物流节点监控信号灯顺序循环控制
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信号灯控制原则及标准一、安全性原则1.信号灯设计应符合国家相关安全标准,确保使用安全。
2.信号灯的显示颜色应符合交通规定,红灯表示停止,绿灯表示通行,黄灯表示警示。
3.信号灯控制电路应设有过载保护、短路保护等功能,确保设备安全。
4.信号灯应具有夜间低照度条件下明显的反光或背光显示功能,保证夜间行车安全。
二、高效性原则1.信号灯控制方式应简洁、明了,使驾驶员能够迅速理解信号含义,提高行车效率。
2.信号灯控制系统应采用先进的控制算法和优化程序,提高控制精度和响应速度,减少车辆等待时间和拥堵现象。
3.信号灯应具有实时监控功能,及时发现并处理交通异常情况,保证交通流畅。
三、公平性原则1.信号灯控制系统应采用智能化的控制策略,对所有车辆平等对待,不因车辆类型、行驶方向等因素而产生歧视性控制。
2.信号灯控制应遵循“先来先服务”的原则,对等待时间长的车辆给予优先通行权,减少交通拥堵和等待时间的不公平现象。
3.信号灯控制系统应具有公正的评估机制,定期对系统性能进行检测和评估,确保系统公平性和稳定性。
四、适应性原则1.信号灯控制系统应具有较强的适应能力,能够适应不同的交通场景和路况条件。
2.信号灯控制策略应根据交通流量、道路状况等因素进行动态调整,以适应不同时间段和天气条件下的交通需求。
3.信号灯控制系统应具备自学习和自适应功能,能够根据交通数据进行不断优化和调整,提高控制效果和适应性。
五、易用性原则1.信号灯控制系统的操作界面应简单明了、易于理解,方便驾驶员和交通管理人员使用。
2.信号灯控制系统应采用标准化的接口和通信协议,方便与其他交通管理系统进行集成和互联互通。
3.信号灯控制系统应具备故障提示和报警功能,方便维护人员及时发现并处理故障问题。
交通灯顺序控制系统的程序设计与实现一、本文概述随着城市化进程的加速和交通流量的日益增大,交通灯控制系统在维护交通秩序、保障行车安全方面发挥着至关重要的作用。
本文旨在探讨交通灯顺序控制系统的程序设计与实现,通过分析现有的交通灯控制策略,结合现代编程技术和智能交通系统的发展趋势,提出一种高效、智能的交通灯顺序控制方案。
本文首先概述了交通灯控制系统的重要性和设计要求,然后详细介绍了交通灯顺序控制系统的设计原则、关键技术和实现方法,最后通过案例分析,验证了所提出控制策略的有效性和实用性。
本文旨在为交通灯控制系统的研究和应用提供理论支持和实践指导,为城市交通管理水平的提升和智能交通系统的发展贡献力量。
二、交通灯顺序控制系统的基本原理交通灯顺序控制系统,也被称为交通信号灯控制系统,是城市交通管理的重要组成部分。
其基本原理在于通过预设的时间序列来控制交通信号灯的红、黄、绿三种颜色灯的亮灭,从而有序地引导和控制交通流。
时间序列设定:根据交通流量和道路设计,为每一个交通路口设定一个特定的时间序列,这个序列规定了红灯、绿灯和黄灯的亮灭时间。
一般情况下,绿灯亮时,表示车辆可以通行;红灯亮时,表示车辆必须停止;黄灯亮时,表示警告,车辆应该减速并准备停止。
传感器检测:通过安装在路口的传感器,如车辆检测器、行人按钮等,实时检测交通流量和行人过街需求,将这些信息反馈给控制系统。
控制系统处理:控制系统接收到传感器的反馈信息后,会根据预设的算法和规则,对时间序列进行动态调整。
例如,如果检测到某个方向的车辆流量较大,控制系统可能会增加该方向绿灯的亮灯时间。
信号灯控制:控制系统通过输出信号,控制交通信号灯的亮灭。
这些信号通常是电信号,可以直接驱动交通信号灯。
安全保障:交通灯顺序控制系统还会考虑到一些特殊情况,如紧急车辆通行、故障处理等。
在这些情况下,控制系统会优先保障交通安全。
通过以上五个方面的协同工作,交通灯顺序控制系统能够有效地引导和控制交通流,提高道路通行效率,保障交通安全。
交通信号灯控制一.控制要求1.系统工作受开关控制,起动开关 SB1 则系统工作;停止开关SB2 则系统停止工作。
