汽车行业隧道内汽车双向行驶控制

汽车行业隧道内汽车双向行驶控制郑州电力职业技术学院毕业设计题目：特长隧道双向行驶安全指示PLC控制系统设计系别：电力工程系专业：电气自动化技术班级：10级电气二班学号：10401040210姓名：何波江论文成绩指导教师孙爱芬答辩成绩主答辩教师综合成绩答辩委员会主任毕业设计开题报告题目特长隧道双向行驶安全指示PLC控制系统设计感谢阅读学生姓名学号班级专业电气自动化技术一、研究背景：随着我国城市化，现代化进程的加快，交通流量变的越来越大，为了缓解或有效解决日益严精品文档放心下载重的城市交通问题，提高道路的空间利用率，修建各种城市隧道或地下构筑物已成为急剧增长的谢谢阅读趋势。城市隧道对减少城市道路用地、缩短城市行车里程、疏导城市交通起到积极的作用。目前谢谢阅读我国已建成的隧道超过1069座，单通道延长超过340公里，建成的3000米以上的隧道13座，精品文档放心下载随着国家加大公路建设的步伐和力度，隧道的安全问题日益引起关注。感谢阅读公路隧道作为高速公路的特殊结构，不仅车速高和流量大，结构也相对封闭，加之行驶经过精品文档放心下载的车辆排放大量的有害物质，所以车辆的行驶环境与条件相对较差，比较容易发生交通事故，并感谢阅读且事故的处理与救援亦相对比较困难，对于长大和特长隧道而言更是如此。因此，高速公路隧道谢谢阅读成为高速公路监控与管理的重中之重，进而我们要进行特长隧道双向行驶安全指示PLC控制系谢谢阅读统的设计。随着电气工业的发展，PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开谢谢阅读始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国的经济高速发展和基础自动化精品文档放心下载水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国将保持高速增长势头。谢谢阅读二、国内外研究概况：建国后30年所修建的公路等级均较低，线形指标要求不高。五十年代，我国仅有公路隧道感谢阅读30多座，总长约2500m，且单洞长度都很短。六、七十年代，我国干线公路上曾修建了一些百米精品文档放心下载以上的隧道，但标准也很低。进入八十年代，公路隧道的发展逐渐加快，具有代表性的工程有深精品文档放心下载圳梧铜山隧道和珠海板樟山隧道，福建鼓山隧道和马尾隧道，甘肃七道梁隧道等。到1990年谢谢阅读底，我国建成的千米以上隧道已有十余座。在大型公路隧道建设中，技术也随着不断提高，并学精品文档放心下载习和引进了很多国外先进技术。福建鼓山隧道，洞内设有照明、吸音、防潮、通讯、防火等装置精品文档放心下载和闭路电视监控及雷达测速系统，这是我国第一座现代化的公路隧道。精品文档放心下载“八五”～“九五”期间是我国公路隧道建设迅速发展的时期。“九五”期间新建隧道精品文档放心下载504座，27.8万延米。还建成了多座特长或宽体扁坦隧道，如中梁山隧道(3100m×2)、缙云山隧谢谢阅读道(2450m×2)、大溪岭隧道(4116m×2)、二郎山隧道(4200m×2)、飞鸾岭隧道、真武山隧道等。据谢谢阅读不完全资料统计，我国已建成公路隧道1208座，总里程362km。精品文档放心下载“十五”期间，我国铁路、公路等领域合计约有总长3000公里的隧道工程需要修建，隧道精品文档放心下载长度大于10公里的约占10％左右。现在国外的隧道发展迅速，青函隧道：目前世界最长的铁路隧道，全长53.9公里，海底长感谢阅读度23.3公里。此隧道跨越津轻海峡连接日本的北海道和本州美国的德拉瓦隧道：世界最长的输感谢阅读水隧道全长169公里。美国纽约的林肯隧道：跨越哈德逊河连接纽约市和纽泽西州，是世界最感谢阅读繁忙的公路隧道之一，长度2.4公里。三、所要进行的主要工作和所采用的方法、手段。各部分硬件设计：本设计采用三菱FX系列PLC、光电传感器、红绿交通灯、报警电铃。按钮：系统需要精品文档放心下载的按键有3个，一个启动键，一个130m控制键，还有一个260m的控制键。报警电铃。谢谢阅读软件设计：梯形图程序的设计（程序的设计思想，无车通过时的程序设计，有车通过时的程序设计，有精品文档放心下载汽车通过和无车通过时的衔接，控制开关在程序中的设计），各信号灯工作时序图(A、B两入口精品文档放心下载都无车进入的情况和A口有车进入时以及B口有车进入时)，电气控制系统图设计谢谢阅读四、预期结果：PLC产生控制信号，使得系统的信号灯红绿转换，按动启动按钮，A口绿灯亮，B口红谢谢阅读灯亮，信号灯系统开始工作。当B口绿灯亮时，从B口进人第一辆车算起，A口红灯持续亮精品文档放心下载90s，B口绿灯持续亮20s，接着闪烁2s后熄灭，此后两道口红灯同时亮68s。即待从B口进入谢谢阅读隧道内的汽车全部开出后，A口才能进车，A口时同理，周而复始，指示车辆的安全运行，避免谢谢阅读发生交通事故。两道口绿灯不能同时亮，如果万一同时亮，系统停止工作并报警。精品文档放心下载指导教师签字时间年月日摘要本文介绍了国内交通系统的发展现状，以及特长隧道汽车双向行驶安全存在的谢谢阅读问题。信号控制是一种用来确保交通循环的质量和安全的必要措施。红外传感器的感谢阅读应用从根本上解决了人工操作的繁琐和减少了大量的失误，更加有效的增强了汽车谢谢阅读双向行驶的安全性，有利于加强隧道的安全。基于现状设计了一种基于PLC的特长谢谢阅读隧道汽车双向行驶控制系统，详细介绍了所选用的三菱FX2N系列PLC，并根据设谢谢阅读计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配，编写了PLC梯形图程序。最后介绍了精品文档放心下载本PLC电路所可能存在的干扰，并介绍了预防干扰的方法。对系统的输入、输出点谢谢阅读进行统计，根据PLC的选型相关规定和输入输出的总点数，选用日本三菱FX2N可精品文档放心下载编程序控制器。分配了PLC的I／O地址，设计出PLC的外接线图。介绍了PLC常见谢谢阅读的编程方法，设计了PLC控制系统的程序。这种方法易学易用，成功率高，设计复谢谢阅读杂的控制程序可以节约大量的设计时间。在此基础上，进行了现场安装、调试。针精品文档放心下载对系统调试、安装以及运行过程中出现的问题，进行了分析，提出了解决办法和注精品文档放心下载意的事项。从硬件和软件两个方面采取措施，提高PLC控制系统的抗干扰能力。论精品文档放心下载文最后总结了课题研究的成果，讨论了课题中所用到的编程与接口技术。谢谢阅读关键词：特长隧道PLC传感器汽车双向行驶目录第1章绪论∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1

