導(dǎo)語：談?wù)摮鞘薪煌≒LC智能化監(jiān)控一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市的機動車輛不斷增加，從而引發(fā)的交通問題越來越突出。因此如何采用一種科學(xué)的控制方法，建立一套城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的綜合管理系統(tǒng)，成為現(xiàn)代城市交通管理部門亟待解決的重要問題之一。目前國內(nèi)使用的紅綠燈都是固定的工作時間，并且自動切換。通常的做法是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查，運用統(tǒng)計的方法對兩個方向紅綠燈設(shè)置固定轉(zhuǎn)換時間間隔。然而實際十字路口車輛的流量是隨機和變幻莫測的，有的路口在不同的時段可能會有很大的差異，并且經(jīng)常受到人為因素的影響。因此固定時間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時間的浪費，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓等現(xiàn)象，影響了道路的暢通。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是無法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為科學(xué)的是需要能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自動適應(yīng)控制的交通信號燈。

1、系統(tǒng)的工作原理

本系統(tǒng)以十字路口等待綠燈的車輛滯留量來確定該方向是否繁忙。在十字路口的東南西北四個方向的近端（人行橫道附近）和遠(yuǎn)端（相距近端約100米處）各設(shè)置一個傳感器，分別統(tǒng)計通過該處的車輛數(shù)。以南北方向為例，每當(dāng)車輛駛近十字路口，必須先通過遠(yuǎn)端的傳感器N1或S1，這時傳感器將對車輛產(chǎn)生一個脈沖信號傳送至plc內(nèi)通過計數(shù)器進(jìn)行加1運算，此時如果信號燈仍為綠燈，車輛繼續(xù)前行通過十字路口則必然經(jīng)過近端的傳感器N2或S2，同樣傳感器對車輛產(chǎn)生一個脈沖信號傳送至PLC內(nèi)通過計數(shù)器進(jìn)行減1運算。最終，PLC對傳感器N1和S1脈沖信號的計數(shù)就可記錄駛近路口的車輛數(shù)X，PLC對傳感器N2和S2脈沖信號的計數(shù)就可記錄駛出路口的車輛數(shù)Y。為了簡化運算，將兩個相對方向（南與北、東與西）X、Y的數(shù)值合并為一組，那么南北方向車輛的滯留量Z1=X-Y。同理可得，PLC通過對傳感器脈沖信號的計數(shù)就可得到東西方向車輛的滯留量Z2。通過計算車輛的滯留量Z1與Z2的差值，從而決定對綠燈進(jìn)行延時控制。將此差值設(shè)為三個區(qū)間進(jìn)行判斷如下：如果Z1-Z2>10，則南北方向繁忙，東西正常，南北直行綠燈延長10秒，南北左轉(zhuǎn)綠燈延長10秒。如果Z1-Z2<-10，則東西方向繁忙，南北正常，東西直行綠燈延長10秒，東西左轉(zhuǎn)綠燈延長10秒。如果-10≤Z1-Z2≤10，則視為正常情況，交通信號燈控制按固定周期變換。車輛駛過產(chǎn)生的脈沖計數(shù)、車輛滯留量的雙向比較以及綠燈延時時間的控制全部由PLC來完成。各傳感器時刻檢測車輛，在一個紅綠燈周期中，每當(dāng)東西或南北綠燈亮之前，PLC都要依據(jù)脈沖的計數(shù)判定東西、南北的車流規(guī)模，然后根據(jù)以上智能控制原則，調(diào)整綠燈時長。

2、智能化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法

目前交通燈控制的設(shè)計方案有很多，有采用CPLD數(shù)字集成電路實現(xiàn)交通信號燈智能控制的設(shè)計，有采用單片機實現(xiàn)對交通燈設(shè)計的方案。而本智能系統(tǒng)采用傳感器與PLC相結(jié)合，通過軟件編程實現(xiàn)可以根據(jù)十字路口車流量來自動調(diào)節(jié)綠燈時間的智能控制系統(tǒng)。

2.1硬件設(shè)備的選擇

本系統(tǒng)在設(shè)計過程中強調(diào)化繁從簡，只涉及兩種硬件（PLC和傳感器）。但是選擇的種類還是比較繁多，下面從經(jīng)濟節(jié)約的原則出發(fā)，對以上兩種硬件進(jìn)行選擇。

2.1.1傳感器

傳感器的類型主要可分為溫度傳感器、壓力傳感器、光電傳感器、位移傳感器等。為了能夠科學(xué)準(zhǔn)確的統(tǒng)計車流量，本系統(tǒng)采用具有精度高、反應(yīng)快、非接觸的光電傳感器。而且光電傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，在很多檢測和智能化裝置中應(yīng)用非常廣泛。光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量（如光強、光照度等），并將其轉(zhuǎn)化為電信號。本智能控制系統(tǒng)就是利用光電傳感器的這一特點來檢測十字路口各方向的車流，當(dāng)有車輛經(jīng)過時，光電傳感器就會發(fā)出一個脈沖信號并傳輸至PLC，PLC通過對脈沖信號的計數(shù)就可得到各方向的車流量，然后PLC通過一定的原則根據(jù)各方向車輛滯留量的大小自動調(diào)整相應(yīng)的綠燈時間，從而實現(xiàn)交通信號燈的智能化控制。

2.1.2PLC

本系統(tǒng)設(shè)計時采用三菱的FX2N-32MR機型，該PLC有16個輸入點和16個輸出點，性能高體積小，完全可以滿足設(shè)計需要（。圖2所示）表1表2表3

2.2系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)由啟動開關(guān)控制。正常情況下，先南北直行綠燈亮20秒后閃爍3秒，然后黃燈亮2秒轉(zhuǎn)為紅燈，同時南北左轉(zhuǎn)綠燈亮20秒后閃爍3秒，然后黃燈亮2秒轉(zhuǎn)為紅燈，此時東西直行綠燈亮20秒后閃爍3秒，黃燈亮2秒轉(zhuǎn)為紅燈，同時東西左轉(zhuǎn)綠亮20秒后閃爍3秒，然后黃燈亮2秒轉(zhuǎn)為紅燈，如此往復(fù)。當(dāng)某個方向繁忙時，該方向直行綠燈延長10秒，左轉(zhuǎn)綠燈延長10秒，其余時間不變，再循環(huán)。本系統(tǒng)輸入設(shè)備需要10個輸入端，其中手動按鈕2個，分別為啟動和停止。其他8個輸入端作為東西南北方向八個傳感器的脈沖信號輸入。輸出信號燈采用雙色LED顯示，一個方向上有兩個信號燈分別為左轉(zhuǎn)信號燈和直行/右轉(zhuǎn)信號燈，共計8個輸出端。由于采用LED雙色顯示，因此紅和綠同時亮則為黃色信號燈。I/O分配如表1所示。輸出端口的賦值含義如表2所示。系統(tǒng)軟件設(shè)計的語句表(如表3)。

3、結(jié)語

通過以上程序設(shè)計證實，PLC對城市交通信號燈進(jìn)行智能化控制，其效果遠(yuǎn)比目前固定時間控制的好，尤其適用于車輛變化量比較大的十字路口。同時，本系統(tǒng)在實現(xiàn)上也比較簡單方便，具有較好的應(yīng)用推廣價值，并能改善目前城市交通擁堵的現(xiàn)狀。