2.南北主干道:左转绿灯10S,直行绿灯30S,绿灯闪3S,黄灯2S,红灯45S。
3、东西人行道:红灯13S,绿灯27S,绿灯闪3S,红灯47S。
4、东西主干道:红灯45S,左转绿灯10S,直行绿灯30S,绿灯闪3S,黄灯2S。
5、南北人行道:红灯58S,绿灯27S,绿灯闪3S,红灯2S。
6、交通灯单循环为90S。
当南北主干道为红灯(45S)时,东西主干道控制的顺序为:左转绿灯10S,直行绿灯30S,绿灯闪3S,黄灯2S。
直行绿灯亮3S后,南北人行道控制顺序为:绿灯27S,绿灯闪3S,其余时间为红灯。
7、当东西主干道为红灯(45S)时,南北主干道控制的顺序为:左转绿灯10S,直行绿灯30S,绿灯闪3S,黄灯2S。
直行绿灯亮3S后,东西人行道控制顺序为:绿灯27S,绿灯闪3S,其余时间为红灯。
二.解决思路交通信号灯控制,实际上就是顺序逻辑控制。
设计过程中只要把握好逻辑关系,适当的使用PLC的时间控制功能,就可以很好地实现辑关系,最后确定控制的顺序。
通过PLC的I/O点数的确定,可以完成对所需PLC的选型,同时对于逻辑控制为主的系统编程,只要将控制的逻辑了解清楚,可以说就已经完成了一般的软件设计工作。
三.硬件设计(1)I/O分配(2)接线原理图四.梯形图与指令表(1)梯形图(2)指令表五.控制过程分析交通信号灯的控制程序可以按照总体时间逻辑进行设计,也可以按照控制过程的顺序逻辑进行设计,还可以用顺序控制专用指令完成设计,总的效果是一样的。
本次课程设计是按照控制过程的顺序逻辑进行设计。
首先设定南北方向开始,按启动按钮SB1,IO.O闭合使东西主干道红灯,同时启动南北主干道左转绿灯亮并延时10s,到时后启动南北主干道直行绿灯并延时30s,延时达到3s时,南北人行道绿灯亮。
随后南北主干道直行绿灯和南北人行道绿灯亮进行同样控制(包括闪烁),闪烁控制用SM0.5专用特殊脉冲发生器实现,控制比较方便。
交通信号灯的工作原理1.控制系统:信号灯的控制系统一般由一个中央控制器和一个信号灯控制箱组成。
中央控制器负责编程和发送指令,而信号灯控制箱则负责接收和执行指令。
2.电力供应:交通信号灯需要稳定的电力供应。
一般情况下,信号灯会接入市政电网,但也有一些地方使用太阳能或者其它可再生能源来供电。
3.交通感应器:为了根据实际交通情况来控制信号灯,一些交通信号灯还配备了交通感应器。
这些感应器可以是地下线圈、摄像头、红外线或者雷达等设备。
当有车辆或行人接近时,感应器感知到交通流量并将信息发送到中央控制器。
4.时序控制:中央控制器根据接收到的信号处理信息和编程,来判断信号灯的运行时序。
例如,在一个常见的交叉路口,信号灯的时序可能是左转,直行和右转流量的依次排列。
5.环形时序:对于一些拥堵情况较为严重的交通路口,还可以使用环形时序控制。
环形时序控制将所有信号灯与中央控制器相连,通过循环红绿灯时间来引导交通流向。
这种控制方法可以根据实际交通情况灵活调整信号灯的运行时序,以达到最佳的交通流量。
6.绿波带动:在一些需要较高通行能力的交通路口,还可以使用绿波带动技术。
该技术通过同步信号灯的时序,使车辆在一段时间内保持连续畅通,从而实现绿灯持续时间的最大化。
7.行人信号灯:除了车辆信号灯,交通路口还需要设置行人信号灯来保护行人的安全。
行人信号灯一般位于人行横道上方或路口旁边。
行人信号灯与车辆信号灯同步运行,以确保行人与车辆之间的安全。
总结起来,交通信号灯的工作原理涉及到控制系统、电力供应、车辆和行人感应器、时序控制、环形时序控制等多个方面,通过中央控制器的编程和执行指令,实现了交通流量的控制和调度。
通过科学合理的系统设计和配合,交通信号灯可以大大提高交通安全性和效率,为交通管理做出重要贡献。
带循环物流的流程模拟收敛技巧引言在现代的物流领域中,流程模拟是一种常用的技术手段,用于对物流过程进行分析和优化。
然而,有些物流过程可能涉及到循环或循环相关的操作,这给流程模拟带来了一定的挑战。
本文将介绍一些带有循环物流的流程模拟收敛技巧,帮助解决这个问题。