1.1课题研究的目的意义∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1

1.2国内外研究现状∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2

1.3课题背景及要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2

1.3.1课题背景∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2

1.3.2本课题的PLC控制要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3

1.4论文主要内容∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3

1.5总体方案设计及创新点∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4

1.5.1总体方案设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4

1.5.2论文创新点∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4

第2章PLC原理及各模块的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5

2.1PLC原理介绍.∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5

2.2PLC发展历程∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5

2.3PLC的应用现状∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6

2.4PLC控制系统的发展前景∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6

2.5可编程序控制器PLC的分类∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7

2.6PLC的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9

2.7输入输出模块的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9

2.8电源的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10

第3章各部分硬件设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11

3.1PLC的外连电路设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11

3.2系统原理框图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11

3.3传感器的选择及安装∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙12

3.4辅助设备设计与选型∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙14

第4章软件设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙16

4.1梯形图程序设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙16

4.2程序设计思想∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙16

4.3无车通过隧道式的程序设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙17

4.4有车通过隧道时的程序设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙19

4.6时序图周期为1s的方波∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙21

4.7I/O分配表∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙23

4.8有汽车通过隧道和无汽车通过隧道程序的衔接∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙23

4.9控制开关在程序中的设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙23感谢阅读第5章PLC整体电路的干扰与预防∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙25谢谢阅读5.1电源系统引入的干扰∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙25谢谢阅读5.2感性负载引起的干扰∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙25精品文档放心下载5.3输出信号的抗干扰措施∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙26感谢阅读5.4抑制外部配线干扰的措施∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙26精品文档放心下载第六章结论与展望∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙28感谢阅读6.1结论∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙28感谢阅读6.2展望∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙28精品文档放心下载参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙29谢谢阅读致谢∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙30精品文档放心下载附录∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31感谢阅读附录A资料∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31感谢阅读附录B梯形图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙41谢谢阅读附录C指令表∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙44感谢阅读第1章绪论1.1课题研究的目的意义近年来，我国公路交通得到长足的发展，山区高速公路建设带动了山区的经

