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PLC技术及其在公路交通系统中的应用
日期:2009-3-16 17:37:00 来源:本站整理  
点击: 作者:lihaiyan
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PLC技术及其在公路交通系统中的应用
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1. 对棚灯及雾灯的控制 
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如前所述,由于PLC本身具有时钟功能,通过软件编程,可对棚灯、雾灯进行无人化、智能控制。 
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2. 对费额显示器的控制 
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PLC本身具有上位机接口,可接收上位收费计算机下传的数据,而PLC具有各种译码指令,可将接受的数据转换成七段显示码,输出给LED数码管进行数据显示。 
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3. 对挡车器的控制 
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将PLC用于对挡车器进行控制具有以下几方面的优势 。  
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(1)使用寿命长:从目前反馈情况看,目前挡车器控制电路的使用寿命大部分均不足五年这与其电路设计、元器件选型、工作环境及控制方式等因素有关,是其本身无法克服的固有缺点。PLC作为工业控制单元,应用于各种控制环境,内部电路、机械结构设计极为精良,所用器件均选用标准工业级产品,其使用寿命一般可保证在十年以上。 
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(2)性能稳定可靠,抗干扰性好:PLC应用于各种工业控制现场,其硬件及软件设计均考虑到各种生产环境,其电压适用范围很宽,具有极强的抗电磁干扰、抗震动、抗高温、高湿等特性,性能极为稳定、可靠。 
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(3)功能强大,实现灵活,可扩展性好:PLC型挡车器作为老型号挡车器的升级产品,其功能得到极大增强,目前可实现的功能有:自动抬杆、自动落杆、防砸车、防砸人、各种情况的自动报警、设备保护及故障识别等。以上功能可实现各种组合,并可根据实际需要改变上述功能的控制过程及方式,并可根据使用者要求在不增加或少增加硬件的基础上开发新的控制功能。 
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(4)良好的性价比:虽然PLC型挡车器的性能及功能较现有挡车器有极大提高,但其成本的增加与其性能的提高并非成线性关系,所以无论将其作为整机用于新品开发,还是作为老设备改进均有其良好的性价比。 
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PLC作为一门控制技术在我国已有近二十年的应用,并已从工业控制逐渐向其他行业扩展,相信随着其本身性能的不断提高,其应用领域将不断拓宽,了解及掌握这一控制技术,将使我国的自动化控制技术得到更广泛的应用与发展。  
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用PLC实现智能交通控制 
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1 引言 
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据不完全统计,目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况),这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯,而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯,这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的,不仅让司机乘客怨声载道,而且对人力和物力资源也是一种浪费。 
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智能控制交通系统是目前研究的方向,也已经取得不少成果,在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号,其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑,我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈,当汽车经过时就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少,即可检测出汽车的通过,并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入,并用PLC计数,按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 
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比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的最大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较全球定位系统而言成本更低。 
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2 车辆的存在与通过的检测 
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(1) 感应线圈(电感式传感器) 
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电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路,可用混凝土直接预埋,老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时,公路面上就会形成如图1(a)中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时,汽车就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时,该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时,该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化,因此,在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器,就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分,则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。 
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作者: 爱杰的美人鱼  2007-6-1 07:57   回复此发言   
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电感式传感器的高频电流频率为60kHz,尺寸为 2×3m,电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在0.3%以上[1,2]。 
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电感式传感器安装在公路下面,从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。 
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(2) 电路 
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检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图2所示, 输出脉冲波形见图1(b)。 
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(3) 传感器的铺设 
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Micrologix1000 PLC在交通灯控制上的应用 
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1 引言 
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美国罗克韦尔自动化生产的Micrologix1000系列微型可编程控制器具有体积小、使用简单、通用性强、快速高效等特点。它是一种集成式控制器,集成了电源、输入模块、输出模块和处理器于一身,输入输出状态LED指示,内装RS-232通讯接口,可连接手持编程器输入指令程序或连接计算机直接编制梯形图程序,并且通过1761-NET-AIC通讯模块可联成DH-485网络,网络长度1200m, 波特率为32.5Kbps。 
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Micrologix1000系列PLC的内部有输入继电器I;输出继电器O;辅助继电器B;计时器T;计数器C;状态继电器S等。它们的编号均从0开始,例如I/0,I/1,…,O/0,O/1等,个数则与型号有关。 
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2实验系统设计 
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下面通过用Micrologix 1000系列中型号为1761-L16BWA的可编程控制器控制十字路口交通灯的实验例子来说明可编程控制器的硬件和软件设计步骤和手持编程器的使用方法。 
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交通灯系统要求实现“正常时序控制”及“急车强通控制”两种控制方式。 
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正常时序控制要求如下:当起动开关接通时,信号灯系统开始工作,先南北红灯亮,东西绿灯亮,南北红灯亮维持28s,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持19s,19s延时到,东西绿灯闪亮,绿灯闪亮周期2s(亮1s熄1s),绿灯闪亮3次后熄灭,东西黄灯亮,并维持3s,3s延时到,东西黄灯熄,东西红灯亮,同时南北红灯熄,南北绿灯亮。东西红灯亮维持33s,南北绿灯亮维持24s,24s延时到,南北绿灯闪亮3次后熄灭,南北黄灯亮,并维持3s。3s延时到,南北黄灯熄,南北红灯亮,同时东西红灯熄,东西绿灯亮,开始第二周期的动作,以后周而复始地循环。 

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