6ES7231-7PB22-0XA8正规授权

1 引言
据不完全统计，目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必然产生如下弊端:当某条路段的车liuliang很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车liuliang相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。
智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经取得不少成果，在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用PLC计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。
比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，tigao了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低。
2 车辆的存在与通过的检测
(1) 感应线圈(电感式传感器)
电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成如图1(a)中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分，则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。
电感式传感器的高频电流频率为60kHz，尺寸为 2×3m，电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在0.3％以上[1，2]。
电感式传感器安装在公路下面，从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器好选用防潮性能好的原材料。
(2) 电路
检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图2所示, 输出脉冲波形见图1(b)。
(3) 传感器的铺设

图1 车辆检测原理图及检测电路电压脉冲输出波形

图2 车辆存在与检测电路原理框图

车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器，方案如图3(以典型的十子路口为例)，同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的长停车车龙为好。

图3 传感器的铺设

3 用PLC实现智能交通灯控制
3.1 控制系统的组成
车辆的liuliang记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然，也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便[3]。
利用PLC，可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连，非常方便可靠，如图4所示。

图4 用PLC实现智能交通灯控制原理框图

本设计例中,PLC选用FX2N-64，其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲，输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择:在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯(箭头方向型)。
3.2 车liuliang的计量
车liuliang的计量有多种方式:
(1) 每股行车道的车liuliang通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过个传感器1(见图3)时，使统计数加1，经过第二个传感器2出路口时，使统计数减1，其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值)，可以与其他道的值进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。
(2) 先统计每股车道上车辆的滞留量，然后按大方向原则累加统计。如，将东西向的(见图3)左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加，再与其它的3个方向的车liuliang进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。
(3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行大化原则(不影响行车安全的多道相向行驶)累加统计。如，东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加，再与南北向的总车liuliang进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据(下面的例子就是按此种方式)。
以上计算判别全部由PLC完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序，方便调用。

3.3 程序流程图
本例就上述所描述的车liuliang统计方式,就图3中的十字路口给出一例PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图如图5所示，其行车顺序与现实生活中执行的一样[4]，只是时间长短不一样。
程序的控制规律如下:

图5 十字路口PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图
(1) 当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时(相当于比较严重的堵车)，红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式;
(2) 当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时(反之亦然)，该方向的通行时间=小通行定时时间＋自适应滞环比较增加的延时时间(是变化的)，但不大于允许的大通行时间。其中小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;大通行时间是为了保障公平性，不能让其它的车或行人过分久等。进一步的说明在后面的注释中。

图6 自适应调整时间的滞环特性
(3) 自适应滞环比较(本例的核心控制规律)增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ(如30辆车或其它值)时，先让东、西向的左转弯车左行15s(定时控制，值可改)，再让直行车直行30s(直行时间的小值，值可改)后再加一段延时保持，直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ，才结束该方向的通行，切换到其它路上，否则一直延时继续通行下去，直至到达大通行时间而强制切换。滞环特性如图6所示。实际应用时σ的值需整定，过小则导致红绿灯切换过频，过大又不能实现适时控制。
3.4 流程图注释
(1) 流程图中的15s、30s、75s等时间分别为交管部门定的车辆左转弯时间、直行小时间、允许的大通行时间;σ为车liuliang的偏差量。以上值及其4个路口车liuliang的满溢值均可在程序初始化中任意更改。
(2) 车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面，应加以适当限制，故车辆左转弯始终采用小定时控制，以减小系统的复杂程度，tigao可靠性。
(3) 车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间，红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同，不再赘述。
(4) 人行道的红绿灯接线与现用的方式相同，其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致，但要较车辆直行绿灯提前熄灭，采用定时控制，如绿灯定时亮18s。其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制。若人车分流，右转弯车辆不受限制。较简单，流程图中略。
(5) 车liuliang的计量是不间断的，与控制呈并行关系，该系统属多任务处理，编程尤其应注意。
4 结束语
比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，tigao了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低，特别适合繁忙的、未立交的交通路口，更适合于四个以上的路口，也可方便连网。