济、社会发展。然而，公路交通运输在为国民经济和社会发展做出重大贡献的同

时，又因交通事故造成了大量人员伤亡和巨大经济损失。隧道是山区高速公路的主

要结构物，在山区高速公路中占有越来越高的比例。由于高速公路隧道建设有着复

杂的地理环境和特殊建筑结构，给高速公路交通安全管理工作带来了一定难度。近

年来。隧道交通事故已屡见不鲜，很多隧道已经成为高速公路交通事故多发区和控

制区。西南地区某高速公路2004年1月～2005年1月，共发生交通事故181起，

其中隧道交通事故就达56起，约占全线事故总数的31％。控制隧道交通事故的发

生已成为刻不容缓的工作。因此，从隧道交通事故发生的原因着手分析、探讨改进

隧道的汽车安全行驶问题有着重要的意义。感谢阅读高速公路隧道事故多样性的原因分析据调查，发生隧道交通事故的原因主要有

以下几个方面：（1）隧道的人口路段线型为弯道、坡道路段。用地条件制约着道路

线型及道路走向的选择，因此，部分隧道的人口为弯道、坡道路段，有的甚至是多

弯道、长下坡路段；（2）隧道人口段一般为两种不同路面材料的过渡区域。由于沥

青具有可燃性，不利于隧道消防，隧道内一般为水泥路面，而隧道外多为沥青路

面。因此，隧道内外路面附着系数存在差异；（3）隧道内外光线存在明显差异。在

较长的隧道中，光线照人较少，虽然隧道内设置有照明装置，但是终究存在较大的

隧道内外光线明暗程度的差异；（4）隧道人口处积水问题较难解决。在某些地区，

雨天隧道人口处往往积水较多，影响了车辆行驶的安全性；（5）隧道的空气环境较

差。隧道是一个相对封闭性的通道，空气环境较差，车辆排放的废气和车辆的扬弃

废尘不易排除，废尘和废气在一段时间后容易沉积在路面上，降低了路面的附着系

数。由于隧道区段的上述特点，决定了隧道交通事故分布特征具有多样性、复杂

性。因此，决定我们要努力去改进隧道汽车的行驶安全。感谢阅读本设计的目的就是为了从安全指示方面解决特长单向隧道的汽车安全行驶问

题。感谢阅读1.2国内外研究现状建国后30年所修建的公路等级均较低，线形指标要求不高。五十年代，我国仅谢谢阅读有公路隧道30多座，总长约2500m，且单洞长度都很短。六、七十年代，我国干线公精品文档放心下载路上曾修建了一些百米以上的隧道，但标准也很低。进入八十年代，公路隧道的发谢谢阅读展逐渐加快，具有代表性的工程有深圳梧铜山隧道和珠海板樟山隧道，福建鼓山隧谢谢阅读道和马尾隧道，甘肃七道梁隧道等。到1990年底，我国建成的千米以上隧道已有十谢谢阅读余座。在大型公路隧道建设中，技术也随着不断提高，并学习和引进了很多国外先谢谢阅读进技术。福建鼓山隧道，洞内设有照明、吸音、防潮、通讯、防火等装置和闭路电精品文档放心下载视监控及雷达测速系统，这是我国第一座现代化的公路隧道。精品文档放心下载“八五”～“九五”期间是我国公路隧道建设迅速发展的时期。“九五”期间感谢阅读新建隧道504座，27.8万延米。还建成了多座特长或宽体扁坦隧道，如中梁山隧道感谢阅读(3100m×2)、缙云山隧道(2450m×2)、大溪岭隧道(4116m×2)、二郎山隧道感谢阅读(4200m×2)、飞鸾岭隧道、真武山隧道等。据不完全资料统计，我国已建成公路隧道谢谢阅读1208座，总里程362km。“十五”期间，我国铁路、公路等领域合计约有总长3000公里的隧道工程需要精品文档放心下载修建，隧道长度大于10公里的约占10％左右。现在国外的隧道发展迅速，青函隧道：目前世界最长的铁路隧道，全长53.9公精品文档放心下载里，海底长度23.3公里。此隧道跨越津轻海峡连接日本的北海道和本州美国的德拉精品文档放心下载瓦隧道：世界最长的输水隧道，全长169公里。美国纽约的林肯隧道：跨越哈德逊感谢阅读河连接纽约市和纽泽西州，是世界最繁忙的公路隧道之一，长度2.4公里。精品文档放心下载1.3课题背景及要求1.3.1课题背景随着我国城市化，现代化进程的加快，交通流量变的越来越大，为了缓解或有谢谢阅读效解决日益严重的城市交通问题，提高道路的空间利用率，修建各种城市隧道或地感谢阅读下构筑物已成为急剧增长的趋势。城市隧道对减少城市道路用地、缩短城市行车里感谢阅读程、疏导城市交通起到积极的作用。目前我国已建成的隧道超过1069座，单通道延精品文档放心下载长超过340公里，建成的3000米以上的隧道13座，随着国家加大公路建设的步伐感谢阅读和力度，隧道的安全问题日益引起关注。公路隧道作为高速公路的特殊结构，不仅车速高和流量大，结构也相对封闭，谢谢阅读加之行驶经过的车辆排放大量的有害物质，所以车辆的行驶环境与条件相对较差，感谢阅读比较容易发生交通事故，并且事故的处理与救援亦相对比较困难，对于长大和特长谢谢阅读隧道而言更是如此。因此，高速公路隧道成为高速公路监控与管理的重中之重，进精品文档放心下载而我们要进行特长隧道双向行驶安全指示PLC控制系统的设计。精品文档放心下载随着电气工业的发展，PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的感谢阅读中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国的经济精品文档放心下载高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国将保持高速增长感谢阅读势头。1.3.2本课题的PLC控制要求图1-1现场模拟图1.4论文主要内容(1)总体方案的设计(2)PLC原理与系统各模块选择(3)各部分硬件设计(4)软件设计(5)PLC整体电路的干扰与预防1.5总体方案设计及创新点1.5.1总体方案设计PLC作为现代控制系统中最重要的控制器之一，我们当然不能忽视它。采取它来感谢阅读进行我们系统的设计，不但能提高系统的稳定性、可靠性，还具有很强的性价比，感谢阅读还可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。而且在程序编制上也不需要费太谢谢阅读大的工夫，所以我们用PLC来进行这样的一种系统设计是无可后非的。本方案中，谢谢阅读隧道口交通灯控制系统以PLC作为控制核心。利用可行的传感器采集汽车到达隧道口精品文档放心下载的信号，传感器作为输入信号设备，它将采集到的控制信号送入PLC。作为对来自传谢谢阅读感器输入信号的响应，PLC产生输出控制信号去控制隧道A、B口的信号灯工作，从而感谢阅读实现了单向隧道汽车的顺利通行。PLC还接受来自两个附加开关的输入信号，两个开感谢阅读关安装在隧道130M和260M位置，它们主要功能是在出现交通意外，或着是信号灯精品文档放心下载出现故障的情况下，可以利用这两个开关将系统程序停止运行，以便及时处理，减精品文档放心下载少更多的意外。在设计中，还安装了报警电铃，它在隧道的A、B口都有，如果系统精品文档放心下载出错导致A、B口绿灯同时亮，这时报警电铃工作，可以告知隧道口欲进入隧道的汽感谢阅读车，从而保证了隧道汽车通行的安全性。1.5.2论文创新点本方案设计要求中，两个道口安装有红外线自动监测装置，检测车辆进入隧道感谢阅读的情况，并通过小型的继电器触点KA1和KA2，把信号输入PLC。经过查阅资料，我发精品文档放心下载现一般的传感器在现场将光信号转化成了模拟信号，然后经过模数转换后输入到PLC谢谢阅读中，然后进行PLC模块的控制。在本次设计中，使用的光电传感器的内部电路比普通精品文档放心下载的传感器多加了一个比较电路，使得输出的信号是一个高电平和一个低电平，起到感谢阅读了代替小型继电器线圈的作用。因而省去了一部分的外部电路，起到了简化的作精品文档放心下载用。第2章PLC原理及各模块的选择2.1PLC原理介绍.PLC基本工作原理：PLC由CPU，存储器、I/0接口、内嵌的精简高效操作系统谢谢阅读组成。用户可以根据自己的需要配置（扩展）自己的I/0(输入、输出)的类型及数谢谢阅读量，用户按自己的控制需求编写控制程序下载到PLC的存储器内，PLC在运行的时谢谢阅读候，PLC内的操作系统能运行用户的程序，根据用户程序通过输入端子完成输入信精品文档放心下载号（开关、触点、传感器等）的读取，并进行处理运算，把运算处理的结果输出到感谢阅读输出端子，以控制用户的执行机构（阀门、线圈、指示灯等）[1]。从而完成用户所谢谢阅读需的控制功能。PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式。每次扫描过程。集谢谢阅读中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。输入刷新过程。