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PLC的城市交通信号灯系统设计研究

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PLC的城市交通信号灯系统设计研究
时间:2022-07-23 00:43:14     小编:

关键词:PLC;信号灯;系统设计

1引言

PLC由于其在控制性能的灵活性、使用的方便性和高稳定性和较强的抗干扰能力[1],广泛应用于工业自动化的各个领域,特别是在城市交通信号灯方面将起着不可替代的作用。

2PLC软硬件介绍

通常的PLC实际上是一种专用计算机,主要应用的场合是工业控制,分为硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统主要由CPU、存储器、I/O接口、编程器和电源构成。不同型号的PLC采用不同的CPU规格。小中型PLC的CPU采用微处理器和单片机。大型PLC虽然也采用微处理器,但CPU是高速位片式。PLC的各项任务都是CPU按照PLC赋予的功能完成的。PLC的存储器有两种:一种是系统程序存储器,在制造过程中由生产商编写并固化在存储器中;另一种是用户程序存储器,存放于RAM,方便用户修改与调试。PLC的输入接口主要有三种类型:直流、交流、交直流输入接口;输出接口也有三类:晶体管、晶闸管继电器等类型。输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件连接的接口电路。PLC的编程器可以分为简易和图形编程器[2],将编好的程序下载至用户程序存储器。简易编程器的优点是小体积、随身携带方便,缺点是只能采用语句的形式进行联机编程。图形编程器则不同,编程形式多样,语句形式、梯形图形式、脱机形式都可进行编程。在PLC工作过程中,CPU及存储器需要的是直流电,这就需要电源将外部的交流电转换成直流电。电源是整个PLC能源供给中心。PLC的工作过程中需要采用稳压电源,这样才能保证稳定性好,抗干扰能力强,也能对外围配置进行简化。PLC软件由继电器逻辑部件、计数器逻辑部件组成。其中继电器又分为输入继电器、输出继电器、内部继电器几种,它只是一种逻辑概念,而非真正意义上的继电器,与通常的继电器相比寿命更长、速度更快、功耗更低,而且体积相对较小。PLC的软件组成部分还包含两种编程语言:梯形图语言、语句表语言。梯形图语言应用较为广泛,很多电气技术人员都能够熟练掌握。这种语言和电器控制线路图区别不大,非常直观、形象,是PLC第一编程语言。语句表语言使用不是很广泛,其使用的原理就是梯形图的描述用PLC操作命令表达出来,通过简易的编程再输入到PLC中。

3交通信号灯的设计

3.1设计要求

一般城市十字路口交通控制灯各有东西和南北三个控制灯。红色灯禁止机动车通行,黄色灯准备禁止机动车通行,绿色为机动车可以通行。在整个过程中,信号灯受启动和停止开关总体控制,开关启动东西南北信号灯开始工作,开关停止熄灭所有的信号灯。整个工作过程一直循环往复。南北方向亮红灯时,东西方向亮绿灯。在时间上,南北方向红灯亮60秒,东西绿灯亮55秒,到50秒时,东西方向的绿灯闪亮,并在3秒后熄灭,同时黄灯亮2秒钟,2秒钟结束,东西方向的红灯亮,南北方向的红灯熄灭,绿灯亮。同样的工作原理,东西方向和南北方向交替,周而复始地工作。

3.2任务控制分析

在城市交通中,由于红灯亮时南北方向或是东西方向都是停止的,绿灯亮时时同时放行的,因此只要比较南北方向和东西方向的车辆的最大值就行了,不需要对车辆总和进行比较。

4系统设计

4.1交通信号灯状态转移图

开关启动,PLC开始工作。从图2可以看出南北方向的主干道绿灯先亮,东西方向的红灯先亮[3]。信号灯亮起的顺序是按事先规定的时间次序,循环往复地工作。结束按钮启动,交通信号灯停止工作。

4.2梯形图的设计

在该系统模块中,交通信号灯的控制采用的是基本的逻辑编程,PLC软件的定时器实现灯亮,交通信号灯的闪烁则由脉冲发生器来实现。由图3可知,若M1闭合,则T0通电,0.5秒的延时后触点T0闭合,T1定时器通电,再经0.5秒的延时,断开触点T1,线圈T0失电,TO触点断开,TO定时器再次得电,再经0.5秒,又一次闭合T0,如此周而复始地工作,T0波形如图4所示。

5总结与展望

城市交通信号灯控制采用PLC来进行设计和实现,可靠性较高,输入输出接口模块也比较丰富,采用的编程语言简单易学[4],后期安装简单,维修也较方便。设计过程的重难点就是设计的思路、梯形图的设计、编程程序的输入及调试。通过分档南北或东西方向的机动车数量,实现对南北或东西方向机动车最大限度地放行,从而减少机动车在多岔路口滞留的时间,对当前的城市交通拥堵,实现了最优化的控制,大大提高了城市交通的效率[5]。

