閆宇田

(山西大眾電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司,山西 太原 030024)

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度的提高，城市的交通狀況日益成為各大城市發(fā)展的困擾。其中原本設(shè)置在十字路口的交通燈可以對(duì)路面交通進(jìn)行有效的管理，但是隨著交通需求和交通量的飛速增長(zhǎng)，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益擁堵與復(fù)雜的路面交通狀況，不能為有效交通的管理提供強(qiáng)有力的保障。針對(duì)交通系統(tǒng)復(fù)雜性特征，把智能控制引入到城市交通的管理中，為我們解決目前擁堵的交通現(xiàn)狀，成為如今研究的問題。

基于現(xiàn)階段交通信號(hào)燈對(duì)路面交通控制的要求，以及現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)交通信號(hào)燈的硬件分析調(diào)查，目前市場(chǎng)上西門子公司生產(chǎn)的S7-200型PLC控制器具有個(gè)頭小、速度快、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)可以滿足交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。而且該型PLC指令豐富，可以與各種擴(kuò)展設(shè)備相匹配，其中最重要的是可以與通信設(shè)備匹配，從而能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

在設(shè)計(jì)之前，我們先對(duì)交通燈各個(gè)方向的燈進(jìn)行簡(jiǎn)單的編號(hào)，以方便我們后期的闡述?，F(xiàn)對(duì)交通燈的編號(hào)，如圖1所示。

下面，我們對(duì)城市內(nèi)某一個(gè)路口的交通狀況進(jìn)行設(shè)定。首先，南北方向路面的車輛通過路口，東西方向路面的車輛處于等待通過的狀態(tài)。下面我們對(duì)交通燈進(jìn)行設(shè)定：

首先，東西方向紅燈亮(④號(hào)燈與⑩號(hào)燈)60 s后，轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)東西方向的綠燈(⑥號(hào)燈與號(hào)燈)亮；同時(shí)，南北方向的綠燈(③號(hào)燈與⑨號(hào)燈)亮55 s，后轉(zhuǎn)入南北綠燈閃爍狀態(tài)3 s，需振蕩器或脈沖源使南北綠燈進(jìn)行閃爍，3 s后轉(zhuǎn)下一狀態(tài)南北黃燈(②號(hào)燈與⑧號(hào)燈)亮；南北黃燈亮2 s，最后南北紅燈亮60 s，這樣南北方向的車輛進(jìn)入等待通過的狀態(tài)。

接下來，我們讓十字路東西方向路面的車輛通過路口，南北方向路面車輛處于等待通行的狀態(tài)，對(duì)交通燈進(jìn)行設(shè)定。

首先，南北方向紅燈亮(①號(hào)燈與⑦號(hào)燈)60s后，轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)南北方向的綠燈(③號(hào)燈與⑨號(hào)燈)亮；同時(shí)，東西方向的綠燈(⑥號(hào)燈與號(hào)燈)亮55 s，后轉(zhuǎn)入東西綠燈閃爍狀態(tài)3 s，需振蕩器或脈沖源使東西綠燈進(jìn)行閃爍，3 s后轉(zhuǎn)下一狀態(tài)東西黃燈(⑤號(hào)燈與號(hào)燈)亮；東西黃燈亮2 s，后東西紅燈亮60 s，這樣?xùn)|西方向的車輛進(jìn)入等待通過的狀態(tài)。

如此循環(huán)，便是一個(gè)簡(jiǎn)單的十字路口交通燈的系統(tǒng)。

圖1 交通燈編號(hào)圖

2 PLC的選型

經(jīng)過上述對(duì)十字路口交通燈的設(shè)定，該路口的交通信號(hào)燈共有六個(gè)狀態(tài)。根據(jù)交通燈對(duì)PLC的開關(guān)量輸入點(diǎn)與輸出點(diǎn)的要求，參照西門子S7-200系列特性，最終我們選用主機(jī)為CPU224。其外形圖如圖2所示。

圖2 CPU224外形圖

圖3 PLC控制接線圖

3 PLC接線形式

根據(jù)對(duì)上述十字路口交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)要求，該型PLC的端口進(jìn)行設(shè)定。其中端口I0.0為接入系統(tǒng)開關(guān)的輸入信號(hào)，端口Q0.0接起報(bào)警作用的信號(hào)燈，端口Q0.1接南北紅燈，端口Q0.2接?xùn)|西綠燈，端口Q0.3接?xùn)|西黃燈，端口Q0.4接?xùn)|西紅燈，端口Q0.5接南北綠燈，端口Q0.6接南北黃燈。

4 系統(tǒng)智能擴(kuò)展的探討

隨著社會(huì)的發(fā)展，人類科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC控制技術(shù)也慢慢地成為如今社會(huì)的主流信號(hào)控制手段，為我們的生產(chǎn)與生活提供便利。隨之社會(huì)快速的發(fā)展，在未來幾年，PLC控制技術(shù)要想要更好的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，就要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

1) 信號(hào)采集功能的拓展。如今，輸出的開關(guān)量，時(shí)間量等的控制已經(jīng)慢慢地不能滿足大家對(duì)PLC的要求，生活中我們對(duì)聲音，圖像及視頻需求都在慢慢地提高，未來能夠適應(yīng)大眾使用，簡(jiǎn)單明快的PLC控制系統(tǒng)肯定能贏得良好的口碑，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得先機(jī)。

2) 定時(shí)功能的拓展。在高精尖領(lǐng)域?qū)Χ〞r(shí)功能精度的要求越來越高，秒級(jí)已經(jīng)不能再滿足他們的需要、隨著時(shí)間的推移毫秒級(jí)的出現(xiàn)只是時(shí)間的問題。