当输入端口关精品文档放心下载闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进谢谢阅读行下一次扫描时，新状态才被读入。一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出谢谢阅读刷新。元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。扫描周期的长短由感谢阅读1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数。由精品文档放心下载于采用集中采样[2]。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响感谢阅读应延迟。2.2PLC发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，感谢阅读并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这精品文档放心下载些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提感谢阅读出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电谢谢阅读子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程谢谢阅读序控制器，称ProgrammableController（PC）[3]。个人计算机（简称PC）发展起精品文档放心下载来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为精品文档放心下载ProgrammableLogicController（PLC80年代至90年代中期，是PLC发感谢阅读展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、精品文档放心下载数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制精品文档放心下载领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统[4]。PLC具有感谢阅读通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点[5]。精品文档放心下载PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代谢谢阅读的。2.3PLC的应用现状自20世纪60年代中期以来PLC产品在电力、冶金、化工等行业发挥了重大作精品文档放心下载用,尤其近20年来计算机和信息技术的飞速发展不断成倍扩大的功能和成倍降低的感谢阅读价格,使PLC、通讯联网技术、过程控制软件都获得了长足进步，也使PLC的广泛应谢谢阅读用成为可能。下面通过两组数据(引自工控网)说明PLC的应用现状[6]。PLC在冶金精品文档放心下载行业的市场将持续增加2003年中国的工业出现了快速增长,工业产值同比增长在精品文档放心下载12%以上,而且中国的最大钢铁出口对象—美国在2003年下半年取消了钢铁附加税,感谢阅读中国钢材对其出口也将迅速回升。这些有利因素刺激了中国冶金行业的投资。据调精品文档放心下载查,中国冶金行业对设备的投资同比增长接近50%。冶金设备的大量增长带动了PLC谢谢阅读在该行业的增长,2003年PLC在冶金行业的市场达到216亿元，2004年有望达到3感谢阅读亿元。PLC在纺织行业的应用分析[7]。在中国，PLC在纺织机械上的运用已经有17感谢阅读年的历史了，从最早的进口合成纤维生产设备到目前的中小型纺机，PLC无处不感谢阅读在。占各类纺织机械60%以上的织机平均每台带有一个小型的PLC，主要用于检测、谢谢阅读报警、速度控制和机器启停控制。纺机的比例在纺织机械中不到5%，却用到更多精品文档放心下载的PLC，单台纺纱机最多用到17台PLC,主要是60个I/O点以下的微型产品。梳棉感谢阅读机也用微小型PLC控制。其它各类纺织机械基本上都采用PLC控制，只有一些相对谢谢阅读简单的设备采用单片机或者其它控制方式。纺织机械的辅助设备也主要由PLC控谢谢阅读制，如循环水系统、空调系统、蒸气系统、废水处理系统、包装线等。实际上PLC精品文档放心下载在中国的应用已分布到各行各业，根据工控网的调查，2003年中国控制类产品市场谢谢阅读PLC的占有率已超过50%，而且保持着10%～15%的发展速度[8]。感谢阅读2.4PLC控制系统的发展前景现在，虽然出现了性能更加优越的DCS和FCS控制系统，PLC控制也终将会被先进精品文档放心下载的FCS控制所取代，但是目前以及今后相当长的一段时间，PLC还会与DCS和FCS共谢谢阅读存，这主要基于以下原因：（1）现在企业的确正在朝着自动化、信息化、开放化的精品文档放心下载方向发展，但这并不意味着要将现有控制系统推倒重来。企业投入大量的人力和财谢谢阅读力建立起来的PLC控制系统已经成型,如果要完全推翻再建立新的DCS或FCS控制系统,感谢阅读2）基于以上市场需求，许多软件厂商精品文档放心下载（例如:华富惠通软件公司）正在考虑如何利用企业已经成型的控制系统及新建的厂感谢阅读级网络，开发控制系统软件，帮助企业实现工厂自动化、信息化，为企业提供控制精品文档放心下载3）目前，PLC的功能增强、结构优化，IO模块趋向分散谢谢阅读4）PLC的联网通信能力增谢谢阅读强，向高速度、多层次、大信息量、高可靠性及开放式的通信发展。(5)现在的PLC精品文档放心下载系统与DCS技术、现场总线IO技术相结合,结构开放、扩展方便、技术先进、价格低感谢阅读廉。由以上分析可以预见，未来PLC将朝着多功能化、集成化、智能化、标准化、开谢谢阅读放化的方向发展,故PLC虽然面临其它自动化控制系统的挑战,但同时也在吸收它们的谢谢阅读优点,互相融合,不断创新,在今后一段时间内将与其它先进控制方式并存,共同发展感谢阅读[9]。2.5可编程序控制器PLC的分类可编程序控制器PLC的分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC谢谢阅读的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分感谢阅读类。按结构形式分类根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。谢谢阅读整体式PLC整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，感谢阅读具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式精品文档放心下载PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、谢谢阅读I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口感谢阅读等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU[7]。基本单元和扩展单元之间一般用扁感谢阅读平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元感谢阅读等，使其功能得以扩展。模块式PLC模块式PLC是将PLC各组成部分，分别做成若干个单独的模块，如CPU感谢阅读模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC由谢谢阅读框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特精品文档放心下载点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维感谢阅读修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合谢谢阅读起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模精品文档放心下载块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系感谢阅读统可以灵活配置，还可做得体积小巧[6]2）按功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移

