，還能夠自動啟動急車強通通行模式。圖中，觸摸屏作為一種智能控制設(shè)備，可以實現(xiàn)遠距離控制和系統(tǒng)狀態(tài)顯示，可以實現(xiàn)工作模式的切換，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的按鈕輸入，同時可以實時監(jiān)控交通燈的工作狀態(tài)。

圖1 交通燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2、系統(tǒng)元器件選型與硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

本裝置中上位機采用了eViewMT4300C觸摸屏。eViewMT4300C觸摸屏具有5．6“64KTFT彩色液晶顯示屏，提供了320×240像素的分辨率，具有多種通訊端口。由于其界面良好、功能多樣、控制靈活、編程方便、價格便宜等優(yōu)點，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

在PLC選擇方面，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，需要模式選擇開關(guān)4個，東西和南北向車輛檢測傳感器4個，4個方向的聲音傳感器4個。由于南北向車輛檢測傳感器可以共用1個輸入點，東西向車輛檢測傳感器可以共用1個輸入點，4個方向的聲音傳感器可以共用1個輸入點，因此本系統(tǒng)總共需要輸入點7個。輸出部分需要控制信號燈和倒計時時間顯示，以及人行橫道燈等，其中信號燈需要6個輸出點，人行橫道燈可以與信號燈共用輸出點。由于只顯示1位倒計時數(shù)據(jù)，4個方向的倒計時顯示需要16個輸出點，因此整個系統(tǒng)需要22個輸出點。數(shù)碼管采用常規(guī)的2HS228021型號數(shù)碼管，用于倒計時顯示1位時間。聲音傳感器采用聲控開關(guān)代替。整個PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖如圖2所示。

圖2 ?PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計

智能交通燈PLC控制實驗裝置的軟件設(shè)計包括了2個部分：觸摸屏組態(tài)軟件設(shè)計和PLC控制程序設(shè)計。其中組態(tài)軟件設(shè)計主要設(shè)計觸摸屏的操作畫面，便于實現(xiàn)人機交互。而PLC控制程序主要實現(xiàn)交通燈的循環(huán)顯示功能與倒計時數(shù)碼顯示功能。