第一篇：基于三菱PLC-F2N的交通燈設(shè)計概要

一、概述

根據(jù)十字路口交通燈的控制要求,采用PLC 設(shè)計實現(xiàn)正常交通的時序控制,通過傳感器完成對交通異常狀況的智能判別及處理。在系統(tǒng)的設(shè)計中,主要使用了PLC 可編程序控制器和傳感器相結(jié)合的一種智能控制方法,隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市的交通擁擠問題日趨嚴(yán)重,因此為了保障城市交通有序、安全、快速運行,提高城市路網(wǎng)的通行能力、實現(xiàn)道路交通的科學(xué)化管理迫在眉睫。十字路口簡單的雙向紅綠燈控制已不能滿足現(xiàn)實生活的需要,為了適應(yīng)現(xiàn)代社會道路車流量越來越大的實際情況,一種以微電腦技術(shù)為核心的自動控制裝置的可編程邏輯控制器(PLC,被廣泛應(yīng)用于交通燈的控制領(lǐng)域。

利用PLC可編程控制器,三菱FX2N-48MR可編程控制器進(jìn)行交通燈的PLC控制的編程。

二、硬件設(shè)計要求

1、控制要求

(1按下啟動按鈕X0,交通燈系統(tǒng)開始工作。綠燈Y2亮,同時其它三個方向的紅燈Y3,Y11,Y6 亮,車輛由南向北直行的同時南向西轉(zhuǎn)彎,時長75秒;綠燈Y4亮,紅燈Y0,Y11,Y6亮,車輛由北向南直行,同時北向東轉(zhuǎn)彎;75秒后綠燈Y12亮,Y0,Y3,Y6亮,車輛由東向西直行,同時向南轉(zhuǎn)彎;75秒后綠燈Y7亮,Y0,Y3,Y11亮,車輛由西向東直行,同時向北轉(zhuǎn)彎。如此循環(huán)下去。

(2當(dāng)南北方向綠燈亮?xí)r,人行道的綠燈亮,行人可通過馬路;當(dāng)南北方向紅燈亮?xí)r,人

行道的紅燈亮,行人停止通過馬路。(3按下停止按鈕,交通燈系統(tǒng)停止工作。

(4按下復(fù)位按鈕,交通燈系統(tǒng)重新啟動。

2、系統(tǒng)設(shè)計流程示意圖如圖1

圖1:流程示意圖

3、交通燈控制系統(tǒng)原理框圖如圖2

圖2 交通燈控制系統(tǒng)原理框圖

4、I/O分配如表1 輸入端口輸出端口

信號原件及作用PLC輸入口地址信號原件及作用PLC輸出口地址 啟動按鈕SB1 X000 南向北直行 紅Y000 南轉(zhuǎn)向西

停止按鈕SB2 X001 黃Y001 復(fù)位按鈕SB3 X0002 綠Y002 北向南直行 紅Y003

北轉(zhuǎn)向東 黃Y004 綠Y005 紅Y006 西向東直行 西轉(zhuǎn)向北 黃Y007 綠Y010 東向西直行 紅Y011 東轉(zhuǎn)向南 黃Y012 綠Y013 人行1 Y014 人行2 Y015 人行3 Y016 人行4 Y017 人行5 Y020 人行6 Y021

人行7 Y022 人行8 Y023 表1:I/O分配表

5、I/O接線圖如圖3

圖3 :I/O接線圖

三、軟件設(shè)計要求

1、系統(tǒng)設(shè)計梯形圖(見附錄1

2、系統(tǒng)設(shè)計指令表(見附錄2

四、系統(tǒng)調(diào)試:

1、硬件調(diào)試

按照程序控制要求,制作硬件電路,制作完成后檢查是否有短路、短路,檢查完畢接通電源,測試電路個指示燈、按鈕是否可用。

接通電源,檢查三菱FX2N-48MR可編程控制器是否可以正常工作,接頭是否接觸良好,然后把其與電腦的通信口連接。

2、軟件調(diào)試

根據(jù)控制要求輸入梯形圖,轉(zhuǎn)換成指令表,并進(jìn)行語法的檢查,無誤后將指令讀入到指定的可編程控制器ROM中,進(jìn)行下一步的調(diào)試。

3、運行調(diào)試

軟件和硬件調(diào)試結(jié)束后,進(jìn)行系統(tǒng)運行調(diào)試,按下啟動按鈕,系統(tǒng)開始工作,觀察系統(tǒng)運行是否符合控制要求,并隨時進(jìn)行更正,同時隨機(jī)按下停止和復(fù)位按鈕,觀察系統(tǒng)是否能夠停止和復(fù)位。

經(jīng)過不斷調(diào)試和修正,本系統(tǒng)可達(dá)到本次課程設(shè)計的基本控制要求。

五、設(shè)計心得

通過本次的課程設(shè)計,使我們懂得對每一件事都要認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍、還有團(tuán)隊精神的重要性;鍛煉了我們潛心考察、勇于開拓與實踐的基本素質(zhì);使我們獲得了從文獻(xiàn)和生產(chǎn)實踐中獲取知識的能力;提高了我們從平時的實驗轉(zhuǎn)化為實踐的解決實際問題的能力;也使自己知道如何學(xué)習(xí)和獨立思考。遇到問題和同學(xué)互相討論交流和討論,增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊意識及與人合作能力。本次設(shè)計更是一種能力測試,對即將畢業(yè)的我們來說是非常有必要的。增加了對書本知識的理解外和運用能力,更使我們獲得了走向?qū)嵺`、投入社會所必需的基本素質(zhì),使我通過了從校園走向工作崗位的重要環(huán)節(jié)。我相信經(jīng)過這次的小小的課程設(shè)計這一環(huán)節(jié)的鍛煉,更加鍛煉我們獨立思考能力,動手操作能力和發(fā)現(xiàn)、解決問題的能力!

六、參考文獻(xiàn)

[1]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社

[2]史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003 [3]孫振強(qiáng).可編程控制器原理及應(yīng)用教程.北京:清華大學(xué)出版社 [4]阮友德.電氣控制與PLC實訓(xùn)教程.北京:人民郵電出版社,2006

七、附錄

附錄1 系統(tǒng)設(shè)計梯形圖

附錄2 系統(tǒng)設(shè)計指令表

第二篇：三菱 馬自達(dá)故障集錦概要

三菱 馬自達(dá)故障集錦 三菱

車速超過 65km/h時,傳動軸出現(xiàn)振動。

有些 2000年 5月 29日以前生產(chǎn)的 2001款 Montero 在車速超過 65km/h時, 轉(zhuǎn)向輪、座椅和 /或車身常 常會出現(xiàn)劇烈的低頻振動。這種故障可能是因車輪 /輪胎不平衡或后傳動軸不平衡造成的。要想排除這種故 障,應(yīng)按以下步驟進(jìn)行: 維修前,應(yīng)進(jìn)行試車,以證實故障表現(xiàn)形式。如果振動現(xiàn)象或踏板顫動是在制動時產(chǎn)生的,按需要進(jìn) 行切削或更換制動器轉(zhuǎn)子,然后對輪胎重新進(jìn)行平衡作業(yè)。然后,應(yīng)重新進(jìn)行試車,以明確振動現(xiàn)象是否 減弱或消除。如果仍存在振動故障,則需更換改進(jìn)型后傳動軸組件。

在拆卸原傳動軸之前,應(yīng)在差速器配對凸緣上作一個對正記號,它平行于傳動軸上的白色貼條。如果 出廠時這種記號已有標(biāo)示,則無需再作記號。為防止安裝時刮傷新傳動軸,請使用包裝中的泡沫保護(hù)帶纏 好傳動軸,不要摔、震或刮傷新的傳動軸。如果傳動軸摔過,則必須予以更換。

現(xiàn)在,就可以從組件中取出新的傳動軸,換掉原來的傳動軸。對 4速 XLS 車型,傳動軸組件的零件號 為 MR518877;對限 5速車型,它的零件號為 MR498391。5速車型的改進(jìn)型傳動軸的零件號與以前的完全相 同。使用時,應(yīng)檢查傳動軸更換標(biāo)簽上的批號,以確定是否為改進(jìn)型傳動軸。批號高于 000529的都是改進(jìn) 型傳動軸。

請注意,在安裝新傳動軸時,應(yīng)確保配對凸緣上的匹配記號與新傳動軸的標(biāo)簽對齊。然后進(jìn)行試車, 檢查振動現(xiàn)象是否已減輕。此外,還應(yīng)注意,有些后差速器凸緣的相位記號可能并不正確。如果新傳動軸 不能減輕這種低頻振動,則需將傳動軸相對于相位標(biāo)記的反方向轉(zhuǎn)動 180°。

停車制動器被召回

部分 1999款(出廠編號為 XT006633~XT008621 和 2000款(出廠編號為 YT000009~YT007848 Diamante 汽車,因停車制動器制動蹄座圈出現(xiàn)故障,現(xiàn)已發(fā)出召回通知。

將座圈固定在停車制動蹄上的螺釘頭容易變脆、斷裂,導(dǎo)致座圈出現(xiàn)錯位,進(jìn)而引起停車制動器打滑 或喪失制動能力。召回通知已于 2000年 7月開始發(fā)到車主手上。如果尚未被召回, 應(yīng)將故障車送至特約經(jīng) 銷商處,進(jìn)行免費維修。

注意,如果在常規(guī)制動作業(yè)時發(fā)現(xiàn)鎖緊螺釘出現(xiàn)斷裂,三菱汽車公司建議車主更換后襯板和螺釘。此 外,應(yīng)檢查 ABS 彈性輪和車輪轉(zhuǎn)速傳感器有無損壞,如有必要,應(yīng)予以更換。

發(fā)動機(jī)軸承代碼

1993-1996年生產(chǎn)的 3000GT、Diamante、Montero 和三菱皮卡,其 6G7系列 3.0L V6發(fā)動機(jī)缸體的下 方采用了一些臨時識別符號,而原始維修手冊中沒有提到過這些符號。

通常,發(fā)動機(jī)缸體軸承內(nèi)徑以Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ來標(biāo)記。Ⅰ表示為淡紅色標(biāo)記或Ⅰ型記號;Ⅱ表示為紅色標(biāo)

記即Ⅱ型記號,依此類推。臨時記號的使用方式為:標(biāo)有 T 的軸承和標(biāo)有Ⅰ的軸承相同;標(biāo)有 Z 的軸承和 標(biāo)有Ⅱ的軸承相同;標(biāo)有反 F 記號的軸承和標(biāo)有Ⅲ的軸承相同。

調(diào)整座椅時收音機(jī)出現(xiàn)噪音。

在調(diào)整 2001款 Montero 車型(2000年 3月 9日以前生產(chǎn)的駕駛員座椅腰部支撐、按下調(diào)整開關(guān)時, 收音機(jī)有時會出現(xiàn)干擾噪音。在腰部支撐線束上再裝上一種零件號為 MR474910的線束(帶電容器,就能 消除這種噪音。請注意,執(zhí)行下列維修步驟時,無需拆下座椅。