位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传

送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控

制系统。中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运

算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增

设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。高档PLC除具有中档机的功能感谢阅读外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功感谢阅读能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可精品文档放心下载用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂3）按I/O点精品文档放心下载数分类根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。感谢阅读小型PLC——I/O点数小于256点；单CPU、8位或16位处理器、用户存储器容量4K精品文档放心下载字以下。中型PLC——I/O点数256～2048点；双CPU，用户存储器容量2～8K。大型感谢阅读PLC——I/O点数>2048点；多CPU，16位、32位处理器，用户存储器容量8～16K.今谢谢阅读后一段时间内将与其它先进控制方式并存,共同发展。CPU的构成从结构上分，PLC分感谢阅读为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存感谢阅读块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体[4]。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程

序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来

的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状

态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，

经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU

主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构

成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数

据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，

但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取

指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或

逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也

是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工

作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。感谢阅读I/O模块：PLC与电气回路的接口是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC

的I/O电路，其输入暂存器反应输入信号状态，输出点反应输出锁存器状态。输入模

块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关输入（DI）

开关输入量（DO）模拟量输入（AIAO）等模块。精品文档放心下载常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC,110VAC,24VDC,按隔离

方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-

20Ma,0-20mA）,电压型等，按精度分有12bit，14bit，16bit等。出来上述通用的IO

外，还有特殊的I/O模块，如热电阻，热电偶，脉冲等模块。按I/O点数确定模块规

格及数量，I/O模块可多可少，但是其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即

受最大的底板或机架槽数限制。谢谢阅读电源模块：PLC的电源用于为PLC的各模块的集成电路提供工作电源。同时，有时还为输入精品文档放心下载电路提供24V的工作电源，电源输入类型有：交流电源（220VAC/110VAC）直流电源感谢阅读（常用的为24VDCPLC使用底板或机架，其作用是：电气感谢阅读上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间谢谢阅读的连接，使各模块构成一个整体。2.6PLC的选择PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装精品文档放心下载两类；按CPU的字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等，从应用的角度精品文档放心下载出发，通常可按功能控制或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此精品文档放心下载用户选择的余地较小，用于小型控制系统，模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，谢谢阅读因此用户可较合理的选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用谢谢阅读于大中型控制系统。2.7输入输出模块的选择输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入输出模块，应考虑精品文档放心下载信号电平、信号传输距离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的感谢阅读输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应感谢阅读时间较长等特点，可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，感谢阅读但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，感谢阅读与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控精品文档放心下载制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等[9]。感谢阅读2.8电源的选择PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和精品文档放心下载选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要谢谢阅读的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电[10]。为防止外部高电压电源因误操谢谢阅读作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或谢谢阅读熔丝管隔离。第3章各部分硬件设计3.1PLC的外连电路设计本次设计的隧道口信号灯控制器电路原理图。利用可行的传感器探测汽车到达感谢阅读隧道口的信号，本设计所采用的传感器是光电传感器，去感知汽车到达，作为输入感谢阅读设备，输入信号送入到PLC中，作为对来自传感器输入信号的响应，PLC产生输出感谢阅读控制信号去驱动信号等工作，从而实现隧道隧道口红绿灯的变化。PLC还接受来自精品文档放心下载隧道口中两个故障停止工作开关的输入信号---一个安装在距A隧道口130m处，另谢谢阅读一个安装在距A隧道口260m处，它们用于处理故障情况下信号灯的停止控制谢谢阅读从设计要求中可以看出，设计需要PLC的输入输出点数并不多，输入点中两个谢谢阅读点是由传感器采集到的信号输入信号。一个点是起停控制开关，另外两个输入点是谢谢阅读故障控制系统停止开关，输入点一共是五个点。输出点接隧道口的四个红绿指示谢谢阅读灯，和一个报警电铃。因此可以确定其硬件部分主要有PLC，光电传感器、红绿交感谢阅读通信号灯，报警电铃以及一些辅助设备组成。图3-1PLC外部接线图3.2系统原理框图本设计是利用PLC接受红外传感器接收的信号和手动控制信号，然后通过PLC谢谢阅读发送控制信号，控制各个交通灯的亮灭，从而达到指挥交通，避免发生交通事故的感谢阅读效果。如图3-2所示。A口红灯红外传感器信号A口绿灯PLC机B口红灯手动控制信号B口绿灯报警电铃图3-2系统原理框图3.3传感器的选择及安装本设计利用光电传感器来感知汽车的到达，下面就光电传感器做下介绍。谢谢阅读图3-3传感器原理框图光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传精品文档放心下载感器在一般情况下，有三部分构成：他们分为发送器、接收器和检测电路。发送器谢谢阅读对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二级管、激光二极管谢谢阅读及红外发射二极管。光束不间断的发射，或者改变脉冲宽度。接受器由光电二极谢谢阅读管、光电三极管、光电池组成。在接受器前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在精品文档放心下载其后面是检测电路，她能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电开关的结构元件感谢阅读中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥感谢阅读反射材料组成，能够使光束准确的从反射板中返回，具有实用意义。它可以在于光感谢阅读轴0到25的范围内改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是谢谢阅读从这根反射线返回。光电式传感器工作原理：光电传感器是采用光电元件作为检测精品文档放心下载元件的传感器，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进感谢阅读一步将光信号转换成电信号，光电传感器一般由光源，光学通路和光电元件三部分谢谢阅读组成。光电检测方法具有精度高，反应快，非接触等优点，而且可测参数多，传感谢谢阅读器的结构简单，形式灵活多样，体积小。近年来，随着光电技术的发展，光电传感感谢阅读器已成为系类产品，其品种及产量日益增加，用户可根据需要选用各种规格产品，精品文档放心下载在各种轻功自动机上获得广泛的应用[10]。分类和工作方式槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面的装在一个槽的两侧的是

