5)第五步:当智能控制模式执行过两次以后,重新回到丁字路口的控制策略的正常控制策略执行。对于十字路口来说,南北双向放行的时间增长能够有效的缓解车流压力,而东西向减少的时间由于并不是很长,所以在短时间内不会造成交通的阻塞。至于丁字路口的时间调整,首先是为了能使十字路口南北向涌来的车流迅速分流,其次也减少了由丁字路口向十字路口行进的车流,配合十字路口缓解交通压力。此外,当出现特殊情况需要进行交通管制时,可以通过人工干预的手段使所有的交通灯均变为红灯禁行,从而达到交通管制目的。
3监控系统总体方案设计
通过对Rockwell控制系统和交通灯控制策略的介绍,我们所设计的基于Rockwell的交通灯控制系统框架为三层网络结构。其中设置有位置信号、紧急信号和其他信号三个信号参数,它们均来自于外部设备。当整个交通网络处于正常运行状态时,交通灯监控系统根据常规程序实现对各交通灯的控制,按照交通规则对交通灯进行切换控制,保障各路口通行的安全和畅通。当外部传感器信号或其它人为信号(紧急情况)切入以后,常规程序控制被中断,由备用程序进行智能控制(或手动控制),实现实时交通疏导,分散车流,达到更人性化交通管制的目的[3]。图3为监控系统总体方案框图,电路中的位置信号、紧急信号、其它信号通过通信模块与可编程控制器和人机界面进行通信,可编程控制器再将相关控制信号和人为干预信号传输给交通灯等设备元件,实现对电路的控制作用。
总体设计方案中还存在对交通灯系统的智能控制部分,即通过识别系统判断各个车道的车流量情况。随后,Rockwell系统根据各识别系统的反馈数据调用相应的中断程序改变现行控制,最终达到及时疏导交通的目的。在系统模型电路中,此部分主要由红外线收发装置组成,通过红外光的通、断调节输出电压的大小,为Rockwell系统提供反馈数据。此外,模型中还存在应用于交通红绿灯变化的反向器电路和显示中断程序运行情况的指示电路等其它部分。
4软件设计
4.1软件介绍
本设计中的软件编程主要是针对Rokwell自动化系统中的PLC进行梯形图编程,从而实现控制策略。主要用到的软件有:
1)编程软件:RSLlogix-5000;
2)网络组态软件:RSLinx、RSNetworkforControl-Net;
3)上位机监控软件:RSView32。Rockwell系统的核心部分是PLC,几乎所有的编程均是在PLC上进行功能实施。其中RSLogix-5000软件是Control-Logix系列处理器专用的编程开发环境[4]。利用RSLogix-5000编程软件可以组态Control-Logix系统的I/O和通讯模块,以及对Control-Logix5550处理器编程,包括对运动控制编程。用户可以在上位机中直接进行梯形图编程,指令的添加既可以用拖拽的方式,也可以直接录入指令文本。同时,RSLogix-5000支持Logix-5000系列可编程控制器[5]。RSLinx是A-B可编程控制器在Windows环境下建立工厂所用通信方案的工具。它为A-B的可编程控制器与各种RockwellSoftware,如RSLogix5/500、RSView32、RSBatch等软件建立起通信联系。RSView32采用了开放的技术,如ODBC、OLE和DDE,并提供了先进的、功能齐全的工具允许现场设备的在线修改,如RSView32允许在运行时改变图形显示、Tag地址、节点地址以及PLC网和设备驱动器的组态调整。RSView32利用MicrosoftWindows操作系统的多任务环境加上自己功能完善的多形式数据记录、实时与历史趋势、报警监控和事件检测等来完成监控系统的控制要求,可以成功的实现控制系统的分析、设计和运行监控[6]。
4.2软件编程
Rockwell自动化控制系统采用的编程方式为梯形图编程,编程软件为RSLogix-5000,该软件能够通过设备网实现在线调试功能。本软件设计中,所有路口的交通控制策略均会在RSLogix-5000的梯形图编程环境中实现,两路口正常情况下的控制策略和紧急情况控制策略将是梯形编程图的'主程序,而智能控制策略为中断程序。4.2.1I/O端口分配本设计中,交通灯电路部分需要分配I/O端口的参量有:交通灯输出参量(7个output端口)、中断程序指示输出参量(1个output端口),其中,交通灯输出参量将对应其控制车流的行驶方向按交通控制策略顺序对应I/O端口。根据演示情况将I/O端口做如表1的分配。4.2.2功能框图综上所述,图4为梯形图软件设计的功能框图[7]。从框图中可以看到,梯形图主程序的主要功能大致分为四个方面:实现一般正常情况下的交通控制策略。车流阻塞识别电路输入信号的处理。智能控制的策略转换。中断程序的入口以及紧急情况下的交通管制处理。中断程序则主要完成两方面的任务,道路阻塞情况下的智能控制策略和实现交通管制控制策略。