杨丽芳
14273019880421**** 辽宁科技学院
1.1当今城市交通的基本状况
随着我国经济层面的不断提高，人们的生活水平不断改进，越来越多的人拥有自己的汽车，这使得城市的交通变得越来越严重。
现今，更多拥堵的是车辆而不是行人了。尤其是在一些大城市，如：北京、天津、上海、武汉等一些地方，每逢上下班高峰期，在一些交通拥堵的十字路口等地方，经常会发生一堵一两个小时的状况。那么，我们应该如何组织流量交叉口。靠的就是交通信号灯控制系统。
1.2PLC应用于交通灯的国内外行情
1991年，美国IVHS通过（ISTEA）进入宏观运营阶段。 1994年，IVHS更其名为ITS。在美国，欧洲，日本等也进入了宏观运营的阶段。经过持续发展，最终成为其研究基地的世界级。
跟这些发达国家比较，我国相对较晚，70年代后，我国不断吸取一些国外的项目成果，并进一步研究和应用，经过多年不断的研究工作，也取得了一些比较显著地研究成果。
1.3本课题研究的目的及意义
随着社会一步步的改善，经济的飞跃发展，以前的交通灯控制系统越来越适应不了这种越来越繁忙的交通环境。这使得我们需要研究一个新的红绿灯控制系统来改善这种情况。在这之前，大多数交通灯控制系统被车辆通过统计流量事先设定，然后在设置闪烁红色和绿色信号在两个方向上的办法。但是，随着环境和其他治疗的不断变化，导致原先交通信号灯系统越来越不准确，交通灯的闪烁时间随着时间的推移与实际情况差距变得很大，但数学模型基于车辆的变化已经难以建立起来。这就需要我们设计出一种交通灯控制系统是可以自动监测车流量从而可以定期改变信号灯闪烁时
1.4本课题研究的主要内容
根据在上面内容所分析的现代城市交通中出现的各种问题来改善交通十字路口的交通状况。PLC为什么用作控制系统，没什么说的就是因为PLC具有相对强的环境适应能力，而且抗干扰性能也更好。可靠性也比较高，只需要将程序下载到PLC即可。系统安装、设计、在工作中内容的调试程度相对较小，编程中也没有C语言等一系列的不易。后者的维修和维护也方便利索，PLC的体积容量小，能量消耗少。十字路口检测车流量流程图如下图1.1。
图1.1交通路口检测车流量流程图
2.系统的研究硬件设备
2.1传感器的分类与选择
2.1.1传感器
能够将某一被测物理量（如速度、温度、声、光等）变换成便于传送和处理的另一物理量（通常为电量）的器件或装置。一个传感器是由三部分组成的：敏感组件，传感组件和测量转换电路。它是自动监控和自动控制的主链接。传感器包括多种激光，激光，红外线，电阻，电容，电感器，超声波，光纤，激光等。电阻传感器是指将通过位移，力，压力，加速度等来测量转换的传感器，以改变抵抗是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一。
2.1.2压电传感器的测量参数
（1）传感器对于力测量压电式来说，其很大程度是利用石英晶体的纵向的效果和剪切压电效应的功劳，石英晶晶体不仅具有大的刚性，低滞，高灵敏度，线性，宽的工作频率和热释电诳应小。力传感器还可以测量不同切割方向的多个晶体以测量多向力，例如三个方向上的空间力，FX，FY，FZ在不同的切割方向上。
（2）压力测量:压电压力传感器主要用于使用弹性元件（隔膜，活塞等）的力来收集对力的压力在晶体板上作用，因为所取的材料的性能在元件中具有很大的影响关于传感器来说就是特性。
（3）加速度测量:在匀变速直线运动中，速度变化量与所用时间的比值叫加速度，其国际单位是米/二次方秒。加速度有大小，有方向，是矢量。加速度与速度变化和发生速度变化的时间长短有关，但与速度的大小无关。在运动学中，物体的加速度与所受外力的合力大小成正比，与物体的质量成反比，方向与合外力的方向相同。质量块M通过晶体片上的预紧力使用压电加速度传感器，并且当测量加速度时，晶体将受到惯性力F = mA的影响，从而产生压电效果，因此传感器的灵敏度由质量块的质量来决定。
2.2传感器的工作原理
2.2.1压电式传感器
由压力检测体和放大电路组成压电式传感器核心的主要部件。如下图2.2压电式传感器工作原理可知：
.png)
图2.2 压电传感器工作原理图
2.3PLC的选型
2.3.1车流量的检测和PLC控制原理
将东方作为一个例子，当汽车在这个方向进入交叉路口时，首先通过检测器1，在传感器产生一个信号之后输出检测器1，再向PLC输出脉冲信号可以记录下来从东方过才来的车辆数量。当车辆到达交叉路口时，检测器2在传感器产生的信号之后输出脉冲信号，并且PLC也将车辆的数量记录到东部。因此，进入车辆数量的车辆的数量，驱动驶入的车辆的数量可以减去驶出车辆的方向上获得停滞车辆。相同的原理也可以在其他方向上获得每个方向上的车停滞的数量。因此，通过的车的数量将在这个方向上减去驶出的车辆就能得到车辆滞留数。相同的原理也可以在其他方向上获得每个方向上的车辆滞留数量。
2.3.2串口的选择
PC标准串行端口被选为RS232，可以在本系列中作为DP端口提供两个串口，另一个是自由端口（Port0）。本设计中，PC机仅作为监控使用，所以PC机与PLC之间以PC为主导通信。在输入/输出中选择的PC标准串行端口被选为RS232，可以作为DP端口提供，以提供两个串行端口。另一端用作自由端口（Port0）。在本设计中，PC用于监视，因此如果选择主导，请选择PC。 PC发出指令后，PLC通过接收信号返回指令并在确认后返回指令。PLC的工作过程是基于由PC发出的指令组织数据存储近设定好的缓存区，并根据指令将指令返回到PC或存储在存储区域中。所有已发送的数据都应要经过累加和收到的数据累加比较，结果是相同的，则进入下一步，结果不同则返回错误的信息并重新执行上一步。
结 论
我们在交通管制方面取得了很多实验研究成果，但结果并不是很棒的，频繁的种种交通问题依然出现。对于这个比较复杂的城市交通系统而言,数学模型很难准确的建立，此外，许多解决方案不易适应变化，因此效果不明显。通过对plc的分析，对于PLC有了更多的认识和掌握，希望通过plc设计对城市交通有更多帮助。
参 考 文 献
[1]曹增英.十字路口交通信号灯的PLC控制[J].科技资信,2009(27):10-12.
[2]范永胜,王岷.电气控制与PLC应用[M].北京:中国电力出版社,2009.
[3]蔡红斌,郭和伟.电气与PLC控制技术[M].北京:清华大学出版社,2008.
[4]金秀慧.基于PLC控制的十字路口交通灯信号系统[J].农业装备与车辆工程,2009(5):34-36.