槽型光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当

被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，

切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽型开关的检测距离因为受整体结

构的限制一般只有几厘米。谢谢阅读对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个

发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电

开关。它的检测距离可达几米甚至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测

物体用过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关信号。

反光板型光电开关把发光器和收光器装如同一个装置内，在它的前方装一块反光

板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射）光电开

关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到，一旦光路被检

测物体物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号它的

检测头里也装有一个发光器和收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出

的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器

就收到光信号，输出一个开关信号。基于光电传感器的众多优点，所以在本设计中

采用这种传感器来采集汽车信号。而对射型光电传感器可以检测到大距离的信号，

所以针对隧道口汽车的检测，我们采用对射型光电传感器作为PLC的信号采集器传

感器要准确无误的检测到汽车的到来，这需要对传感器的安装位置进行很好的设

计，传感器安装的位置不对，可能人或动物都会对信号采集有影响。由于汽车体积

较大，我们选择4只光电传感器，在隧道A、B口各安两只，采用两只光电传感器，

便可以可靠地检测汽车的到来。光电传感器采集到的汽车到达信号后，各输出一个

高电平，将两个信号相与后，输出的高电平送至PLC中，通过驱动信号灯工作。采谢谢阅读用这种采集系统，只有当两个传感器都采集到信号时，PLC的输入继电器才会动谢谢阅读作，不会因为在小的物体触及到一个传感器而使信号灯工作，具有很高的可靠性。谢谢阅读以下为传感器基本原理图（RPR2201A2KCE34542图3-3传感器内部原理图若检测到光，刚RPR220的3脚输出一个电压与基准电压比较，若RPR220的3感谢阅读脚的电压比基准电压大，则LM339的2脚就输出一个低电平。相反检测不到光，则感谢阅读LM339的2脚就输出一个高电平。3.4辅助设备设计与选型（1）按钮：系统需要的按键有3个，一个启动键，一个130m控制键，还有一感谢阅读个260m的控制键，三个按钮通过通信线与PLC相连，直接将控制信号输送到PLC谢谢阅读中，按钮选用LA19-11型号。（2）报警电铃：利用电磁继电器原理制造的，通电时，电磁铁有电流通过，产谢谢阅读生磁性，把小锤下方的弹性片吸过来了，是小捶打击电铃发出声音，同时电路断感谢阅读开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击谢谢阅读打声了。电铃在隧道口A，B口各安装一个，对系统出现问题时，能够及时报警通知感谢阅读即将进入隧道的汽车，起到了安全保障作用。第4章软件设计4.1梯形图程序设计PLC是以程序的形式进行工作的，所以必须把控制要求变换成PLC能接受并执感谢阅读行的程序，编制程序采用编程语言。它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电谢谢阅读器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。梯形感谢阅读图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC感谢阅读内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。梯形图中的接点可以任意串、谢谢阅读并联，但线圈只能并联不能串联。内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制谢谢阅读外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留谢谢阅读在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当作条件使用。语句表语精品文档放心下载言，类似于汇编语言。逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运精品文档放心下载算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。4.2程序设计思想本系统的设计思想，当系统上电以后进入初始状态，X0作为整个系统的启动停感谢阅读止开关，当X0被按下时，系统启动进入程序的运行，当X0再次按下时，整个系统感谢阅读停止工作。当启动按钮被按下时，系统开始执行无车程序，X2，X4是隧道A,B口的谢谢阅读信号继电器开关，如果A、B隧道口均无车时，系统循环运行此程序。假如隧道口A精品文档放心下载口有车到达时，通过我们的红外传感器探测到信号后，将其信号输送到PLC中，即感谢阅读如流程图中，中断无车程序转为A口有车程序，当执行相应的程序。B口和A口的谢谢阅读程序所执行的条件一样。X10和X11作为隧道130m和260m的系统故障急停开关，精品文档放心下载在任何时候只要拨动开关，都可以对整个系统进行停止控制，当检修完线路后，将精品文档放心下载X10和X11拨回原位，又可以启动系统。是系统进入正常工作状态。精品文档放心下载在程序设计中，3段程序都是独立的顺序功能程序，所以我采用的是STL步进精品文档放心下载顺控指令，这种指令是专门顺序控制而设计的指令。在工业领域许多的控制过程都精品文档放心下载可用顺序控制的方式来实现，使步进指令实现顺序控制既方便又便于阅读修改。谢谢阅读开始初始状态启动两口均无车程序YA口有车程序A口有车NYB口有车程序B口有车？N图4-1程序流程图采用这种指令进行顺序执行，主要是为了在设计程序中，如果A、B隧道口有车谢谢阅读时，我们能够采用一些简单办法立即停止当前执行的无车程序，并转移到有车程谢谢阅读序。三段程序都是顺序的，任意一段程序执行的前提条件满足时，我们能够立即转精品文档放心下载移到当前的程序段，并执行相应的程序。4.3无车通过隧道式的程序设计根据设计要求，画出A，B口信号灯的工作时序图如图4-2所示。精品文档放心下载图4-2A，B口信号灯的工作时序图从上面的时序图可以分析AB口各个信号灯的工作情况，系统启动后，首先A口谢谢阅读的绿灯亮，B口的红灯亮。5s后A口绿灯闪2s后熄灭，7s后A口红灯亮，B口绿灯谢谢阅读亮，同样5s后B口绿灯闪2s熄灭，而后反复循环此过程。精品文档放心下载无车程序的设计必须在整个程序的前面，因为在系统启动信号来时，当没有车精品文档放心下载在隧道口时，就直接进入到无车程序，并循环执行。如图4-3和图4-4。精品文档放心下载图4-3无车通过梯形图程序初始状态。A、B两入口均亮红灯。按启动按钮SB1，程序启动，B口红灯感谢阅读亮。在计时5s内，A口亮绿灯。当A口无车进入时，计时5s，计时5s后，A口绿感谢阅读灯闪烁2s。A口无车进入且A口绿灯闪烁2s后，程序转向S41。谢谢阅读S41启动，A口红灯亮。B口绿灯亮5s的时间。B口无车进入时，计时5s，5s谢谢阅读后，B口绿灯闪烁2s，7s后，B口有车进入，程序跳转向S42。谢谢阅读图4-4无车通过梯形图4.4有车通过隧道时的程序设计A口：图4-5A口有车通过隧道时时序图从上面的时序图可以分析出AB口各个信号灯的工作情况，系统转为执行A口有精品文档放心下载车程序时，首先A口绿灯亮，B口的红灯亮。20s后A口绿灯闪2s后熄灭，随之A谢谢阅读口红灯点亮，90s后B口红灯熄灭绿灯亮，在A口的红灯亮75s后，即系统默认汽谢谢阅读车通过隧道，这时程序返回无车程序。图4-6A口有车通过隧道时梯形图S31启动，B口红灯亮。T2计时20s，即A口进车开始计20s。T3计时90s，即谢谢阅读A口进车到待其从B口全部开出的总计时时间。在A口进车开始的20s内，A口绿灯精品文档放心下载亮。A口绿灯亮在20s后闪烁2s。22s后，A口亮红灯。90s后程序跳转向S41，B谢谢阅读口允许汽车进入。3个停止触点并联，控制程序跳转向S0初始状态。Y2、Y4同时得谢谢阅读电，即A、B绿灯同时亮时，程序转向S51。B口：图4-7B口有车通过隧道时时序图从上面的时序图可以分析出A、B口各个信号灯的工作情况，系统转为执行B口谢谢阅读有车程序时，首先A口红灯亮，B口的绿灯亮。20s后B口绿灯闪2s后熄灭，随之精品文档放心下载B口红灯点亮，90s后A口红灯熄灭绿灯亮，在B口的红灯亮75s后，即系统默认汽谢谢阅读车通过隧道，这时程序返回无车程序。图4-8B口有车通过隧道时梯形图A口亮红灯，T7计时90s，即B口进车到待其从A口全部开出的总时间。T8计精品文档放心下载时20s，即B口进车开始的20s内，B口绿灯亮。B口绿灯在亮20s后，闪烁2s。2s感谢阅读后，B口红灯亮。90s后，程序跳转到S21，A口允许进车。