首先將鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到 OFF 位置。拆下駕駛員椅背下方的線夾,以便夠著舊線束。然后脫開綁帶并將里 面的鉤子放低。脫開上面的鉤子,然后抬起座椅蓋的右側(cè)及墊,脫開腰部支撐電動機(jī)接頭,將接頭從座椅 里面移到椅背,裝上新線束,并保證線束不要太緊。

下一步,將新線束從座椅的右邊穿過,使它與腰部支撐電動機(jī)線束相連,用組件內(nèi)提供的緊固帶,將 線束固定在座椅架上。

然后接通鑰匙開關(guān)后打開收音機(jī),操作腰部支撐開關(guān),確認(rèn)座椅調(diào)整功能已正常,且收音機(jī)干擾現(xiàn)象 也消除。這時,應(yīng)重新連接座椅蓋內(nèi)的上 /下鉤。最后在椅背下方重新裝上線夾,即大功告成。

發(fā)動機(jī)缸體加熱器的安裝

三菱汽車的車主們會要求安裝一種發(fā)動機(jī)缸體加熱器,它的作用是在冬季保持發(fā)動機(jī)內(nèi)冷卻液的流動 性。這種加熱器由加熱元件、電路接頭和接至標(biāo)準(zhǔn) 110V 交流電源的電線組成。加熱器的直徑和形狀與發(fā)動 機(jī)芯孔堵頭相同,并已永久取代了發(fā)動機(jī)指定的堵頭。

安裝加熱器之前,一定要保證冷卻液已冷卻,而且壓力已安全釋放。接著,排空冷卻液。按照加熱器 附帶的說明書,找到發(fā)動機(jī)芯孔堵頭的正確位置,然后在中心位置沖或鉆孔,從芯孔中撬出堵頭。注意, 不要嘗試在未經(jīng)指定的位置上安裝缸體加熱器。

用干凈的冷卻液潤滑加熱器的 O 型圈,將加熱器插入芯孔內(nèi),保持加熱元件指向正確的方向,然后按 照安裝說明書的要求,將鎖緊螺釘擰至規(guī)定扭矩。接著,用干凈的混合冷卻液重新加注冷卻系統(tǒng),啟動發(fā) 動機(jī),檢查有無滲漏現(xiàn)象。請注意,加熱元件沒有浸沒在冷卻液時,不可使用加熱器,否則會很快燒壞, 還可能出現(xiàn)燒傷。此外, 三菱汽車公司建議不要使用冷卻液添加劑, 以避免因安裝新加熱器而引起的滲漏。

蓄電池線束被召回

有些 2000款三菱 Galant 和裝有 V6發(fā)動機(jī)的 Eclipse 汽車上的蓄電池纜線常常會因排氣歧管散發(fā)出的 熱量而損壞,這將影響到接地電路。由于接線柱內(nèi)的主保險絲會熔斷,接地電路故障會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)啟動出 現(xiàn)問題;或者出現(xiàn)信號導(dǎo)線接地,機(jī)油壓力偏低報警指示燈點亮的故障。此外,如果連接電磁離合器的引 線接地,空調(diào)系統(tǒng)就會工作。如果電壓監(jiān)視器引線也接地,還將出現(xiàn)轉(zhuǎn)向信號燈、危險信號燈不工作的現(xiàn) 象。

三菱汽車公司稱,經(jīng)銷商將會拆下并扔掉金屬制成的歧管支架(僅限于 Galant 車型,并對線束進(jìn)行 檢測。如果線束沒有損壞,則應(yīng)安裝一種隔熱元件(包括耐熱線束卡夾。如果線束出現(xiàn)損壞,經(jīng)銷商將 會安裝一種具有整體防熱效果的新型線束。

故障指示器燈點亮,診斷故障碼被激活

一些三菱車型可能會出現(xiàn)故障指示器燈點亮, P0120診斷故障碼被激活的故障。受影響的車型是 1999生產(chǎn)的(Mirage 車除外以下車型:1998年 9月 10日以前生產(chǎn)的 2.4L Montero Sport、1998年 8月 29日以前生產(chǎn)的 3.0L 手動變速型 Montero Sport、1998年 8月 25日以前生產(chǎn)的 SOHC/DOHC型 3000GT、1998年 8月 9日以前生產(chǎn)的 DOHC 渦輪增壓型(VR — 4 3000GT 以及 1998年 8月 25日以前生產(chǎn)的 Montero。車型 PCM零件號 ROM ID 銷售代碼

Montero(加利福尼亞排放標(biāo)準(zhǔn) MD361884 238704 E2T68687H2 Montero(聯(lián)邦排放標(biāo)準(zhǔn) MD361885 228804 E2T68588H2 Montero Sport 2.4L(加利福尼亞排放標(biāo)準(zhǔn) MD352527 222207 E2T69181H1 Montero Sport 2.4L(聯(lián)邦排放標(biāo)準(zhǔn)

MD359592 235505 E2T69182H1 Montero Sport 3.0L(M/T,加利福尼亞排放標(biāo)準(zhǔn) MC357511 229006 E2T63685H1 Montero Sport 3.0L(M/T,聯(lián)邦排放標(biāo)準(zhǔn) MD357512 229205 E2T63686H1 SOHC 型 3000GT MD360161 238404 E2T81493H2 DOHC 型 3000GT MD360162 238504 E2T61494H2 DOHC 渦輪發(fā)動機(jī)型 3000GT MD360163 238605 E2T61495H1 請注意,出現(xiàn)這種故障時,如果以前曾對動力控制模塊(PCM 進(jìn)行過重新編程,或者車上已裝有最新 版的 PCM 編程軟件,可以采用常規(guī)診斷程序來排除 P0120故障。但是,如果 PCM 以前未曾進(jìn)行重新編程, 而且 TPS(油箱壓力傳感器工作似乎正常,則應(yīng)更換 PCM。

診斷這種故障時,首先應(yīng)連上檢測儀,查看 PCM 中是否存有診斷故障碼。如果故障碼不是 P0120,應(yīng) 執(zhí)行常規(guī)故障診斷程序。接下來查看發(fā)動機(jī)罩下的標(biāo)牌。如果標(biāo)牌上顯示此車已進(jìn)行過維修, 請參照 P0120診斷圖表的診斷程序進(jìn)行。如果沒有標(biāo)牌,則應(yīng)檢查 PCM 標(biāo)牌上的銷售代碼或者用檢測工具檢查 ROM ID, 以查證 PCM 軟件的水平等級。

如果 ROM ID 如表中所示,銷售代碼無誤,則應(yīng)按照診斷故障碼 P0120的診斷流程圖表進(jìn)行。如果有關(guān) 編號與表中不同,應(yīng)接通點火鑰匙并檢查電壓值,以檢驗 TPS 工作是否正常。接著移動節(jié)氣門,保證電壓 變化平穩(wěn)。

如果 TPS 檢測結(jié)果不正常,應(yīng)更換傳感器。但是,如果電壓讀數(shù)符合 KOEO(靜態(tài)測試模式規(guī)定,而 且節(jié)氣門移動時傳感器的電壓變化也很穩(wěn)定,這時應(yīng)更換動力控制模塊。

注意,安裝新動力控制模塊之前,一定要檢查 PCM 的銷售代碼。PCM 零件號不會隨軟件版本的不同而

變化, PCM 標(biāo)牌上的銷售代碼反映的是 PCM 軟件是否進(jìn)行過升級。應(yīng)該將 PCM 標(biāo)牌上的銷售代碼與上表列 出的銷售號碼進(jìn)行比較,以驗證 PCM 是否裝有最新的軟件。

馬自達(dá)

車速表不工作和 /或故障指示器燈點亮,伴有故障碼 P0500 這種故障常常出現(xiàn)在 1994-1998年生產(chǎn)的裝有自動變速器的馬自達(dá) 626汽車上,原因可能是差速器車 速表驅(qū)動齒輪與車速表齒輪組的被動齒輪間的間隙不足。這種故障會導(dǎo)致被動齒輪軸承受過大的作用力, 而引起該軸與磁鐵之間發(fā)生直接接觸,也可能會引起車速表齒輪組早期磨損。

維修時,應(yīng)拆下車速表驅(qū)動齒輪,仔細(xì)檢查輪齒有無喪失、毛刺或嚴(yán)重?fù)p壞現(xiàn)象。如果輪齒外觀正常, 應(yīng)安裝零件號為 FW50-17-400C 的改進(jìn)型車速表齒輪組, 這種齒輪組允許齒間的間隙偏小。如果輪齒嚴(yán)重?fù)p 壞, 差速器上的主動齒輪很可能也已損壞, 這時, 需更換它的傳動部件。上述維修方法適合所有 1994-1998款馬自達(dá) 626車型(出廠編碼小于 1YU GF22C7W5704801(1997年 11月 7日以前生產(chǎn)。

故障指示器燈點亮,同時伴有診斷故障碼 P0300

要確定這種故障的原因, 應(yīng)核實受影響的 1997款 MX-5馬自達(dá) Miata 汽車的生產(chǎn)日期。如果它的出廠 編碼低于 JM1 NA35°°V0727842,原因就在于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為 6000r/min時, PCM 出現(xiàn)工作故障。如果出廠 編碼不低于這個號碼,原因就在于當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為 4800r/min時,曲軸皮帶輪和曲軸位置傳感器之間的氣 隙不正確。

馬自達(dá)汽車公司說, 可查看密封在車架上的發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)。如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速介于 5500~6500r/min之間, 就應(yīng)更換改進(jìn)型 PCM(零件號為 BP 3A 881R 0B。但是,如果轉(zhuǎn)速為 4800~5300r/min,則應(yīng)將曲柄皮帶 輪突出部分和位置傳感器之間的氣隙值重新調(diào)整至 0.5~0.8mm。然后轉(zhuǎn)動曲軸, 保證另外 3個突出部分(共 有 4個達(dá)到同樣的氣隙值。如果達(dá)不到該氣隙值,則應(yīng)更換零件號為 B6BF 11 408B 的曲軸皮帶輪板。如 果車主需要馬自達(dá)公司研制的新型曲軸位置傳感器,請記住它的零件號為 BPS1 18 221。

如果密封銘牌上顯示的數(shù)據(jù)不在上述任一種范圍內(nèi),故障就比較嚴(yán)重了,這時,應(yīng)對汽車作進(jìn)一步診 斷維修。

故障指示器燈點亮,伴有故障碼 P0300~P0306 1997款馬自達(dá) 626、MX6或 1997~1998年生產(chǎn)的 Millenia 車型可能會出現(xiàn)上述故障,但不存在其他 運行故障。此外,定格系統(tǒng)數(shù)據(jù)可能會顯示發(fā)動機(jī)處在熱機(jī)模式, 40%或更小的負(fù)載,轉(zhuǎn)速為 1500r/min或更低,這時候的車速常常為零。P0300~P0306診斷故障代碼指的是熄火故障,但真正的故障原因很可能 出在動力控制模塊(PCM 上,即 PCM 在監(jiān)視熄火故障時過于靈敏。目前,馬自達(dá)汽車公司已推出了一種新 型 PCM ,這種 PCM 對熄火故障的判定界限較為寬松。如果車主發(fā)現(xiàn),定格系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示并不支持這一點, 則應(yīng)繼續(xù)對車進(jìn)行診斷。

下面給出 PCM 的零件號:1997款馬自達(dá) 626/MX-6(帶 MTX 變速器?? KLY2-18-881R-00;1997款馬自達(dá) 626/MX-6(帶 ATX 變速器 ?? KLY3-18-881R-00;1997款美國聯(lián)邦 KL 發(fā)動機(jī)的 Millenia ??