1. 循环物流的定义循环物流是指在物流过程中出现循环或循环相关的操作。
例如,某个物流过程中需要将货物从A地运送到B地,并且在B地进行一定的加工,然后再将加工后的货物从B地运送回A地。
这样的物流过程就可以被称为循环物流。
2. 循环物流的挑战在进行流程模拟时,循环物流会带来一些挑战。
首先,循环物流会导致流程图的结构更加复杂,需要特殊的方法来处理循环的部分。
其次,循环物流的变量可能会随着每次循环发生变化,需要考虑如何正确地更新这些变量。
最后,循环物流的流程可能会出现收敛问题,即在一定条件下,流程可能无法正常结束。
3. 循环物流的流程模拟收敛技巧为了解决循环物流的挑战,可以采用以下的流程模拟收敛技巧:3.1 利用循环控制结构为了正确地处理循环物流的结构,可以使用循环控制结构来表示循环操作的部分。
在流程模拟中,可以使用for循环或while循环来实现对循环物流的模拟。
通过合理地设计循环控制条件,可以确保模拟的准确性和完整性。
3.2 更新循环变量在循环物流中,循环变量是指在每次循环中会发生变化的变量。
为了正确地模拟循环物流,需要在每次循环结束后更新这些循环变量的值。
可以通过在循环体内进行适当的计算和赋值来实现循环变量的更新。
这样可以确保模拟的准确性和可靠性。
3.3 处理循环物流的收敛问题循环物流的收敛问题指的是在一定条件下,流程可能无法正常结束。
为了处理这个问题,可以在流程模拟中设置合适的终止条件。
例如,可以设置一个最大循环次数,当达到最大循环次数时,强制结束模拟。
另外,可以根据具体的循环物流过程设置其他的终止条件,确保模拟的结束。
结论循环物流在物流领域中是一个常见的情况,对于流程模拟带来了一定的挑战。
用PLC控制红绿灯[典型]
用PLC控制红绿灯信号
设置一个控制开关S01,当它接通时,信号灯控制系统开始工作,且先南北红灯亮,东西绿灯亮。
当控制开关S02接通时,信号灯全部熄灭。
此主题相关图片如下:
工艺流程如下:
1、南北红灯亮并保持15秒,同时东西绿灯亮,但保持10秒,到10秒时东西绿灯闪亮3次(每周期1秒)后熄灭;继而东西黄灯亮,并保持2秒,到2秒后,东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时南北红灯熄灭和南北绿灯亮。
2、东西红灯亮并保持10秒。
同时南北绿灯亮,但保持5秒,到5秒时南北绿灯闪亮3次(每周期1秒)后熄灭;继而南北黄灯亮,并保持2秒,到2秒后,南北黄灯熄灭,南北红灯亮,同时东西红灯熄灭和东西绿灯亮。
3、上述过程作一次循环;当强制按钮S03接通时,南北黄灯和东西黄灯同时亮,并不断闪亮(每周期2秒);同时将控制台指示灯点亮并关闭信号灯控制系统。
控制台指示灯在下一次启动时熄灭。
*工作方式*
a) 红绿灯连续循环与单次循环可按S07自锁按钮进行选择,当S07为0时红绿灯连续循环,当S07为1时红绿灯单次循环;
b) 红绿灯连续循环,按停止按钮S02红绿灯立即停止;当再按启动按钮S01红绿灯重新运行;
输入输出端口配置:
此主题相关图片如下:。
概述该系统为物流节点监控信号灯顺序循环控制系统。当开关X0接通,灯Y0亮;经5s后,灯Y0灭,灯Y1亮;经5s后,灯Y1灭,灯Y2亮,再过5s后,灯Y2灭,灯Y0亮,如此顺序循环。当X0关闭时,所有灯立即熄灭。X0再次接通时,灯Y0亮,开始循环运行。在硬件上,该系统由一个S7-300 PLC、一个启动按钮SB1、一个停止按钮SB2、灯Y0、灯Y1、灯Y2、热继电器FR、熔断器FU、电源以及导线构成。S7-300PLC作为系统的控制器,启动按钮SB1控制开关X0的接通,停止按钮SB2控制开关X0的关闭,灯Y0、Y1、Y2三个信号灯是控制对象,热继电器FR起过载保护作用,熔断器FU起短路保护作用,电源为系统工作提供电能,导线将系统各部分连接起来。在软件上,根据控制要求,分析知,该系统是一个典型的顺序控制系统,因此采用顺序控制设计法编写程序。根据系统的各个工作状态,作出程序流程图。根据程序流程图,各状态对应顺序功能图的各步,作出顺序功能图。根据顺序功能图,采用启保停电路的编写方法,得出梯形图程序。