感谢阅读4.6时序图周期为1s的方波图4-9时序图周期为1s的方波图在控制绿灯闪烁时可采用串接周期为1s的方波来实现，因而在程序开始时常加感谢阅读入一段方波发生程序,以上是该程序的时序图。SFC状态转移图如图4-10所示图4-9SFC状态转移图以上状态转移图充分的说明了程序执行的过程。4.7I/O分配表表4-1I/O分配表输入输出器件号地址号功能器件号地址号功能SB1X0启动LED1Y1A口红灯SB2X1停止1LED2Y2A口绿灯SB3X2停止2LED3Y3B口红灯SB4X3停止3LED4Y4B口绿灯KA1X4A口检测装置YY5报警KA2X5B口检测装置4.8有汽车通过隧道和无汽车通过隧道程序的衔接根据设计要求，在执行无车程序时，如果隧道口有车来到时，要立刻停止当前谢谢阅读的无车程序转到有车程序，这就需要对如何进行转换进行很好的设计，这也是在编精品文档放心下载程上最大的难题。考虑到用中断调用，不能够在执行完无车程序后返回有车程序并感谢阅读从头开始执行，所以我们不采用中断调用，如果用跳转指令也会遇到同样的问题。谢谢阅读基于上述问题，在编程上我们采取步进指令编写，它的特点顺序执行时，无论在执谢谢阅读行任何程序段，只要当前步执行的条件满足都不会受到其他因素的影响。用步进指谢谢阅读令的执行条件，我们就能够解决在执行无车程序的任何时刻，当有车信号到来时，精品文档放心下载都能够立即转为到车程序的起始位置。图4-10程序示意图4.9控制开关在程序中的设计在设计要求中，要在隧道130m和260m处设计一个控制开关，起到系统故障精品文档放心下载时，作为急停使用。控制开关在打开时，要解决两个问题，一是关闭整个系统，让谢谢阅读信号灯停止工作，二是要让整个系统复位，以致系统恢复时，能够让系统从开始执感谢阅读行。图4-11程序示意图S？？是程序中的“步，也就是在程序中的每一步都要编写上面的程序，当精品文档放心下载S？？为活动步，X10被打开时，S0被置1，并且系统被复位，S0为1时，X10非为精品文档放心下载0，因此不会执行无车程序，整个系统也不会执行。第5章PLC整体电路的干扰与预防PLC由于使用灵活、故障率低、程序设计使用方便、维护方便等优点，已在工精品文档放心下载业生产的各个领域得到了广泛的应用。但是现场的条件往往比较恶劣，如各种工业感谢阅读电磁波、声光、辐射，所以需采用合理的抗干扰措施，保证PLC的可靠工作。对于感谢阅读我们的隧道监视系统，一般没有交通警察的现场指挥，车辆多的情况下，如果PLC谢谢阅读被外界的信号干扰了，红绿灯工作不正常，那可能就会造成车祸事故，还可能因此感谢阅读造成公路交通堵塞，所以隧道的PLC抗干扰也是不容忽视的。下面我们就一般的干精品文档放心下载扰信号及干扰措施做一个详细的介绍。一般的干扰源的产生，主要有以下几个方面：一是电源系统的引入干扰；二是精品文档放心下载输入输出电路的引入干扰：三是接地系统引入的干扰。5.1电源系统引入的干扰市电不要直接进入PLC电源模块，首先用功率相匹配的低通滤波器，为了保证感谢阅读交流供电的稳定，使用交流稳压器，然后使用隔离变压器输出各种电压，隔离变压感谢阅读器需要满足两点：一是屏蔽层要有良好的接地，初级线圈的屏蔽接到电网的地，次精品文档放心下载级的屏蔽接入本系统的地;二是次级连接最好用双绞线，因为双绞线能有效的防止线谢谢阅读间寄生电容的存在，减少电磁干扰。这样的话就会除掉来自电源的多种干扰，提高感谢阅读PLC的抗干扰能力。5.2感性负载引起的干扰由于工业现场存在着大量的感性负载,如交、直流继电器、接触器、变压器和交谢谢阅读直流电磁铁等,当对其进行投切操作时,会在电感线圈的两端产生极高反向电动势,引感谢阅读起强烈的高频电磁干扰,而且会使触点间隙产生电弧击穿,并通过传导作用而施于电精品文档放心下载源侧的计算机,严重影响附近工作的计算机控制系统的正常运行。感谢阅读交流信号并接RC保护回路，吸收感应电动势一般负荷容量在10KVA以下，采用谢谢阅读120Ω+0.1MT，在10kVA以上采用47Ω+0.47MT，直流输入时，根据楞次定律，并接感谢阅读该二极管，释放反向电动势，保护PLC不受过量反向电动势影响。这样的话可以减谢谢阅读少感性负载所引起的干扰，进而达到保护电路的目的，这也是我们所追求的一个回感谢阅读路。这样的话就会除掉来自电源的多种干扰，提高PLC的抗干扰能力。精品文档放心下载图5-1RC保护回路5.3输出信号的抗干扰措施图5-2RC浪涌的吸收器如果是交流，在负载二端并接RC浪涌的吸收器，RC越靠近越好。如果是直流精品文档放心下载负载，在负载两端并接二极管，二极管的反向耐压应是负载的4倍。谢谢阅读5.4抑制外部配线干扰的措施(1)交流输入输出信号与直流输入输出信号分别使用各自的电缆。感谢阅读(2)输入输出信号与高电压大电流的动力线分开铺设，铺设时如用全封闭电缆槽感谢阅读要接地。(3)输入输出信号线，必须使用屏蔽电缆，屏蔽电缆必须单侧接地，接地点应在感谢阅读PLC控制器外。(4)为了实现信号在电气上完全隔离，最好用光电隔离。精品文档放心下载图5-3输入和人输出电路第六章结论与展望6.1结论本次的设计从实际出发，我们对隧道当中汽车的双向行驶的交通灯控制部分进谢谢阅读行了深入的研究和设计。取得了几个方面的成果：（1）设计了控制系统的硬件部分，根据实际的需要对PLC的型号，输入输出点谢谢阅读进行了分配，设计了PLC的外部接线图。（2）设计了PLC的控制程序，介绍了PLC的设计方法，并设计了相应的PLC程感谢阅读序。这种设计方法简单易学，节约了大量的时间。（3）最后对交通灯进行了安装与调试，对于调试过程中出现的问题进行了分谢谢阅读析，提出来解决方案，并成功地解决了问题。6.2展望本设计在现在的基础上可以更加深入的进行细化，比如汽车在隧道中出现故障精品文档放心下载时，利用信号灯的指示来避免汽车事故的发生，还有我们可以利用PLC来控制检测精品文档放心下载隧道的结构安全等。参考文献[1]郁汉琪主编.电气控制与可编程序控制器应用技术.南京:东南大学出版社,2003,6.感谢阅读[2]王也仿主编.可编程序控制器应用技术.北京:机械工业出版社,2001,9.感谢阅读[3]求是科技编著.PLC应用开发技术与工程实践.北京:人民邮电出版社，2005,1.感谢阅读[4]郑瑜平主编.可编程序控制器.北京:航天航空大学出版社,1995.感谢阅读[5]崔亚军主编.可编程序控制器原理及程序设计.北京,电子工业出版社,1993.谢谢阅读[6]杨长能主编.可编程序控制器原理及应用（第一版）.重庆:重庆大学出版社，1992.谢谢阅读[7]彭和标主编.可编程控制原理及应用（第一版）.西安电子科技大学出版社，1999.谢谢阅读[8]Intel.MieroeontrollerHandbook.1985.精品文档放心下载[9]G.L.Batten.ProgrammabeControllers:hardware.softwareandApplication..New精品文档放心下载York:MCGraw-Hill.1994.[10]袁任光.可编程控制器应用技术与实例.华南理工大学出版社，2003.25.谢谢阅读致谢经过几个月的查资料、整理材料、写论文，今天终于可以顺利完成论文最后的感谢阅读致谢了，想了很久，要写下这段致谢，表示可以进行毕业答辩了，时光匆匆飞逝，感谢阅读四年的努力与付出，随着论文的完成，终于我在大学爱生活得以划上完美的句号。感谢阅读整个毕业设计期间，我得到了老师的认真指导，她认真负责，悉心指导使我能谢谢阅读够顺利有效地完成毕业设计。在他们身上，时刻体现着科研工作者的所特有的严谨感谢阅读的教学作风，勇于探索的工作态度和求同思变、不断创新的治学理念。他们不知疲感谢阅读倦的敬业精神和精益求精的治学要求，端正了我的学习态度，使我受益匪浅。感谢阅读再次感谢老师和同学们的帮助。附录附录A资料智能交通信号灯摘要：信号控制是一种用来确保交通循环的质量和安全的必要措施。更深层次感谢阅读的现代信号控制发展具有极大的潜力来减少运行时间、车辆、事故的成本以及整车精品文档放心下载排放。检测技术和计算机技术的发展带动力交通信号控制从定时开环规定向自适应感谢阅读反馈控制的转变。目前的自适应控制方法,像英国、瑞典MOVASOS)和英国(孤立的精品文档放心下载信号(area-wide又控制),采用数学优化与仿真技术来调整观察到的交通流实时的信感谢阅读号波动时间。优化是通过改变时间和周期长度的绿色的信号。在area-wide控制中谢谢阅读十字路口的偏移也使其发生了变化。现在已经开发了几种方法来确定在十字路口的感谢阅读最优周期长度和最小延迟,但基于交通信号的不确定性和严格控制的本质,最优全局感谢阅读是不可能找到的。1．引文：由于越来越多的公众意识到环境影响道路交通，因而当局出台了现在感谢阅读所追求的政策来:，管理供求−拥挤，影响模式和路径选择−;贯彻“三个代表”重要感谢阅读思想,提高公共汽车−有轨电车和其他公共车辆服务;为骑自行车的和行人等弱势道路谢谢阅读使用者提供更好、更安全的设施,;降低汽车尾气排放、噪声污染和对视觉的入侵;为谢谢阅读所有道路用户提高使用安全度。由于自适应交通信号控制在周期层叠的绿色阶段弹性增强和数量的增加,从精品文档放心下载而使数学优化非常复杂和困难。因为这个原因,自适应信号控制在大多数情况下不是感谢阅读建立在精确的优化上,而是建立绿色的扩展原理。在实践中,交通信号控制安全的最感谢阅读主要的原因是遵循的均匀性。这一规定用来限制周期的时间和相位的安排。因此,在谢谢阅读实践中的交通信号控制是建立在由交通规划者针对性的解决和调整的方案基础上。感谢阅读包含大量的可调参数的现代可编程信号控制器是非常的适合这一过程。对于好的结谢谢阅读果,一个策划人的丰富经验和领域中微调是必要的。在这些建立精确的数学建模是困谢谢阅读难的或不可能的问题中,模糊控制已经被证明是成功的,但一名有经验的工作人员可以控制这样的工艺操作。因此,交通信号控制是一种适合模糊控制的特别的任务。事