KLY5-18-881R-00;1997款加利福尼亞 KL 發(fā)動機(jī)的 Millenia ?? KLY6-18-881R-00;1998款 KL 發(fā) 動機(jī)的 Millenia ?? KLY6-18-881R-00;1997~1998年 KJ 發(fā)動機(jī)的 Millenia ?? KJY7-18-881R-00。

空調(diào)調(diào)節(jié)鈕移動出位

所有 1999-2000年生產(chǎn)的、出廠編號小于 JM1BJ22**Y0192841的 Protegz 汽車常常會出現(xiàn)空調(diào)調(diào)節(jié)鈕 漸漸偏離設(shè)定位置的情況。關(guān)上車門和車窗時,這些汽車上的 REC/FRESH選擇鈕也不會停在 FRESH 位置。維修時,首先要拆下手套箱。接著,將 REC/FRESH旋鈕設(shè)定到 FRESH ,用力拽動纜線卡的凸舌,以松 弛纜線。下一步,向下拽動纜線,以使進(jìn)氣接頭上的預(yù)留孔與吹風(fēng)機(jī)殼體上的座孔對齊,然后重新將纜線 裝入線夾中。

這時, 將 REC/FRESH選擇鈕移到 REC 位置,然后再移回 FRESH 位置, 以驗證選擇鈕處在 FRESH 位置時, 進(jìn)氣門已完全關(guān)閉。最后,重新裝上手套箱即可。

冷卻液和 /或制冷液泄漏

對于 1998款 B-3000型緊湊款皮卡上的 3.0L V6發(fā)動機(jī)(1997年 5月 12日-1997年 8月 25日生產(chǎn) , 其空調(diào)吸入軟管可能會與散熱器上軟管發(fā)生摩擦,進(jìn)而會導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)或散熱器系統(tǒng)出現(xiàn)故障。目前,馬 自達(dá)公司已經(jīng)推出了一種軟管保護(hù)軸套,車主可以安裝這種保護(hù)軸套作為預(yù)防措施,也可以在故障排除以 后安裝保護(hù)器以防止類似故障再度出現(xiàn)。請記住:冷卻液軟管軸套的零件號為 ZZP0-61-216,空調(diào)軟管 軸套的零件號為 ZZP1-61-216。

馬自達(dá)

傳動軸出現(xiàn)噪音

有些 1999款馬自達(dá) B 系列 4輪驅(qū)動型卡車,當(dāng)換擋桿移到前進(jìn)擋或倒擋時,傳動系會發(fā)出一種顫噪 /吱吱聲。在由停車狀態(tài)(自動變速型或松開離合器(手動變速型作輕微加速時,也會聽到這種噪音。出現(xiàn)噪音的原因可能是后輸出撥叉的花鍵和

輸出軸之間的間隙太大。目前, 有一種零件號為 ZZRO-17-020的改進(jìn)型傳動箱輸出法蘭能消除上述噪音。

更換法蘭時,首先要將對正記號標(biāo)在傳動軸和后橋輸出法蘭上,然后從車上拆下傳動軸。接著拆下舊 的傳動箱輸出法蘭,用干凈的布和溶劑清洗輸出軸花鍵。

用合適的柄軸工具安裝改進(jìn)型法蘭, 然后安裝墊圈、墊片和新的法蘭螺母。將螺母擰至 337~378N ·m。用油漆筆在輸出法蘭上寫下維修日期,裝上傳動軸后進(jìn)行試車,檢查上述噪音是否消除。

車后部傳出輕微敲擊聲

有些 1998-2000年生產(chǎn)的馬自達(dá) 626汽車在冷啟動后的 10分鐘內(nèi),其后部很可能會發(fā)出輕輕的敲擊 聲。這種故障可能是因蒸發(fā)排放監(jiān)測時 CDCV(過濾排出切斷閥電磁線圈的正常工作引起的。在正常的行 駛條件下,這種噪音很難聽到。但通過以下步驟可以使上述噪音重現(xiàn): 首先,連上 NGS(新型自檢自動讀取器測試儀或類似的檢測工具,并選擇“激活指令模式”。選中 EVAPCV PID,按下“開始”鍵,然后將模式切換至“全部斷開模式”。

下一步,按下開始鍵,使 CDCV 電磁閥反復(fù)工作;按下“停止”鍵則切斷電磁閥。注意:如有必要,可

重復(fù)電磁閥的工作循環(huán)，以證實噪音的存在。如果 CDCV 的確是噪音的故障源，可安裝馬自達(dá)汽車公司為此專門設(shè)計的電磁閥支架和絕緣裝置，它的 零件號為 T006－61－470A，能有效降低上述噪音。ABS 警示燈點亮，伴有故障代碼 5 1997 年 6 月以前生產(chǎn)的裝有電控?fù)Q擋系統(tǒng)和前輪 ABS 系統(tǒng)的馬自達(dá) 4WD（4 輪驅(qū)動）B 系列皮卡車，容 易點亮 ABS 警告燈。前制動器鎖死后（4 輪驅(qū)動模式時），診斷故障代碼 5 還會被激活。故障原因很可能 是 RABS（前輪抱死制動系統(tǒng)）模塊沒有檢測到皮卡車已處在 4 輪驅(qū)動模式。馬自達(dá)汽車公司已經(jīng)推出了一 種維修組件，零件號為 ZZNO－67－035，可以用來排除這種故障。遮陽篷頂卡住、有噪音或不能正常工作 1998～1999 年生產(chǎn)的馬自達(dá) 626 汽車的遮陽篷頂工作

機(jī)構(gòu)有時會出現(xiàn)一些故障，原因是斷裂或遺漏的 遮陽篷玻璃板緩沖夾堵在軌道內(nèi)，這會導(dǎo)致前后導(dǎo)軌斷裂。此外，后導(dǎo)軌沒有正確地固定在前導(dǎo)軌上也可 能是原因之一。遮陽篷驅(qū)動纜線和電機(jī)出廠時的正時設(shè)置不合適，也會引發(fā)上述故障。對于這種故障，首先應(yīng)訂購零件號為 GD7B 69 828 的新型緩沖夾，然后拆下斷裂和松動的舊件。裝上 新的緩沖夾，再檢查一次遮陽篷頂玻璃工作是否正常。如果需要進(jìn)行調(diào)整，請參照手冊中的具體步驟進(jìn)行?；钊麡?biāo)準(zhǔn)化 為使用更好的零部件，馬自達(dá)汽車公司已取消了在有些車型上更換左右活塞的維修操作，這些車型是 1995-1999 年生產(chǎn)的裝有 KL 型發(fā)動機(jī)的 Millenia（出廠編號大于

JM1TA22***1501324）以及 1993-1999 年 生產(chǎn)的裝有 KL 型發(fā)動機(jī)的 626/MX-6 汽車（出廠編號大于 1YVGF22DOX5847097）。由于改進(jìn)了缸蓋切口的 形狀，因此，左/右汽缸組可以安裝相同的活塞?，F(xiàn)在，只需簡單地在替換活塞上標(biāo)示“F”記號，以表明 發(fā)動機(jī)的前部即可。這些標(biāo)有“F”字樣的活塞可以和以前的“左”活塞/“右”活塞一起安裝使用。除非 確有必要，否則無需成組換裝活塞。標(biāo)準(zhǔn)尺寸的活塞的零件號為 KLZ1 11 SA0（一套 6 件）；大尺寸（大 0.5 英寸）活塞的零件號為 KLZ1 11 SBX（一套 6 件）。

第三篇：基于WSN的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計概要

收稿日期:2009-06-16 作者簡介:田豐(1958—,男,遼寧沈陽人,工學(xué)博士,教授,碩士生導(dǎo)師,主要研究方向為計算機(jī)測控技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等;杜富瑞(1981—,男,山東濱州人,碩士研究生,主要研究方向為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)。

基于W S N 的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 田 豐,杜富瑞

(沈陽航空工業(yè)學(xué)院計算機(jī)檢測與控制研究室,遼寧沈陽 110136 摘要:針對多路口的交通信號燈控制問題,提出了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的兩級組織結(jié)構(gòu),搭建了交通信

號燈控制平臺。利用傳感器節(jié)點收集的交通信息,結(jié)合模糊控制方法,實現(xiàn)了交通信號燈的無線智能控制。仿真結(jié)果表明,該控制器是有效的,其控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)的控制方法。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò);交通信號燈控制;模糊方法;魯棒性

中圖分類號:TP273+.5;TP18

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1000-8829(200912-0056-04 D esi gn of I n telli gen t Traff i c L i ght Con trol System Ba sed on W SN TI A N Feng,DU Fu 2rui(Computer Detecti on and Contr ol Laborat ory,Shenyang I nstitute of Aer onautical Engineering,Shenyang 110136,China Abstract:For multi 2juncti on traffic signal contr ol syste m ,t w o 2tier organizati onal structure based on wireless sens or net w orks(W S N is p r oposed,and a p latfor m f or traffic signal contr ol syste m with W S N is built.By using the collected inf or mati on about traffic and fuzzy contr ol method,the goal of intelligent contr ol for the traffic

lights is realized.The si m ulati on shows that the contr oller is realizable and better than the traditi onal contr ol methods.Key words:wireless sens or net w orks;traffic signal light contr ol;fuzzy method;r obustness

交通燈控制系統(tǒng)是一個典型的復(fù)雜大系統(tǒng),具有時變、非線性、不易確定數(shù)學(xué)模型的特點?，F(xiàn)有交通燈控制系統(tǒng)主要分為兩類:定時控制和感應(yīng)式控制。定時控制不能適應(yīng)車流的動態(tài)變化,只適用于路面車流量較少的情況;感應(yīng)式控制易受外界干擾,且在安裝過程中,容易造成對道路的損壞。此外,這兩種控制方式都只能單獨地控制某一點,并不能實時、多點、聯(lián)測、聯(lián)動的控制。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(W S N,wireless sens or net w orks 作為一種新興的測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù),融合了短程無線通信技術(shù)、微電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)等?；赪 S N 的交通燈控制系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點。