第1章 设计的目的及意义该系统为物流节点监控信号灯顺序循环控制系统,当开关X0接通,灯Y0亮;经5s后,灯Y0灭,灯Y1亮;经5s后,灯Y1灭,灯Y2亮,再过5s后,灯Y2灭,灯Y0亮,如此顺序循环。当X0关闭时,所有灯立即熄灭。X0再次接通时,灯Y0亮,开始循环运行。该系统的实际工业环境较差,对安全性、可靠性要求较高,采用S7-300 PLC可较好的实现设计要求。S7-300 是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。 具有循环周期短、处理速度高 ;指令集功能强大(包含350多条指令),可用于复杂功能 ;产品设计紧凑,可用于空间有限的场合;模块化结构,设计更加灵活,功能模块和I/O模块可选择,有可在露天恶劣条件下使用的模块类型;易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好等特点。PLC控制系统广泛应用于工业控制领域中,是一种既经济又切合实际的控制系统。通过此次课程设计,进一步熟悉PLC的硬件组成以及各种指令的应用,掌握小型PLC应用系统的设计步骤,熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程,通过设计过程中对故障的分析、判断、处理,进一步锻炼和培养实践能力。
第2章 设计任务及要求
2.1设计任务该系统为物流节点监控信号灯顺序循环控制系统。控制过程如下:当X0接通,灯Y0亮;经5s后,灯Y0灭,灯Y1亮;经5s后,灯Y1灭,灯Y2亮;再过5s后,灯Y2灭,灯Y0亮,如此顺序循环。当X0关闭时,所有灯立即熄灭。X0再次接通时,灯Y0亮,开始循环运行。其时序图如下:
图2-1 系统时序图 2.2设计要求(1)绘制PLC接线图;(2)给出符号定义表;(3)编写控制程序;(4)上机验证通过程序调试。
第三章 设计方案比较该系统为物流节点监控信号灯顺序循环控制系统,控制要求并不复杂,可以直接采用经验法设计,但我这次课程设计的目的并不仅仅只是为了完成这次课程设计,课程设计过程中的思考和分析、PLC相关知识的巩固、对PLC控制系统规范设计过程的进一步熟悉、对调试过程中问题的分析和处理能力以及锻炼和培养实践能力,才是这次课程设计的目的。结合对控制要求的分析,该系统为三个灯循环点亮的过程,按顺序每个灯点亮5s,循环运行,是一个典型的顺序控制。有一下几种设计方案:(1)、使用S7 Graph:该软件是应用于顺序控制系统的图形化编程语言,用S7 Graph编写的顺序控制功能图程序由功能块FB和数据块DB构成,并被主程序OB调用。考虑到该控制系统并不复杂,没必要建立几个块,因此该方法不予采用。(2)、使用置复位指令:该方法是用某一转换所以前级步对应的通用辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联,作为使用所有后续步对应的通用辅助继电器置位和使用所有前级步对应的通用辅助继电器复位的条件。该方法一般用于自动控制系统中手动控制部分的程序编写,因此,该方法不予采用。(3)、使用起保停的编写编写方法:该方法在梯形图设计中应用较广泛,工作原理是:如果输入信号的常开触点接通,则输出信号的线圈得电,并自锁,这样输入信号的常开触点在接通后可以断开。该方法通用性较强,易于掌握,比较适合该控制系统,决定采用启保停电路法编写梯形图程序。 第四章 硬件设计 4.1硬件选择根据对控制任务的分析,开关X0的接通由启动按钮SB1控制,断开由停止按钮SB2控制。三个灯的定时要求一致,选择接通延时定时器。