参考文献

[1]张广明,李果,朱炜.机电系统PLC控制技术.北京:国防工业出版社,2007

[2]齐占庆,王振臣.机床电气控制技术.北京:机械工业出版社,1997

[3]李树雄.可编程控制器原理与应用及应用教程.北京:北京航空航天大学出版社,2003

[4]郁汉琪.电气控制与可编程控制器应用技术.南京:东南大学出版社,2003

[5]孙同景.PLC原理及工程应用.北京:机械工业出版社,2008

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关于城市轨道交通环控系统研究方法的分析与探讨
发布时间:2013-12-17
摘 要: CFD( 计算 流体动力学)是近年 发展 较快的一种计算机辅助设计技术,其作用是各种工况下气流组织的温度、速度场的模拟仿真。当前,国外已开始将CFD逐渐 应用 到地下空间领域,对地下空间的空气状况进行三维模拟、 分析 和 ......
轨道交通信号系统可靠性与安全性浅析
发布时间:2022-08-05
【摘要】近些年,我国各大城市纷纷开展轨道交通建设,以缓解城市路面的交通压力。而轨道交通基础设施的数量不断增多的同时,轨道交通的管理也更加复杂。作为保证轨道交通系统正常安全运行的一种重要手段,交通信号系统的可靠性与安全......
城市轨道交通建设的市场化融资策略研究
发布时间:2022-11-04
摘 要:城市轨道 交通 建设对城镇化水平提高具有非常重要的 影响 ,为加快推进城市轨道交通建设,就需要拓宽融资渠道,更多介入民间投资。投资行为市场化是激励城市轨道交通建设高效运作的捷径。由于传统体制的原因,在操作过程中会存......
住区设计与城市交通规划(1)
发布时间:2013-12-17
美国城市规划师沙里宁曾经说过:“通常做设计是要把它置于它所属的更大的环境中——就像将椅子置于一个房间中;将房间置于一栋房子中;将一栋房子置于周围的环境中;将周围的环境置于一个城市的规划中。”建筑师在设计单体或群体建筑时......
城市轨道交通综合安全管理体系研究
发布时间:2023-04-14
摘 要 分析 了城市轨道 交通 综合安全管理体系目标、原则、 内容 、机构和职能。立足于城市轨道交通的特点和我国城市轨道交通行业 发展 的实际水平,提出了建立城市轨道交通综合安全管理体系的相关建议:完善法制法规建设;完善独立于运......
广州市轨道交通乘客向导系统研究
发布时间:2013-12-17
摘要: 分析 、介绍了城市轨道 交通 向导系统的设计理念、系统内涵及有关广州轨道交通乘客向导系统的设计 研究 。 关键词:地铁;乘客向导系统 完善轨道交通中的乘客向导系统设计(以下简称向导系统),不仅方便人们乘车的需要......
基于统力的城市轨道交通票价计算方法研
发布时间:2022-12-20
摘要:轨道 交通 票价的合理制定,对于轨道交通的可持续 发展 具有举足轻重的作用。本文在具体 分析 城市轨道交通票价制定 影响 因素的基础上,运用系统动力学的原理和 方法 ,构造了城市轨道交通票价制定的因果关系图及流图,并给出了定价......
城市高架轨道交通景观评价体系研究
发布时间:2022-09-07
摘要: 研究 目的: 目前 国内对于城市高架轨道景观评价的研究尚处于探索阶段,还没有成熟的指标体系及评价 方法 ,为此需首要建立一套较为客观、简捷、实用,又能得到专家和公众认同的景观评价体系。 研究方法:本文选用“目标—指标......
对城市轨道交通公共室内空间设计的调查研究
发布时间:2023-05-31
摘要: 本文针对当前城市轨道交通各个领域的理论研究,采用实地观察,案例分析等方法,从纵向和横向探讨北京公共室内空间设计状况,并延伸到中国城市轨道交通公共室内空间艺术设计发展的趋势和方向。并且通过以上研究,总结了中国在......
发展我国大城市交通的研究
发布时间:2022-11-13
一、 问题 的提出 改革开放以来,我国的 经济 建设有了突飞猛进的 发展 。80年代,我国经济发展的实际年平均增长率在6%以上,尤其是90年代以来,持续地超过10%,这种持续地高速度增长是第二次世界大战后世界各国前所未有的。随......
浅析城市道路与交通工程系统分析
发布时间:2022-10-30
浅析城市道路与交通工程系统分析 摘要:城市道路与交通工程复杂而精细,文章简要介绍了道路与交通工程分析的作用、目的和步骤,对模型的建立和运行以及如何进行定性定量分析进行了阐述,总结了道路与交通工程系统分析的主要内容,为城市......
城市中心区交通模式研究
发布时间:2013-12-17
伴随着城市化的迅猛 发展 及新一轮城市总体规划的调整,我国城市不仅面临着城市规模的不断扩大,而且面临着城市内部的功能调整。城市用地结构的变化主要集中于两个方面:城市郊区化及城市中心区的整治。城市郊区化推动的人口和产业的......
北京城轨交通信息交换平台的研究
发布时间:2013-12-17
摘要: 针对 目前 北京城市轨道 交通 各个信息系统独立 应用 ,存在大量信息孤岛,信息无法综合利用的现状,提出了北京城轨交通综合信息系统的体系结构,同时基于多层体系结构提出了信息交换的 方法 和手段,并针对现有的和即将开发的信息系......
屏蔽门系统在城市轨道交通中的应用
发布时间:2023-03-24
摘 要:通过对国内、外城市轨道 交通 屏蔽门系统 应用 的介绍,从安全、节能、环保等方面 分析 了屏蔽门系统的特点,并根据我国在设计和建造城市轨道交通过程中的经验和应用,对屏蔽门系统的规划和建造提出几点建议。 关键词:城市轨......
城市轨道交通系统的安全性与可靠性
发布时间:2022-07-21
摘 要 采用系统工程的观点,阐述城市轨道 交通 系统安全性与可靠性的概念。探索整体 研究 轨道交通系统安全性与可靠性的 方法 ,构建城市轨道交通系统安全性与可靠性工程框架以及管理组织结构和信息流程框架,为今后在我国城市轨道交通的......
基于GIS平台的城市智能交通管理系统构架研究(1)论文
发布时间:2023-01-11
摘 要 本文对地理信息系统(GIS)作为城市智能交通管理系统的共用信息平台的可能性进行了分析,提出了系统总体架构及GIS平台的基本功能,指出系统存在的问题及可能的解决方案。关键词 GIS 共用信息平台 智能交通管理系统1 背景......
PLC在发射台天线交换系统的设计与应用
发布时间:2015-09-10
摘 要 大功率短波广播发射台一般设有多部大功率短波发射机及多副大功率短波发射天线。为了使发射机能在不同的时间使用不同的频率对不同服务区进行广播,就必须有能把发射机灵活转接到不同天线上的天线交换系统。本文针对我台三个发射......
城市轨道交通的水平定位和系统匹配
发布时间:2023-04-12
摘 要 分析 了城市轨道 交通 建设的水平定位及其与城市财力、 时代 要求、公交现状、设计理念等的关系;分析了城市轨道交通系统与所追求的目标、线路特征、车辆、供电电压、系统容量、信号及行车间隔的匹配 问题 。 关键词 城市轨道交......
基于GIS平台的城市智能交通管理系统构架研究-(1)论文
发布时间:2013-12-18
摘 要 本文对地理信息系统(GIS)作为城市智能交通管理系统的共用信息平台的可能性进行了分析,提出了系统总体架构及GIS平台的基本功能,指出系统存在的问题及可能的解决方案。关键词 GIS 共用信息平台 智能交通管理系统 1 背......
城市建设中的路灯施工工程研究
发布时间:2016-09-21
在我国路灯管理中,路灯建设是基础,其工程过程包涵路灯施工质量、施工的具体方案、施工的方案选择、工期保证措施等。在路灯施工的过程中,严格遵守市政工程施工技术规程,严格控制每一道工序,才能建设更优质的工程。 1 路灯建设施工......
轨道交通项目管理信息系统的设计与实现
发布时间:2013-12-17
摘要: 以轨道 交通 建设工程项目管理为例, 尝试开发一种能够集中存储的、共享的、快速检索的高效率信息管理系统。系统的主要信息管理 内容 包括资金控制、质量控制和进度控制。通过对“三控制”的流程 分析 , 以计量支付模块为例, 介......
城市轨道交通与其它交通方式衔接的研究
发布时间:2023-03-20
摘 要:从线路和车站相互关系的角度, 分析 和论述了城市轨道 交通 规划中,该系统与其它交通衔接的方式及技术 问题 ,并给出了国外在这方面比较好的做法,为我国城市轨道交通的规划提出了具有积极借鉴意义的方向。 关键词:城市轨道交通、......
城市轨道交通线路通过能力的研究
发布时间:2023-02-14
摘要:通过对城市轨道 交通 列车实际运行不确定性的 分析 ,提出城市轨道交通追踪列车间隔时间是由最小列车间隔时间和平均必要缓冲时间两部分组成。 应用 概率论和排队论,给出城市轨道交通高峰期线路通过能力的动态不确定型 计算 方法......
基于通信的列车控制技术在轨道交通信号系统升级中的应用
发布时间:2023-05-24
摘 要 对轨道 交通 系统中信号系统的升级需求进行了 分析 ,归纳了系统升级中应考虑的几个 问题 。以英国伦敦维多利亚线信号系统升级项目为实例,分别从过渡设备的安装、车辆测试、信号系统更新、控制中心升级等方面介绍了基于通信的列......