模糊控制不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型,它把人的感官認(rèn)識和好的控制策略聯(lián)系起來,具有很強(qiáng)的魯棒性。

將模糊控制與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,以W S N 傳 感器節(jié)點收集的路面信息為輸入,經(jīng)模糊控制器處理, 得到作為輸出的控制策略,對交通燈系統(tǒng)實施控制,可以實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化。以下首先針對多路口交通燈控制系統(tǒng),提出了兩級W S N 組織結(jié)構(gòu),搭建了基于W S N 的交通信息收集和控制平臺;然后介紹了多路口交通燈智能控制算法的設(shè)計,以及模糊控制器的設(shè)計;最后,進(jìn)行了仿真實驗。W S N 交通燈控制平臺

在多路口交通信號燈控制系統(tǒng)中,信號燈的周期、綠信比和相位差是控制向量;到達(dá)交叉路口的車輛數(shù)和各交叉路口停車線前面排隊的車輛數(shù)是狀態(tài)向量。詳細(xì)分

析表明,同時考慮信號燈的周期、綠信比和相位差的優(yōu)化,將增大計算量,使問題的求解過程變得十分

復(fù)雜[1]。針對多路口交通燈控制系統(tǒng),采用兩級W S N 組織結(jié)構(gòu)(見圖1,第1級為控制級,負(fù)責(zé)調(diào)整各交叉路口的綠信比;第2級為協(xié)調(diào)級,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)干線各路口周期的確定和各路口之間的相位差。

圖2為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)交通燈控制系統(tǒng)模型圖。路口的交通燈控制節(jié)點A1及其相鄰路段內(nèi)的路面檢測節(jié)點B i(i =1,2,3,4,5和車載節(jié)點C j(j =1,2,3,4

圖1 兩級交通燈控制模型組成控制級。這些傳感器器節(jié)點自組織成簇:交通燈控制節(jié)點作為簇首,路面檢測節(jié)點和車載節(jié)點作為簇成員。簇首A1負(fù)責(zé)收集簇內(nèi)路面檢測節(jié)點的數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,并與相鄰簇首節(jié)點進(jìn)行通信;簇成員節(jié)點負(fù)責(zé)路

面信息的收集。從簇首節(jié)點中,選取一個節(jié)點作為協(xié)調(diào)級,稱此節(jié)點為匯聚節(jié)點。匯聚節(jié)點以多跳的方式與各簇首節(jié)點通信,收集各路口車流量信息 , 圖2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)交通燈控制系統(tǒng)模型 進(jìn)行智能處理,協(xié)調(diào)各路口工作。

針對交通控制系統(tǒng)中信息采集、策略制定、輸出執(zhí) 行的實際需求,引入3類W S N節(jié)點:信息收集節(jié)點、匯 聚節(jié)點和交通燈控制節(jié)點。傳感器節(jié)點是構(gòu)成W S N 的基本要素,具有采集環(huán)境信息、信息處理和無線通信 功能,它們既是數(shù)據(jù)包傳輸?shù)陌l(fā)起者,也是數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)

發(fā)者[1]。信息收集節(jié)點負(fù)責(zé)路面車輛信息的收集,如 車速、交通流量比等,將此數(shù)據(jù)信息傳遞給交通燈控制 節(jié)點,經(jīng)數(shù)據(jù)融合后傳遞給匯聚節(jié)點;匯聚節(jié)點根據(jù)設(shè) 定的目標(biāo)(如通行量最大、平均候車時間最短等運用 智能控制方法計算出最佳方案,并輸出給各路口交通 燈控制節(jié)點,控制車輛的通行與禁止,實現(xiàn)多路口的協(xié) 調(diào)控制。

信息收集節(jié)點由路面檢測節(jié)點和車載節(jié)點兩部分 構(gòu)成。路面檢測節(jié)點用于收集其檢測范圍內(nèi)的車輛信 息,它按照一定的距離(一般為50~200m安裝在道 路兩側(cè)的路燈上;車載節(jié)點被安裝在每一輛汽車上,用 于收集車輛本身的數(shù)據(jù)信息(速度和坐標(biāo),并將該信 息發(fā)送給路面檢測節(jié)點。路面檢測節(jié)點按照一定周期 不斷地廣播消息,消息里面包含本身的I D和自己的坐 標(biāo)信息。處于監(jiān)聽狀態(tài)的車載節(jié)點接收檢測節(jié)點發(fā)送 的消息。根據(jù)無線定位知識[2],車載節(jié)點只需收到3 個以上節(jié)點發(fā)送的消息,就可以計算出自己的坐標(biāo)與 車速,并將坐標(biāo)與速度消息傳遞給附近的路面檢測節(jié) 點。路面檢測節(jié)點在收到該消息后,計算出路面行駛 的車輛數(shù)、車輛所在車道和車輛與路口的距離,以多跳 通信的方式傳遞給路口的交通燈控制節(jié)點。由車速和 距離,交通燈控制節(jié)點就可以判斷出車輛狀態(tài):①它 已經(jīng)到達(dá)路口;②在路口信號燈換相之前到達(dá)路口;③ 不能按時到達(dá)路口。這樣,可以方便地統(tǒng)計出干線路 口間行駛的車輛數(shù)QN以及各路口紅燈方向排隊車輛 數(shù)QR。多路口交通燈控制算法設(shè)計

文獻(xiàn)[3,4]中指出,在交通控制系統(tǒng)中,各路口協(xié) 調(diào)周期,不能變換太頻繁,否則,方案變換引起的交通 延誤所帶來的損失會大于新方案所帶來的效益。設(shè)定 循環(huán)變量n=6,以6個周期為一個時間段,在此時間 段內(nèi),保持控制參數(shù)不變。2.1 算法設(shè)計

步驟1:匯聚節(jié)點根據(jù)以往的交通流量數(shù)據(jù)統(tǒng)計 出干線上各交叉口間的相位差ω i(i=1,2,3,…,n、統(tǒng)一使用的周期T、各個交叉口的綠信比,將此信息發(fā)

送給各路口簇首節(jié)點,并初始化循環(huán)變量n=0。步驟2:各交叉口簇首節(jié)點在給定的周期T下,依 據(jù)相位差ω i 依次開啟干線各路口綠燈信號。在周期

時間末,簇首節(jié)點將周期內(nèi)由W S N檢測得到的路口間 行駛的車輛數(shù)QN和路口紅燈方向排隊車輛數(shù)QR送 給匯聚節(jié)點。匯聚節(jié)點用模糊控制規(guī)則以周期時間長 度為單位,調(diào)整路口之間相位差。

步驟3:令m=m+T,檢驗m>6T是否成立。若 成立,則到下一步;反之,則回到步驟2。步驟4:匯聚節(jié)點根據(jù)各路口簇首節(jié)點傳遞過來 的各路口間的交通流量和各交叉口的綠信比,預(yù)估下 一階段的干線道路上各個交通流量比,計算下一階段 的周期值。回到步驟2。2.2 各控制參數(shù)的具體實現(xiàn) 2.2.1 周期的確定

在交通信號控制系統(tǒng)中,為使各交叉口的交通信 號取得協(xié)調(diào),各個交叉口的周期需要統(tǒng)一。方法是先

根據(jù)單個交叉口的配時方式,計算出各交叉口的周期, 然后從中選取最大周期,作為系統(tǒng)協(xié)調(diào)周期。周期確 定步驟如下: ①在給定時間段內(nèi),根據(jù)公式計算出路口j的第 m周期的交通流量比R j m;其計算公式為 R j m=∑n j=1 q j m i s j m i(1 式中,q j m i 為第j路口第m周期的第i相位車道的交通 量;s j m i 為飽和流量;n為相位個數(shù)。

②求出所有路口的交通流量比的最大值R j m MAX

R j m MAX =MAX{R j m ,j=1,2,3,…}(2

根據(jù)韋伯斯特最佳周期公式 C0= 1.5L+5 1-R j m MAX(3 計算出第m周期的最佳周期。式中,L為相位損失時間(車輛起制動、行人、自行車干擾,可由協(xié)調(diào)級模糊控制器的輸出得到。

③在本段時間結(jié)束時刻,計算所有周期時間內(nèi)周期的最大值為 C MAX=MAX{C m,m=1,2,3}(4 將此周期值作為下一個階段信號控制的統(tǒng)一值送入?yún)f(xié)調(diào)單元保存起來,作為下一階段內(nèi)的周期。

2.2.2 相位差的確定

相位差是控制交叉路口間交通流的重要參數(shù),設(shè)定一個好的相位差可以顯著地降低車流的等待時間,實現(xiàn)車輛通行的“綠波帶”效應(yīng)。相位差計算公式為

ω=T

+L(5 式中,T 為本路口到下游路口的行駛時間,由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實時檢測得到;而損失時間L由協(xié)調(diào)級模糊控制器輸出得到。模糊控制器的設(shè)計

相位損失時間L與路口間車輛數(shù)目QN和路口的紅燈方向停車線前面車輛排隊長度QR有很大關(guān)系。路口間車輛數(shù)目多,紅燈方向排隊長度QR長,則車輛啟制動所耗費時間就越多,相應(yīng)的相位損失時間L越大;反之,則越少。

設(shè)計步驟如下:(1輸入輸出變量的確定及量化。

輸入變量:本路口到下一路口的車輛數(shù)QN,路口紅燈方向在停車線前排隊車輛數(shù)QR。QN的論域為{0,1,2,3,4,5,6,7,8},變化范圍為0~85,量化因子k1=8÷85=0.09,語言變量為{Z B,Z M,ZS,Z,PS};QR 的論域為{0,1,2,3,4,5,6,7,8},變化范圍為0~48, 量化因子k 2 =8÷48=0.17,語言變量為{NB,Z}。

輸出變量:路口相位損失時間為L。L的論域為{0,1,2,3,4,5,6,7,8},變化范圍為0~60,比例因子k3=60÷8=7.5,語言變量為{NB,NS,Z,PS,P B}。

(2確定輸入輸出變量的隸屬函數(shù)(見圖3。

(3確定模糊控制規(guī)則。

根據(jù)專家經(jīng)驗,建立模糊控制規(guī)則表。表1中建立了10條控制規(guī)則。表1 模糊控制規(guī)則表 QR QN NB NM NS Z PS NB NB NS Z PS PS Z NB NS Z PS P B

(4解模糊。

解模糊的常用方法有以下幾種:最大隸屬度法、中位數(shù)法、加權(quán)平均法。由于加權(quán)平均法比中位數(shù)法的計算量要小,比最大隸屬度法控制性能優(yōu)越,因此,在本設(shè)計中選用加權(quán)平均法進(jìn)行解模糊運算,得到精確控制量。其計算公式為

L = ∑n j =1 u j(e j e j ∑n j =1 u j(6 式中,e j(j =1,2,...,9為論域值;u j(e j(j =1,2,(9 為對應(yīng)于e j 的隸屬度。