4.2输入/输出点地址分配表及PLC接线图表4-1系统输入/输出点及其对应的PLC地址输入点输出点启动按钮SB1:I0.0灯Y0:Q4.0停止按钮SB2:I0.1灯Y1:Q4.1 灯Y2:Q4.2 图4-1 PLC接线图 4.3硬件组态步骤及结果步骤:(1)、在工程文件中插入站点后,双击硬件图标,打开硬件组态窗口; (2)、在硬件组态窗口中,依次选择SIMATIC300/RACK300/Rail双击; (3)、在Rail中,在根据实际轨道的情况,完成相应模块的配置,各槽对 应的模块如表4-2所示。 (4)、模块配置完成后,保存并编译。 (5)、建立连接线路,做程序执行的准备。硬件组态的结果如图4-2所示。 表4-2 轨道中各槽对应模块表槽号模块种类一号电源模块二号CPU模块三号接口模块(实验室中该槽为空)四号数字量输入模块五号数字量输出模块六号模拟量输入输出模块七号计数器模块八号定位模块
图4-2 硬件组态结果图 第5章 软件设计 5.1软件思想该系统为三个灯循环点亮的过程,按顺序每个灯点亮5s,循环运行,是一个典型的顺序控制,因此采用顺序控制设计法设计系统,采用启保停电路法编写梯形图程序。根据系统的各个工作状态,作出程序流程图,灯亮以及相应定时器启动作为执行框的内容,采用接通延时定时器,是否到定时时间作为判断框的内容,定时时间到,则程序转移到下一个执行框运行。根据程序流程图,各状态对应顺序功能图的各步,使用通用辅助继电器M0.1、M0.2、M0.3作为状态元件,代表各步,作出顺序功能图。根据顺序功能图,采用启保停电路的编写方法,得出梯形图程序。
5.2程序流程图根据控制要求,分析知,该系统共有四个状态。状态1:初始状态,系统停止工作,等待X0接通。状态2:灯Y0亮,定时器T0定时5s 。状态3:灯Y1亮,定时器T1定时5s 。状态4:灯Y2亮,定时器T2定时5s 。得出程序流程图,如图5-1所示。
图5-1 程序流程图5.3顺序功能图
根据系统的工作过程,各状态对应顺序功能图的各步,使用通用辅助继电器M0.1、M0.2、M0.3作为状态元件,代表各步,某步为活动步时,对应的通用辅助继电器为“1”状态,执行该步对应的操作,转换实现时,该转换的后续步变为活动步。得出顺序功能图,如图5-2所示。
图5-2 顺序功能图 5.4符号定义表程序中所使用的各符号的具体含义如表5-1表所示。
表5-1符号定义表5.5编写梯形图程序根据顺序功能图,采用启保停电路的编写方法,得出梯形图程序,如下所示:
I0.0通电,系统开始工作,Q4.0通电,T0定时5s,Q4.0断开,Q4.1通电,T1开始定时。 T1定时5s,Q4.1断开,Q4.2通电,T2定时5s,Q4.2断开,Q4.0通电,系统循环工作。5.6程序说明
(1)、灯Y0亮:按下启动按钮SB1,I0.0输入有效,通用辅助继电器M0.0的线圈通电,并自锁;同时,通用辅助继电器M0.1线圈通电,并自锁,Q4.0线圈通电,灯Y0亮,定时器T0定时。
(2)、灯Y1亮:T0定时时间到,通用辅助继电器M0.2线圈通电,并自锁。灯Y0灭,定时器T0断电复位;Q4.1线圈通电,灯Y1亮,定时器T1定时。 (3)、灯Y2亮:T1定时时间到,通用辅助继电器M0.3线圈通电,并自锁。灯Y1灭,定时器T1断电复位;Q4.2线圈通电,灯Y2亮,定时器T2定时。
(4)、循环点亮:T2定时时间到,通用辅助继电器M0.1线圈通电,并自锁。灯Y2灭,定时器T2断电复位;Q4.0线圈通电,灯Y0亮,定时器T0定时。系统循环运行。
(5)、关闭系统:若按下停止按钮SB2,I0.1输入有效,通用辅助继电器M0.0的线圈断电,灯立即熄灭,系统回到初始状态。
第6章 调试过程记录及结果分析在此次课程设计中调试占了很长的时间,不断发现问题并解决问题。该PLC控制系统使用了两个输入触点、三个输出触点、三个定时器、四个通用辅助继电器,系统各软元件间的动作关系对整个系统具有较大的影响。各程序段的启动部分、保持部分、停止部分以及某个程序段的停止部分与下一程序段的启动部分之间的衔接,是整个系统的全部。在调试过程中,出现了以下几个问题:(1)、程序段之间的衔接存在问题。(2)、系统硬件的通信连接存在问题。通过改进程序,将下一程序段的通用辅助继电器的常闭触点作为该程序段的一个停止部分,最终使得各元件的动作符合控制要求;通过检查硬件组态时的地址值,以及对其他通信配置的核对,发现实际地址与系统硬件配置间存在出入,进行改进后,最终实现了成功调试。调试过程如下所示: