使用PLC构建干线协调信号控制机
日期：2006-4-25 0:03:54 来源：本文摘自《PLC&FA》
点击： 作者：未知
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城市交通控制系统可以有效改善交通，缓解交通拥堵，提高路网的服务水平，增加系统交通流量，减少延误时间和停车次数，减少燃油消耗，降低交通噪声及尾气带来的环境污染，提高交通安全性，从而促进城市经济建设的进一步发展。
然而实施一个中央集中控制式城市交通控制系统需要昂贵的造价、建设周期长，一些中小城市难以承受，而且中小城市的交通信号控制往往只集中于有限的几条主干道上的路口，控制方式选择干线控制较为理想实用，所以开发一个中小规模的干线控制系统更符合中小城市交通控制的需求，同时该系统也适用于大城市中未受控制中心交通控制系统控制的干道上各路口的交通信号协调控制。干线控制系统与中央集中式自适应城市交通控制系统相比具有造价省、建设周期短的优点，更易于推广应用。
干线控制系统主要由干道各路口的信号机和位于某路口(一般定义为关键路口)的干线控制计算机(路口线控计算机)组成，如图1所示:
图1 路口线控系统组成示意图
PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，PLC是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，PLC将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技术(Computer, Control, Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
2.1 信号控制机的功能及性能指标
· 符合中华人民共和国公共行业标准GA47-2002《道路交通信号控制机》;
·工作方式有:关灯、全红、黄闪、多时段定时控制、感应控制、无电缆协调、区域协调控制(包括干线协调方式);
·具有硬件手动控制及上位机用户的软件手动控制;
·可与上位机(干线控制计算机)进行相关数据通讯;
·至少可接入32路检测器、驱动48路信号灯;
·最多可执行16个相位信号控制，可设置运行32个时段、32个方案、16个特殊日时段方案;
·可通过手持设备或面板上的按键方便地设置相关参数;
·具有显示屏幕，直观显示信号机的相关工作状态及相关参数;
·可在全天候下工作。
2.2 干线控制计算机
(1) 功能
· 与信号机通讯，获取信号机发来的信息、输出相关命令至信号机;
· 具有良好的用户界面，显示当前干线控制系统运行信息及配置信息，并接收处理用户的输入;
· 根据优化算法及相关信息计算各信号机的控制参数。
(2) 结构
硬件上可用成熟稳定的工控机及另配多串口扩展卡组成，也可用PC104嵌入式微机及串口扩展板组成，主要负责对干线下辖的信号机进行通讯控制，同时预留与上一级中央控制机的通讯扩展接口，主要设备需满足工业环境下运行的要求。
软件上主要是获取各信号机的相关信息，通过线控优化算法计算控制参数(周期、绿信比、相位差)，送至相关信号机付诸执行;同时也获取用户的干预输入，将用户命令进行分析后，对系统配置进行修改或送至相关信号机;另外还将各信号机的执行情况在用户界面上显示。结构如图2所示。
图2 干线控制计算机软件结构示意图
干线控制机与路口信号机也可采用PLC可编程控制器作为主控制器，从原理上，两者可合并为一，选型的主要出发点是:
· 输入输出点满足120点以上;
·具备实时时钟;
·具备RS232或422通讯接口;
·可构建点对点通讯或串行总线通讯;
·具备寄存器数据化管理功能;
·数据处理速度0.7μs;
1 引言
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城市交通控制系统可以有效改善交通，缓解交通拥堵，提高路网的服务水平，增加系统交通流量，减少延误时间和停车次数，减少燃油消耗，降低交通噪声及尾气带来的环境污染，提高交通安全性，从而促进城市经济建设的进一步发展。
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然而实施一个中央集中控制式城市交通控制系统需要昂贵的造价、建设周期长，一些中小城市难以承受，而且中小城市的交通信号控制往往只集中于有限的几条主干道上的路口，控制方式选择干线控制较为理想实用，所以开发一个中小规模的干线控制系统更符合中小城市交通控制的需求，同时该系统也适用于大城市中未受控制中心交通控制系统控制的干道上各路口的交通信号协调控制。干线控制系统与中央集中式自适应城市交通控制系统相比具有造价省、建设周期短的优点，更易于推广应用。
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2 系统组成
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干线控制系统主要由干道各路口的信号机和位于某路口(一般定义为关键路口)的干线控制计算机(路口线控计算机)组成，如图1所示:
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图1 路口线控系统组成示意图
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PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，PLC是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，PLC将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技术(Computer, Control, Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
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2.1 信号控制机的功能及性能指标
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· 符合中华人民共和国公共行业标准GA47-2002《道路交通信号控制机》;
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·工作方式有:关灯、全红、黄闪、多时段定时控制、感应控制、无电缆协调、区域协调控制(包括干线协调方式);
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
·具有硬件手动控制及上位机用户的软件手动控制;
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·可与上位机(干线控制计算机)进行相关数据通讯;
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·至少可接入32路检测器、驱动48路信号灯;
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·最多可执行16个相位信号控制，可设置运行32个时段、32个方案、16个特殊日时段方案;
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·可通过手持设备或面板上的按键方便地设置相关参数;
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·具有显示屏幕，直观显示信号机的相关工作状态及相关参数;
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·可在全天候下工作。
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2.2 干线控制计算机
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(1) 功能
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· 与信号机通讯，获取信号机发来的信息、输出相关命令至信号机;
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· 具有良好的用户界面，显示当前干线控制系统运行信息及配置信息，并接收处理用户的输入;
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· 根据优化算法及相关信息计算各信号机的控制参数。
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(2) 结构
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硬件上可用成熟稳定的工控机及另配多串口扩展卡组成，也可用PC104嵌入式微机及串口扩展板组成，主要负责对干线下辖的信号机进行通讯控制，同时预留与上一级中央控制机的通讯扩展接口，主要设备需满足工业环境下运行的要求。
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软件上主要是获取各信号机的相关信息，通过线控优化算法计算控制参数(周期、绿信比、相位差)，送至相关信号机付诸执行;同时也获取用户的干预输入，将用户命令进行分析后，对系统配置进行修改或送至相关信号机;另外还将各信号机的执行情况在用户界面上显示。结构如图2所示。
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图2 干线控制计算机软件结构示意图
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干线控制机与路口信号机也可采用PLC可编程控制器作为主控制器，从原理上，两者可合并为一，选型的主要出发点是:
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· 输入输出点满足120点以上;
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·具备实时时钟;
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·具备RS232或422通讯接口;
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·可构建点对点通讯或串行总线通讯;
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