根據(jù)公式(5,計算出路口間的相位差ω,對路口間的交通車流進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。4 仿真實驗

設(shè)一條道路有3個路口組成,三路口間距離均為600m。其中，南北為次干道。每個路口的有4個交通流相位:東西直行,東西左轉(zhuǎn),南北直行,南北左轉(zhuǎn),如圖4所示。路口車輛的到達(dá)服從泊松分布,車輛的離開服從負(fù)指數(shù)分布。干線飽和流量為3000輛/h,支線飽和交通流量為2000輛/h,左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)車流比例為1∶2∶1。

圖4 主干道三交叉路口示意圖利用MAT LAB 6.5編寫仿真程序,將基于W S N 的兩級模糊控制算法,分別在400、600、1200、1400、2000、2300輛/h 6種不同的車流量情況下進(jìn)行仿真,統(tǒng)計相應(yīng)的車輛平均延誤時間。為了作比較,在完全相同的條件下,對定時控制也進(jìn)行了仿真,結(jié)果如表2所示。

表2 模糊控制與定時控制比較 車流量/輛?h-1 兩級模糊控制 定時控制

提高程度/% 40025.126.5 5.260026.428.67.7120029.138.223.8140031.540.622.4200034.751.232.22300 36.7 56.6 35.2

由仿真結(jié)果可以看出,在車流量不大時,兩種控制

方式的效果差異不大。但隨著車流量的增大,模糊控制的優(yōu)勢是十分明顯的。5 結(jié)束語

以上將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)引入到交通信號燈的控制

中來,搭建了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)交通信號燈控制平臺,提出了針對多路口交通燈控制的兩級無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗、自組織、分布式計算的特點,實現(xiàn)快速精確的車輛信息收集,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制效果,具有較強(qiáng)的實時性和魯棒性。同時,結(jié)合模糊控制理論,設(shè)計了干線信號燈控制算法,實現(xiàn)了交通信號燈的無線智能控制。參考文獻(xiàn): [1] 徐建閩.交通管理與控制[M ].北京:人民交通出版社, 2007211.[2] Akyildiz I F,Su W ,Sankarasubra mania m Y,et al.A survey on sens or net w orks[J ].Communicati ons Magazine,2002,40(8:102-114.[3] W ann C D,L in M H.Data fusi on methods f or accuracy i m 2

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N I 推出LabV I E W 圖形化軟件教育版, 全力支持動手學(xué)習(xí)課程

2009年11月,美國國家儀器有限公司(簡稱N I 推出 LabV I E W 軟件教育版,它是LabV I E W 圖形化編程軟件面向

高校的新產(chǎn)品。該版本軟件的初衷是為了幫助教師實現(xiàn)基于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STE M 學(xué)科項目的動手學(xué)習(xí)。

N I 與美國塔夫茨大學(xué)工程教育與外展服務(wù)中心(CEEO 一 起合作開發(fā)該產(chǎn)品,它是將工程集成到K 212教育的領(lǐng)導(dǎo)者。

N I 和塔夫茨大學(xué)CEEO 總裁和控制與機(jī)械電子教授Chris Rogers 博士共同合作,開發(fā)了該教育版軟件,它可以有效幫

助高校教師使用工業(yè)、學(xué)術(shù)界工程師和科學(xué)家使用圖形化系統(tǒng)設(shè)計技術(shù),進(jìn)而為工科學(xué)生提供動手實踐經(jīng)驗。

LabV I E W 教育版軟件可以幫助教師實現(xiàn)基于項目的動

手學(xué)習(xí),并且將理論與實際世界的實例聯(lián)系在一起。這一新版本軟件能夠與核心教育硬件平臺無縫集成,例如LEG O M I N DST ORMS Educati on NXT、Vernier Sens or DAQ 以及TET 2R I X(Pitsco 開發(fā)的金屬機(jī)器人構(gòu)建系統(tǒng),讓教師能夠輕松

地將機(jī)器人、測量和數(shù)據(jù)采集整合到課程中。軟件的圖形化拖放模式幫助學(xué)生學(xué)習(xí)主要的編程概念,并在獲取專業(yè)世界中所使用的技術(shù)經(jīng)驗的同時,提高分析能力。新版本還包含可以在教室中使用的工具,包括數(shù)據(jù)查看器,能夠圖形化地顯示傳感器數(shù)據(jù),虛擬示波器,以及其他讓學(xué)生能夠獲得多種電子和機(jī)器工程技巧動手經(jīng)驗的虛擬儀器。此外,LabV IE W 教育版包括支持課程和教師活動,能夠直接在

National Instruments、Vernier 軟件與技術(shù)和LEG O 教學(xué)中使 用?！?/p>

第四篇：基于PLC交通燈控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計概要

畢業(yè)設(shè)計題目: 交通燈畢業(yè)論文 系別:電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè) : 電氣自動化 班級:電氣自動化10-01 姓名: 指導(dǎo)教師: 【摘要】:交通信號燈的出現(xiàn),使交通得以有效管制,對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力,減少交通事故有明顯效果。為了實現(xiàn)交通道路的管理,力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。用可編程控制器實現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng),以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計方法,實驗證明該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì),能夠有效地疏導(dǎo)交通,提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問題的現(xiàn)狀,結(jié)合交通的實際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理,給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計方案。可編程序控制器在工業(yè)自動化中的地位極為重要,廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。隨著科技的發(fā)展,可編程控制器的功能日益完善,加上小型化、價格低、可靠性高,在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出

1.1交通信號燈的作用和意義

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人,車,路三者關(guān)系的協(xié)調(diào),已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測,交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機(jī)綜合管理系統(tǒng),它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮中最重要的組成部分。

隨著城市機(jī)動車量的不斷增加,許多大城市如北京,上海,南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運行的情況,因此,自80年代后期,這些城市紛紛修建城市高速公路,在高速公路建設(shè)完成的初期,它們也曾有效地改善了交通狀況。然而,隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制,高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高

速道路在構(gòu)造上的特點,也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路和普通道路耦合出交通狀況的制約。所以,如何采用合適的控制方法,最大限度利用好耗費巨資修建的城市高速道路,緩解主干道與匝道,城區(qū)與周邊地區(qū)的交通擁堵狀況,越來越成為交通運輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題, 根據(jù)交通等工藝控制要求和特點,我們采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC 有小型化,高速度,高性能等特點,三菱可編程控制器指令豐富,可以接各種輸入,輸出擴(kuò)充設(shè)備,有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備,其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的,能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程控制器(PLC對十字路口交通控制等實現(xiàn)控制。本系統(tǒng)采用PLC是基于以下四個原因:(1PLC具有很高的可靠性,抗干擾能力。通常的平均無障礙時間都在30萬小時以上;(2系統(tǒng)設(shè)計周期短,維護(hù)方便,改造容易,功能完善,實用性強(qiáng);(3干擾能力強(qiáng),具有硬件故障的自我檢查功能,目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重,為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定,我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC;(4近年來PLC的性能價格比有較大幅度的提高,是的實際應(yīng)用成為可能?！娟P(guān)鍵詞】:PLC可編程控制器、交通型號燈、可靠性高?！灸夸洝? 關(guān)鍵詞(01 第1章交通信號控制系統(tǒng)(02 1.1十字路口交通燈控制實際情況(04 1.1.1南北向(列和東西向(行主干道(04

1.1.2南北向和東西向人行道(04 1.2結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實驗(04 1.2.1南北向(列和東西向(行主干道(04 1.2.2南北向和東西向行人道(04 1.2.3盲人安全通道控制和手動控制車流量(04 1.3流程圖(05 第2章可編程控制器程序設(shè)計(07 2.1可編程控制器選擇(07 2.2十字路口交通燈模擬控制時序圖(07 2.3可編程控制器IO端口分配(10 2.4程序設(shè)計(10 第3章總結(jié)(13 3.1難點分析(13 3.1.1行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對應(yīng)關(guān)系(13 3.1.2盲人脈沖按鍵(13 3.1.3手動車流控制按鍵的控制方式(13 3.1.4交通燈閃亮問題(13 3.2調(diào)試錯誤與修改方法(13 3.3PLC智能化控制交通燈的方法(13

3.4收獲與感悟(14 致謝(14 參考文獻(xiàn)(14 第1章交通燈信號控制系統(tǒng) 1.1 十字路口交通燈控制實際情況

a.南北主干道:直行綠27S、直行綠閃3S、左轉(zhuǎn)綠10S、左轉(zhuǎn)綠閃3S、黃2S、紅45S;b.東西人行道:紅45S、綠27S、綠閃3S、紅60S;c.東西主干道:紅45S、直行綠27S、直行綠閃3S、左轉(zhuǎn)綠10S、左轉(zhuǎn)綠閃3S、黃2S;d.南北人行道:綠27S、綠閃3S、紅60S;e.循環(huán)控制方式;f.交通燈變化順序表(單循環(huán)周期90秒。1.1.1 南北向(列和東西向(行主干道

南北向(列和東西向(行主干道均設(shè)有直行綠燈27S,直行綠燈閃亮3S,左行綠燈10S,左轉(zhuǎn)綠閃3S,黃燈2S和紅燈45S。當(dāng)南北主干道紅燈點亮?xí)r,東西主干道應(yīng)依次點亮直行綠燈,直行綠燈閃,左轉(zhuǎn)綠燈,左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈;反之,當(dāng)東西主干道紅燈點亮?xí)r,南北主干道依次點亮直行綠燈,直行綠燈閃,左轉(zhuǎn)綠燈,左轉(zhuǎn)綠燈閃亮和黃燈。1.1.2南北向和東西向人行道

南北向和東西向人行道均設(shè)有通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道直行綠燈點亮?xí)r點亮,當(dāng)南北主干道直行綠燈閃亮?xí)r南北行人道綠燈也

要對應(yīng)閃亮,其它時間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道直行綠燈點亮?xí)r點亮,當(dāng)東西主干道直行綠燈閃亮是東西行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮,其它時間為紅燈。

1.2結(jié)合十字路口交通燈的路況模擬控制實驗

在PLC交通燈模擬模塊中,主干道東西南北每面都有3個控制燈,分別為: ●禁止通行燈(亮?xí)r為紅色 ●準(zhǔn)備禁止通行燈(亮?xí)r為黃色 ●直通燈(亮?xí)r為綠色

另外行人道東西南北每面都有2個控制燈,分別為: ●禁止通行燈(亮?xí)r為紅色 ●直通燈(亮?xí)r為綠色

結(jié)合十字路口交通燈實際情況設(shè)計交通燈模擬控制系統(tǒng)如下: 當(dāng)交通燈系統(tǒng)啟動開關(guān)接通時。1.2.1南北向(列和東西向(行主干道