实上,最古老的最经典例子之一是一个模拟的模糊控制在一个inter-section双向单感谢阅读行的街道的交通信号控制。即使在这个非常简单的情况下,模糊控制至少可以和传统谢谢阅读的自适应控制一样好。一般而言,模糊控制是在复杂问题上的发现都优于用多目标决感谢阅读策。交通信号控制来自同一时间和空间多种交通流竞争来,而且不同的选择优先往往谢谢阅读分流不同交通流或车辆组。此外,优化标准,包括像几个同时平均和最大车辆和行人精品文档放心下载的延误、最大队列长度和百分比停止的车辆。所以,模糊控制在复杂而真实的是有问谢谢阅读题的十字路口的地方和传统的优化方法的使用很可能是很有竞争力的。精品文档放心下载2．模糊逻辑：介绍了模糊逻辑,并成功地应用于大范围的自动控制任务。模糊感谢阅读逻辑最大的好处是有机会与不确定的模型模糊决策。此外,模糊逻辑有能力理解语言谢谢阅读指令和在控制策略的基础上产生先验的沟通。模糊逻辑在控制理论的基础上来利用谢谢阅读这一点,是人类专家模仿控制的知识,而不是为了构建过程本身。的确,模糊控制已经精品文档放心下载被证明是成功的,在这些问题中,精确的数学建模是困难的或不可能的,但一名有经验谢谢阅读的操作员可以控制过程。一般而言,我们可以发现模糊控制在复杂问题上都优于多目感谢阅读标决策。目前,有大量的基于模糊推论系统的技术。不过它们当中的主要部分,根基的受

含糊不清;即使它们大都是用古典数学方法表现更好,他们还带有黑色的盒子,如德模

糊化,这是很难证明数学或逻辑的。例如,如果-然后模糊规则,它们在核心的模糊推

理系统中,经常报道的工作方式,是Ponens概括规则推理机制的经典,但随便起来就

不是这样的,这之间的关系,这些规则和多值逻辑是任何已知的人工和复杂。此外,专

家系统的性能应相当于人类专家:它应该得到和专家给同样的结果,但值得提醒的是

当控制问题是如此模糊以至于专家不确定行为的适当性时，现有的模糊专家系统很

少满足能这第二种情况。精品文档放心下载然而基于很多的研究观察模糊推理的方法是相似。Kosko，举个例子,写的模糊

隶属……代表的相似性定义对象特性的imprecisely。以这句话严重,我们学习系统

的多值等价,即模糊相似度。原来，从Lukasiewicz多值逻辑的定义,我们能构建出

一个模糊推理方法的表演,依赖于专家知识推理和只在定义的逻辑概念。所以,我们

不需要任何人造的解模糊化方法确定(如重心)决定最后输出的推断。我们基本的观

察是,任何的模糊集的生成源于一个模糊相似度,这些相似之处可以结合到一个模糊

关系,变成了一个模糊相似度。我们把这称为诱导模糊关系的总模糊相似度。实际

上，如果-然后模糊推论系统是选择和比较了每一个问通过IF-part规则库一实际输

入值的,最终找到最相似案例和相应的THEN-part;如果它并非是独一无二的,使用一

位专家赋予了的一个标准来进行。基于多值逻辑Lukasiewiczwelldefined，我们

展示如何正式使用该方法。感谢阅读现有交通系统的交通信号控制的假设和模糊原则是交通信号控制用来最大限度

地提高效率的。然而,交通系统的效率,甚至可以模糊。通过接近流动提供时间分离

的权利的方式使交通流的效率