南北向(列和東西向(行主干道均設(shè)有綠燈 10S,綠燈閃亮2S(亮0.1 滅0.1,黃燈2S和紅燈14S。當(dāng)南北主干道紅燈點亮?xí)r,東西住干道應(yīng)依次點亮綠燈,綠燈閃亮,黃燈,反之,當(dāng)東西主干道紅燈點亮?xí)r,南北主干道依次點亮綠燈,綠燈閃,黃燈。

1.2.2南北向和東西向行人道

南北向和東西向行人道均設(shè)為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點亮?xí)r點亮,當(dāng)南北主干道綠燈閃亮和黃燈點亮?xí)r南北行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮,其它時間為紅燈。東西行人道通行綠燈于東西主干道綠燈點亮是點

亮,當(dāng)東西主干道綠燈閃亮和黃燈點亮?xí)r東西行人道綠燈也要對應(yīng)閃亮,其它時間為紅燈。

1.2.3盲人安全通道控制和手動控制車流量

除此之外另設(shè)兩個功能,使用10個脈沖開關(guān)。實現(xiàn)讓盲人可以方便通過十字路口和手動控制車流量。其中8個安裝在人行道的兩邊當(dāng)東西方向行走的盲人要過馬路的時候,按下脈沖開關(guān)東西向行人道綠燈亮起,南北向主干道紅燈閃亮,延遲10秒恢復(fù)原來的控制系統(tǒng)。南北向脈沖開關(guān)對應(yīng)東西向功能相同,另外兩個脈沖開可以控制車流量,當(dāng)東西向主干道等待車量較多的時候,按下東西向控制脈沖開關(guān),東西向主干道延長綠燈點亮?xí)r間到15秒。東西向行人道綠燈也要對應(yīng)延長。南北向脈沖開關(guān)對應(yīng)東西向功能相同。

1.3 流程圖 啟動開關(guān)

東西綠燈亮 東西綠燈閃 東西黃燈亮 東西紅燈亮 東西主干道 10S 2S 2S 14 南北紅燈亮 南北綠燈亮 南北綠燈閃 南北黃燈亮 南北主干道 14S 10S 2S 2S 啟動開關(guān)

南北紅燈亮 南北綠燈 南北綠燈閃 14S 10S 4S 東西綠燈亮 東西綠燈閃 東西紅燈亮 10S 4S 14S 東西行人道 南北行人道 結(jié)束 結(jié)束

交通燈模擬控制系統(tǒng)流程圖 啟動開關(guān) 按下脈沖開關(guān)

原來控制循環(huán)系統(tǒng)

行人道綠燈點亮,主干道紅燈閃亮 結(jié)束 Y N 啟動開關(guān) 按下脈沖開 關(guān)

對應(yīng)方向綠燈點亮?xí)r間延長到15秒,另一方向紅燈點亮延長到15秒 再次按下啟動 開關(guān)

按此次控制方式進(jìn)行循環(huán) 原來方式控制系統(tǒng) 結(jié)束 Y N Y

N 手動控制車流量流程圖 第2章 可編程控制器程序設(shè)計 2.1 可編程控制器選擇

本次交通燈設(shè)計用的是來自O(shè)MRON 的CPM1A-30CDR-A 可編程控制器。產(chǎn)品規(guī)格:CPM1A CPU 單元CPM1A 在編程環(huán)境等方面,它不僅具備了以往的小型PLC 所具有的功能,盡可能使安裝空間最小化,并實現(xiàn)了具有10點-100點輸入輸出點數(shù)的彈性構(gòu)成。而且還可 連接可編程控制終端,創(chuàng)造了尚無前例的靈活運用。它不僅可以替代繼電器控制柜,就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中,亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場不同的需求AC 電源輸入,繼電器輸出,能加擴(kuò)展單元。

2.2 十字路口交通燈模擬控制時序圖 啟動 行人道綠燈 2S 10S 盲人脈沖按鍵控制時序圖 和此行人道相交叉的主干道紅燈 啟動 南北紅 東西綠

東西紅 南北綠 4S 14S 啟動

南北紅東西綠 東西黃東西紅 南北綠南北黃 10S 2 S 2 S 10S 2 S 2 S 14S 10S 2 S 2 S

ON OFF 十字路口主干道交通燈模擬控制時序圖 南北紅東西綠 東西黃東西紅 南北綠南北黃 15 2 S 2 S 10S 2 S 2 S 14S 15 2 S 2 S 東西向綠燈延時時序圖 啟

動 OFF ON 2.3 可編程控制器I/O 端口分配 啟動開關(guān) 0000 停止開關(guān)

0001 東西主干道綠燈 1000 東西主干道黃燈 1001 東西主干道紅燈 1002 南北主干道綠燈 1003 南北主干道黃燈 1004 南北主干道紅燈 1005 東西行人道綠燈 1100 東西行人道紅燈 1101 南北行人道綠燈

1102 南北行人道紅燈 1103 東西向綠燈延遲控制按鈕 0004 南北向綠燈延遲控制按鈕 0005 東西盲人脈沖按鈕

0003 南北盲人脈沖按鈕 0002 2.4 程序設(shè)計 0 LD 0000 1 OR 20300 2 AND-NOT 0001 3 AND-NOT 20000 4 OUT 20300 LD 20300 6 AND-NOT 20001 7 AND-NOT 20203 8 OUT 20301 PLC 0000 0001 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1100 1101 1102 1103 交通燈控制PLC I/O 端口 0002 0003 0004 0005 9 LD 20301 10 OR TIM 005 11 OR TIM 027 12 OR 20000 13 AND-NOT TIM 002 14 AND-NOT 20103 15 AND-NOT 0001 16 OUT 20000 17 TIM 000 #100 18 TIM 001 #120 19 TIM 002 #140 20 LD TIM 002 21 OR 20001 22 OR TIM 018 23 AND-NOT TIM 005 24 AND-NOT 0001 25 AND-NOT 20203 26 OUT 2001 TIM 003 #100 28 TIM 004 #120 29 TIM 005 #140 30 LD 0004 31 OR 20100 32 AND-NOT 0000 33 AND-NOT 0005 34 AND-NOT 0001 35 OUT 20100 36 LD 20100 37 AND 20105 38 OUT 20102 39 LD TIM 005 40 OR TIM 027 41 OUT 20105 42 LD 20102 43 OR 20103 44 AND-NOT 0001 45 AND-NOT TIM 018 46 OUT 20103 47 TIM 016 #150 48 TIM 017 #170 49 TIM 018 #190 50 LD 0005 51 OR 20200 52 AND-NOT 0001 53 AND-NOT 0000 54 AND-NOT 0004 55 OUT 20200 56 LD TIM 002 57 LD TIM 018 58 OUT 20205 59 LD TIM 20200 60 AND 20205 61 OUT 20202 62 LD 20202 63 OR 20203 64 AND-NOT 0001 65 AND-NOT 027 66 OUT 20203 67 TIM 025 #150 68 TIM 026 #170 69 TIM 027 #190 70 LD 20000 71 AND-NOT TIM 000 72 LD 20103 73 AND-NOT TIM 016 74 OR LD 75 AND-NOT 0001 76 OUT 20002 77 LD TIM 000 78 AND-NOT TIM 001 79 LD TIM 016 80 AND-NOT TIM 017 81 OR LD 82 AND-NOT 20004 83 AND-NOT 0001

OUT 20003 85 TIM 006 #002 86 LD TIM 006 87 OR TIM 008 88 OR TIM 010 89 OR TIM 009 90 OR 20004 91 AND-NOT TIM 007 92 AND-NOT 0001 93 OUT 20004 94 TIM 007 #002 95 LD 20002 96 OR 20003 97 AND-NOT 0001 98 AND-NOT 20009 99 OUT 1000 100 LD TIM 001 101 AND-NOT TIM 002 102 LD TIM 017 103 AND-NOT TIM 018 104 OR LD 105 AND-NOT 20009 106 AND-NOT 0001 107 OUT 1001 108 LD 20000 109 AND-NOT TIM 002 110 LD 20103 111 AND-NOT TIM 018 112 OR LD 113 AND-NOT 20009 114 AND-NOT 0001 115 OUT 1103 116 LD20000 117 AND-NOT TIM 002 118 LD 20103 119 AND-NOT TIM 018 120 OR LD 121 AND-NOT 20103 122 AND-NOT 0001 123 OUT 20015 124 LD 20015 125 OR 20014 126 AND-NOT 0001 127 OUT 1005 128 LD 20001 129 AND-NOT TIM 003 130 LD 20203 131 AND-NOT TIM 025 132 OR LD 133 AND-NOT 0001 134 OUT 20005 135 LD TIM 003 136 AND-NOT TIM 004 137 LD TIM025 138 AND-NOT TIM 026 139 OR LD 140 AND-NOT 20004 141 AND-NOT 0001 142 OUT 20006 143 TIM 008 #002 144 LD 20005 145 OR 20006 146 AND-NOT 20013 147 AND-NOT 0001 148 OUT 1003 149 LD TIM 004

AND-NOT TIM 005 151 LD TIM 026 152 AND-NOT TIM 027 153 OR LD 154 AND-NOT 0001 155 AND-NOT 20013 156 OUT 1101 157 LD 20001 158 AND-NOT TIM 005 159 LD 20203 160 AND-NOT TIM 027 161 OR LD 162 AND-NOT 20013 163 AND-NOT 0001 164 OUT 1101 165 LD 20001 166 AND-NOT TIM 005 167 LD 20203 168 AND-NOT TIM 027 169 OR LD 170 AND-NOT 0001 171 AND-NOT 20009 172 OUT21000 173 LD 21000 174 OR 20011 175 AND-NOT 0001 176 OUT 1002 177 LD TIM 001 178 AND-NOT TIM 002 179 LD TIM 017 180 AND-NOT TIM 018 181 OR LD 182 AND-NOT 20004 183 AND-NOT 0001 184 OUT 20007 185 TIM 009 #002 186 LD TIM 004 187 AND-NOT TIM 005 188 LD TIM 026 189 AND-NOT TIM 027 190 OR LD 191 AND-NOT 20004 192 AND-NOT 0001 193 OUT 20008 194 TIM 010 #2 195 LD 20007 196 OR 20003 197 OR 20002 198 OR 20013 199 AND-NOT 0001 200 OUT 1100 201 LD 20008 202 OR 20005 203 OR 20006 204 OR 20009 205 AND-NOT 0001 206 OUT 1102 207 LD 0002 208 OR 20009 209 AND-NOT TIM 011 210 OUT 20009 211 TIM 011 #100 212 LD 20009 213 AND-NOT 20010 214 OUT 20011 215 TIM 012 #010

216 LD TIM 012 217 OR TIM 015 218 OR 20010 219 AND-NOT TIM 013 220 OUT 20010 221 TIM 013 #010 222 LD 0003 223 OR 20013 224 AND-NOT TIM 014 225 OUT 20013 226 TIM 014 #100 227 LD 20013 228 AND-NOT 20010 229 OUT 20014 230 TIM 015 #010 231 END 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 第3章總結(jié) 3.1 難點分析

本程序在設(shè)計過程遇到了一些難點我把它整理了一下發(fā)現(xiàn)有以下幾個問題。3.1.1行人道紅綠燈和主干道紅綠燈的對應(yīng)關(guān)系

因為實際的紅綠燈控制中行人道的紅綠燈和主干道的紅綠燈是有這一定的對應(yīng)關(guān)系的,所以在編程前一定要理清它們,這樣有利于在編程時簡化程序、減少PLC不必要的運算。

3.1.2盲人脈沖按鍵

盲人在東西南北的行人道同時通過十字路口的情況不會經(jīng)常出現(xiàn),可以說是非少的,如果我們要把盲人脈沖分開東西控制和南北控制使他不影響和它沒關(guān)系的主干道就可以使車輛行走更加通順減少車輛堵塞的情況。要實現(xiàn)這樣的功能就要在脈

沖按鍵按下時不影響他們的計時程序只在對應(yīng)的主干道紅綠燈輸出程序上進(jìn)行插入常閉繼電器以此把輸出程序斷開。

3.1.3手動車流控制按鍵的控制方式

手動車流控制按鍵是對相應(yīng)的主干道綠燈延長的進(jìn)行控制,但不能使它在按下時使改變當(dāng)時的紅綠燈顯示情況,如現(xiàn)在是南北紅燈東西綠燈時按下南北綠燈延長按鍵就不能使它變成南北綠燈東西紅燈。這就涉及到了一個請求和響應(yīng)的關(guān)系。

3.1.4交通燈的閃亮

交通燈綠燈在實際運行中是要經(jīng)過閃爍的,所以在設(shè)計程序中也要加入這個功能,參考了一些PLC的交通燈程序介紹時發(fā)現(xiàn)PLC中有一些繼電器可以實現(xiàn)閃爍這些繼電器也就是PLC內(nèi)部的功能繼電器,這是一種硬件實現(xiàn)功能的方法,雖然程序可以減少但比較死板閃爍頻率不能控制。由于對PLC內(nèi)部的功能繼電器不太熟悉(不同型號的PLC內(nèi)部功能繼電器編號也不一樣我想了一個用程序?qū)崿F(xiàn)的方法(程序段在第86條~第94條指令之間,此方法可以說是軟件實現(xiàn)功能的方法,雖然程序加長了但閃爍頻率可以控制比較靈活。

3.2調(diào)試錯誤與修改方法

經(jīng)過設(shè)計,想一次性把程序完成是非常難的,在調(diào)試中就出現(xiàn)了不少的錯誤。剛開始的時候把程序?qū)戇M(jìn)去然后運行卻發(fā)現(xiàn)有些燈亮不起來而且在完成了一個周期后就循環(huán)不起來了。那時真的不知道從哪里入手,只好一條一條地檢查才發(fā)現(xiàn)了一條指令把常閉寫成了輸出真正的輸出口就沒有收到信號了。燈雖然是亮了但仍然循環(huán)不起來。從梯形圖又仔細(xì)的看了一次卻看不出什么問題出來。突然想起來編程器還可以進(jìn)行監(jiān)控于是再在運行的同時進(jìn)行監(jiān)控,于是發(fā)現(xiàn)了在程序的第一周期一切都運行正常但再運行下去的時候第二周期就再沒有反應(yīng)了,包括里面的輔助繼電器,最后發(fā)現(xiàn)原來是程序前面沒有并上完成這個循環(huán)的繼電器號。后來就這樣把加上其他功能出現(xiàn)的錯誤也找出來了。雖然找錯誤是一個枯燥無味的工作,但只要你耐心的去做的話,你肯定能學(xué)到有用的動西。

3.3PLC智能化控制交通燈的方法

傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈,通常是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查,運用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預(yù)先設(shè)置好。然而實際上交通流量的變化往往是不確定的,有的路口在不同的時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運行、適用的方案,仍然會發(fā)生這樣的現(xiàn)象:綠燈方向幾乎沒有什么車輛,而紅燈方向卻排著長隊等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的,統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀,需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢。此系統(tǒng)就是應(yīng)

用可編程序控制器(PLC對十字路口交通控制燈實現(xiàn)模糊控制傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈,通常是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查,運用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預(yù)先設(shè)置好。然而實際上交通流量的變化往往是不確定的,有的路口在不同的時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運行、適用的方案,仍然會發(fā)生這樣的現(xiàn)象:綠燈方向幾乎沒有什么車輛,而紅燈方向卻排著長隊等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的,統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀,需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。而模糊控制恰恰具有這方面的優(yōu)勢。

此系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC對十字路口交通控制燈實現(xiàn)模糊控制此控制系統(tǒng)的輸入量是指十字路口各方向上車輛數(shù)的動態(tài)變化量。具體由傳感器采集后送入可編程序控制器。在十字路口的四個方向(E、S、W、N的近端J(斑馬線附近和遠(yuǎn)端Y(距斑馬線約100米處各設(shè)置一個傳感器,分別統(tǒng)計通過該處的車輛數(shù)。為了實現(xiàn)模糊控制,需要將綠燈時間分為兩部分:其一是固定的10秒作為路口車輛狀態(tài)參數(shù)的采集時間t1;其二是根據(jù)兩個方向車輛流量變化進(jìn)行模糊決策的延時t2。然后通過傳感器采集后的排隊等候的車輛數(shù)送往PLC進(jìn)行模糊推理運算得出延遲時t2,最后由t1和t2來實現(xiàn)對十字路口車流量的靈活控制。

3.4收獲與感悟

經(jīng)過半個多月的艱苦奮斗,設(shè)計成果終于出來了,我才松了一口氣,我通過采集資料、進(jìn)行實際考察后,做出以上設(shè)計的方法。

查找資料也是一件繁瑣的事情,雖說網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事,需要耐心查找。

花了整整十幾天,終于完成了設(shè)計,不過調(diào)試的時候卻發(fā)現(xiàn)結(jié)果和想的有所不同,通過監(jiān)控和修改才得出了需要的設(shè)計。這次的設(shè)計讓我們增長了實踐技能,還增加了有關(guān)交通知識,這些對于我們真是受益匪淺。最后,我們覺得,不見風(fēng)雨,怎么能見彩虹呢?我把體會用十個字概括:天下無難事,只怕有心人

一次又一次的學(xué)習(xí),我們慢慢地在體會,研究和感悟,終于領(lǐng)會到成功的那一份喜悅,從撰寫開報告,查找資料,程序設(shè)計,到整理每一個次的調(diào)試,我們學(xué)會了細(xì)心和耐心,也品嘗到了酸、甜、苦、辣,無數(shù)的成功與失敗更加肯定了我們的研究成果。興趣是自發(fā)形成的,而默契是慢慢培養(yǎng)出來的。當(dāng)前的社會,科技迅速發(fā)展,知識更新速度大大加快,只有我們共同去探索,用自己的雙手去征服每一片天空,用我們新的力量去打造一片創(chuàng)新的領(lǐng)域。結(jié)束語

通過這次設(shè)計,我對PLC設(shè)計控制有了深刻的認(rèn)識,對以前學(xué)的PLC又有了一定的新認(rèn)識,溫習(xí)了以前學(xué)的知識,就像人們常說的溫故而知新嘛,但在設(shè)計的過程中,遇到了很多的問題,我和同學(xué)之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽聽不同的看法對我們更好的理解知識,所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

在此要感謝我的指導(dǎo)老師徐彬,以及李頌洲老師和甘小梅老師,感謝老師給我這樣的機(jī)會鍛煉。在整個畢業(yè)設(shè)計過程中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨立工作的能力,樹立了對自己工作能力的信心,相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力,使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個項目還不是很完善,但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富,使我終身受益。

參考文獻(xiàn) [1]．廖常初著.PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用.第 2 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.[2].廖常初編.S7-300/400PLC 應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[3]．三菱電機(jī).FX3U,FX3UC 微型可編程控制器編程手冊.2005.[4].三菱電機(jī).FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC 編程手冊.2002.電氣自動化 2012 年 5 月 16

第五篇：單片機(jī)：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

摘要：本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤、LED 顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。系統(tǒng)包括人行道、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通燈的功能。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有倒計時、時間設(shè)置、緊急情況處理、分時段調(diào)整信號燈的點亮?xí)r間以及根據(jù)具體情況手動控制等功能。關(guān)鍵詞：AT89S51，交通規(guī)則

一、方案比較、設(shè)計與論證 1 電源提供方案

為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種電源方案

方案一：采用獨立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點是各模塊都采用獨立電源，會使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點是輸出功率不高。綜上所述，我們選擇第二種方案。2 顯示界面方案

該系統(tǒng)要求完成倒計時、狀態(tài)燈等功能。基于上述原因，我們考慮了三種方案： 方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號和數(shù)碼字苻，無法勝任題目要求。

方案二：完全采用點陣式LED 顯示。這種方案實現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。

方案三：采用數(shù)碼管與點陣LED 相結(jié)合的方法因為設(shè)計既要求倒計時數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實情況，用數(shù)碼管與LED燈分別顯示時間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實現(xiàn)的復(fù)雜度。權(quán)衡利弊，第三種方案可互補(bǔ)一二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。3 輸入方案：

題目要求系統(tǒng)能手動設(shè)燈亮?xí)r間、緊急情況處理，我們討論了兩種方案： 方案一：采用8155擴(kuò)展I/O 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點是：

使用靈活可編程，并且有RAM,及計數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來稍顯復(fù)雜。

方案二： 直接在IO口線上接上按鍵開關(guān)。因為設(shè)計時精簡和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用四個按鍵，分別是K1、K2、K3、K4。由于該系統(tǒng)對于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機(jī)本身的I/O 口就可實現(xiàn)，且本身的計數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用，故選擇方案二。

二、理論分析與計算

1．交通燈顯示時序的理論分析與計算

對于一個交通路口來說，能在最短的時間內(nèi)達(dá)到最大的車流量，就算是達(dá)到了最佳的性能，我們稱在單位時間內(nèi)多能達(dá)到的最大車流為車流量，用公式：車流量= 車流 / 時間 來表示。

先設(shè)定一些標(biāo)號如圖2－1 所示。

說明：此圖為直方圖，上邊為北路口燈，右邊為東路口燈，下邊為南路口燈，左邊為西 路口燈。

圖2－2 所示為一種紅綠燈規(guī)則的狀態(tài)圖，分別設(shè)定為S1、S2、S3、S4，交通燈以這四 的狀態(tài)為一個周期，循環(huán)執(zhí)行（見圖2－3）。

請注意圖2－1b和圖2－1d，它們在一個時間段中四個方向都可以通車，這種狀態(tài)能在

一定的時間內(nèi)達(dá)到較大的車流量，效率特別高。

依據(jù)上述的車輛行駛的狀態(tài)圖，可以列出各個路口燈的邏輯表，由于相向的燈的狀態(tài)圖

是一樣的，所以只需寫出相鄰路口的燈的邏輯表；根據(jù)圖2－3 可以看出，相鄰路口的燈它

們的狀態(tài)在相位上相差180°。因此最終只需寫出一組S1、S2、S3、S4的邏輯狀態(tài)表。

如表2－1 所示。

表中的“×”代表是紅燈亮（也代表邏輯上的0），“√”是代表綠燈亮（也代表邏輯上 的1），依上表，就可以向相應(yīng)的端口送邏輯值。2．交通燈顯示時間的理論分析與計算

東西和南北方向的放行時間的長短是依據(jù)路口的各個方向平時的車流量來設(shè)定，并且

S1、S2、S3、S4各個狀態(tài)保持的時間之有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，其公式如下所示。T-S1+T-S2=T-S3 T-S2=T-S4 T-S1=T-S3 我們可以依據(jù)上述的標(biāo)準(zhǔn)來改變車輛的放行時間。按照一般的規(guī)則，一個十字路口可分

為主干道和次干道，主干道的放行時間大于次干道的放行時間，我們設(shè)定值時也應(yīng)以此為參 考。

三、電路圖及設(shè)計文件 1．燈控制電路設(shè)計

由于32個LED 來實現(xiàn)紅綠燈狀態(tài)，若直接接在單片機(jī)的口線，路口倒計時的顯示就不

能實現(xiàn)，所以本次設(shè)計中采用一種新型的電路如圖3－1 所示。

圖中74LS04的作用是倒相和驅(qū)動，它輸出的電流大約48mA，實際測試發(fā)現(xiàn)足以滿足要

求，而且發(fā)光管也能達(dá)到足夠的亮度。

觀察圖可以看出：兩組發(fā)光管（一組紅、一組綠）由于反相器的作用，其邏輯狀態(tài)恰恰 相反。

圖中和電阻串聯(lián)的二極管的作用是為了分壓，防止因上下兩組發(fā)光管分壓不同導(dǎo)致邏輯 的錯誤。

共四組和上述相同的電路分別代表東西南北四個方向的紅綠燈，使用兩片74LS04 作為 驅(qū)動。

2．倒計時顯示電路設(shè)計

前面已經(jīng)分析過相向的燈的狀態(tài)和倒計時都是相同的，所以為了節(jié)省，采用兩組四個數(shù)碼管

作為倒計時的顯示；同時為了節(jié)省口資源，采用串口顯示的方式驅(qū)動數(shù)碼管。見圖3－2 所 示。

四、程序設(shè)計思路與流程圖 1．主程序流程圖

主程序中主要是一個死循環(huán)，不停的循環(huán)四個狀態(tài)，如圖4－1 所示。

2．按鍵子程序流程圖

它包含倒計時調(diào)整和緊急狀態(tài)兩個狀態(tài)。

主程序中放了一個按鍵的判斷指令，當(dāng)有按鍵按下的時候，程序就自動的跳轉(zhuǎn)到按鍵子

程序處理。當(dāng)檢測到K2鍵按下的時候就自動返回到主程序。當(dāng)出現(xiàn)緊急的情況的時候，按下K3或者K4 就切換到緊急狀態(tài)，當(dāng)緊急事件處理完畢 的時候，按下K2，就可以返回正常狀態(tài)。

五、測試、數(shù)據(jù)及結(jié)果分析 1．狀態(tài)燈顯示測試

當(dāng)電路連接完畢后，將寫好的測試程序刷寫到芯片內(nèi)，K1 和K2分別給端口送高電平和

低電平，通電即可檢測。2．?dāng)?shù)碼管的測試

將串口的和電路板上的接口連接，將寫好的測試程序刷寫到芯片內(nèi)，開電源即可測試。

3．整體電路測試

系統(tǒng)上電，刷寫好程序即可開始測試，觀測一個周期（共計S1～S4四個狀態(tài)，默認(rèn)140 秒）燈的顯示狀態(tài)是否正常，同時觀察倒計的計數(shù)是否正常。

六、總結(jié)

由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，而且可以隨時的更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。

但是在我們設(shè)計和調(diào)試的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，譬如紅燈和綠燈的切換還不夠迅

速，紅綠燈規(guī)則不效率還不是很高等等，這需要在實踐中進(jìn)一步完善。附錄 系統(tǒng)總體電路圖

1.滿足南北向紅綠燈亮，東西向紅燈亮，占25秒——南北向黃燈亮，東西向紅燈亮，占5秒——南北向紅燈亮，東西向綠燈亮，占25秒——南北向紅燈亮，東西向黃燈亮，占5秒。如此循環(huán)，周而復(fù)始。2.十字路口要有數(shù)字顯示，提示行人把握時間：當(dāng)某方向綠燈亮?xí)r，置顯示器為24，然后以每秒減1計數(shù)方式工作，直到減為0，綠燈滅，黃燈亮。黃燈滅，紅燈亮?xí)r，再次置顯示器為29，并開始減計數(shù)，直到為0，十字路口紅綠燈交換，完成一次工作循環(huán)。

3.可手動調(diào)整和自動調(diào)整，夜間為黃燈閃耀。下面是一個單片機(jī)交通燈程序 /*

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* Keil C 89S51 交通信號控制程序 * *(C)版權(quán)所有 Dai_Weis@hotmail.com * * *

****************************************************************************************** */

#include “reg51.h” #define UINT unsigned int #define ULONG unsigned long #define UCHAR unsigned char /*

信號燈變量

南北方向綠燈

sbit n_bike_g = P1^0;//自行車

sbit n_right_g = P1^1;//右轉(zhuǎn)

sbit n_up_g = P1^2;//直行

sbit n_left_g = P1^3;//左轉(zhuǎn) 調(diào)頭

南北方向紅燈

sbit n_bike_r = P1^4;//自行車

sbit n_right_r = P1^5;//右轉(zhuǎn)

sbit n_up_r = P1^6;//直行

sbit n_left_r = P1^7;//左轉(zhuǎn) 調(diào)頭 南北方向黃燈

sbit n_bike_y = P3^0;//自行車

sbit n_right_y = P3^1;//右轉(zhuǎn)

sbit n_up_y = P3^2;//直行

sbit n_left_y = P3^3;//左轉(zhuǎn) 調(diào)頭

東西方向綠燈

sbit e_bike_g = P2^0;//自行車

sbit e_right_g = P2^1;//右轉(zhuǎn)

sbit e_up_g = P2^2;//直行

東西方向紅燈

sbit e_bike_r = P2^4;//自行車

sbit e_right_r = P2^5;//右轉(zhuǎn)

sbit e_up_r = P2^6;//直行

東西方向黃燈

sbit e_bike_y = P3^4;//自行車

sbit e_right_y = P3^5;//右轉(zhuǎn)

sbit e_up_y = P3^6;//直行

*/ //延時

void delay(UINT t, UINT s){ while(t){ UINT i;

for(i = 0;i < s;i++){ } t--;} }

//信號燈狀態(tài)

void time_x(UCHAR P_P1, UCHAR P_P2, UCHAR P_P3){

P1 = P_P1;P2 = P_P2;P3 = P_P3;delay(150, 65535);}

void time_s(UCHAR P_P1, UCHAR P_P2, UCHAR P_P3, UCHAR P_P11, UCHAR P_P22){ UINT i;

for(i = 0;i < 3;i ++){

P1 = P_P1;P2 = P_P2;delay(5, 65535);P1 = P_P11;P2 = P_P22;delay(5, 65535);}

P1 = P_P1;P2 = P_P2;P3 = P_P3;delay(10, 65535);} //主程序

void main(){

P1 = P2 = P3 = 0x0;while(1){

time_x(0xA5, 0x38, 0x0);

time_s(0xA4, 0x38, 0x1, 0xA5, 0x38);time_x(0x96, 0x52, 0x0);

time_s(0x92, 0x52, 0x4, 0x96, 0x52);time_x(0x5A, 0x52, 0x0);

time_s(0x50, 0x50, 0x2A, 0x5A, 0x52);time_x(0xF0, 0x25, 0x0);

time_s(0xF0, 0x24, 0x20, 0xF0, 0x25);time_x(0xD2, 0x16, 0x0);

time_s(0xD0, 0x10, 0x62, 0xD2, 0x16);} }

給你一個定時控制的信號系統(tǒng)，我只做的簡單的測試，至于延時我用的軟件，你自己想辦法。^_^

Dai_Weis 于 2005-5-4 13:43:23 重新給你說明

/*

*********************************************************************************** * *

* Keil C AT89S51 交通信號控制程序 * *(C)版權(quán)所有 Dai_Weis@hotmail.com * * *

*********************************************************************************** 開發(fā)說明：

固定時間信號變換，南北設(shè)置調(diào)頭、左傳、直行、右轉(zhuǎn)、自行車。

東西設(shè)置左傳、直行、右轉(zhuǎn)、自行車。

時序狀態(tài)：

紅 綠 紅 綠

序號 左 前 右 自 左 前 右 自 前 右 自 前 右 自1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 2 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 3 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 4 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 5 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 */

另外修正個錯誤

while(1){

time_x(0xA5, 0x70, 0x0);time_s(0xA4, 0x70, 0x1, 0xA5, 0x70);

材料： 1、89S51 11.0592M 晶振

1K電阻、10UF電容

12個燈，紅、黃、綠各四個，12個1K電阻

，十字路口嘛。蜂鳴器一個。

按鍵一個，按鍵復(fù)位

采用AT89s51型號的單片機(jī)，由于交通十字路口的對稱性，所以一個引腳可以同時控制兩個燈，將發(fā)光二極管分別接到P1各個引腳，在其中加入一個時振蕩當(dāng)電路，來控制時間，在P3.0引腳接入蜂鳴器只黃燈亮的時候發(fā)出聲響，這里我們讓每次黃燈亮的時候發(fā)出六聲響，通過C程序的控制就可以實現(xiàn)，每次循環(huán)是10秒。2、9cm*15cm萬用板 1片 單片機(jī)及IC座 1套 12M晶振 1只 22P電容 2只 10uF電容 1只 10K電阻 1只 1K排阻 1只 兩位一體數(shù)碼管 2只 DC座 1只 自鎖開關(guān) 1只

發(fā)光二極管紅綠黃

各4只 按鍵 7只 USB電源線 1條 導(dǎo)線

若干

1、基于51系列單片機(jī)（型號：STC89C52、AT89C51/C52、AT89S51/S52,隨機(jī)選擇，如有特

殊要求請與店主討論）設(shè)計實現(xiàn)。（以上幾種單片機(jī)全部為51系列單片機(jī)，除了名字不一樣外，功能及應(yīng)用完全一樣，互相

兼容）

2、兩個兩位一體數(shù)碼管顯示東西、南北方向時間。

3、四方向各有紅綠黃三顆燈。

4、七個按鍵操作，分別是：禁止通行、東西通行、南北通行、時間加、時間減、切換方向、確認(rèn)。