1 引言
凌钢1#高炉热风炉系统由3座内燃改造式热风炉组成，其煤气系统、助燃风系统、冷风、热风混风系统的切断阀采用电动和液压传动阀门，设计送风温度为1100℃，采用分离式热管余热回收数量。
热风炉控制系统是高炉自动化系统工程中基础自动化子系统，它采用美国A-B公司的PLC-5可编程控制器，Ethernet高速数据工业局域网和OS监控系统。热风炉自动控制系统由仪控和电控两部分组成。仪控主要完成工艺生产过程参数控制和调节阀的自动调节及控制。电控主要完成换炉自动控制。2 自动化系统组成
PLC-5系列可编程序控制器是美国A-B公司在20世纪80年代后期开始推出的产品，是一种既可进行顺序控制和程序控制，又可进行闭环过程控制的的半型可编程控制器。它不仅具有一个功能强且完善的指令系统，而且易于扩展、具有模板插件型结构。适用于各种被控对象与生产过程。
多平台开发软件，在高层编程软件支持下，可方便对其梯形图编程，顺序功能流程图编程，实现模块化编程，工作站采用多用“20”彩色图形工件站，通过Ethernet的工业局域网，实现对生产自动化过程监控和管理，见图1。

图1 系统框图

3 主要控测项目和控制
热风炉主要是为高炉提供稳定高温的热风，主要检测项目有拱顶温度、废气温度、换热器助燃风出/入口温度、换热器废气入/出口温度、煤气和助燃风压力、liuliang、冷却水压力、liuliang等。控测信号进入PLC后进行线性化计算，气体liuliang温度与压力补正，并在上位工作站OS上显示所有数据。
(1) 热风炉送风自动控制
热风炉是蓄热式的，它交替工作，有“燃烧”、“送风”和“闷炉”(过渡状态)三种状态。状态的变换是根据工艺、设备和安全的要求。热风炉控制系统为两烧送的送风制度，送风温度由送风炉出口的不同风温混合而成。当送风温度低于设定值，调节冷风调节阀开度。当送风温度高于设定值时，还必须渗入一定的冷风。

4 换炉控制系统
热风炉换炉可以有“全自动”(定时换炉，三个热风炉顺序转换)、“单炉自动”(只该热风炉自动转换状态，但要操作台主按相应按钮起动)、“遥控手动”(操作台上单个阀控制，此时仍保持阀间联锁)、“机旁手动”(只控修时使用，各阀除联锁)等四种操作方式。
(1) 全自动操作方式
在3座热风炉同时工作时，可选择两烧一关变风量，操作人员在OS工作站上设定换炉时间，周期地进修全自动操作。例如，由“燃烧”转为“送风”的顺序为:关闭煤气、空气切断阀和燃烧阀→延时若干秒后关闭烟道阀(至此各阀关闭而转入“阀炉状态”)→开启冷风旁通阀(进入灌入冷风)→延时若干秒后开启热风阀→打开冷风阀→关闭冷风旁通阀;而“送风”转入“燃烧”的顺序为:关冷风阀→关热风阀→开废气阀(放去炉内延留废气)→延时若干秒均压后开烟道阀→关废气阀→开煤气切断阀、燃烧阀(煤气调节阀微开若干秒，点火后全开)→开空气燃烧阀。各阀顺序动作，具有一定联锁，特别须防止有关燃烧各阀未关时开启送风有关各阀或其相反动作;
(2) 单炉自动操作
操作人员在OS工作站上调出各热风炉单炉自动操作通;根据热风炉初始工作状态选择日的工作状态。例如:焖炉→燃烧、燃烧→焖炉，焖炉→送风，送风→焖炉、送风→隔离、燃烧→隔离等多种转换状态，各阀门按规定的程序动作;
(3) 遥控手动
操作人员在OS上位工作站通过功能键选择联锁手动操作方式，根据热风炉初始工作状态选择要转换目的工作状态。在热风炉值班室OS上位工作站上对各阀门进行单个开、关遥控操作。为确保人身和设备安全，所有阀门的开、关都是在满足必要联锁条件下执行;
(4) 机旁手动
使用现场控制箱上的按钮，可单独操作所有阀门设备，各阀门间的联锁关系全部解除，只是在发生故障和阀试检修时使用。
上述操作均在热风炉值班室OS上位工作站上，操作十分方便，画面清晰。上位机监视操作画面，方便于值班人员检查、操作热风炉生产工况、事故报警、诊断等。
监视画面根据工艺生产工况，包括有:热风炉工艺流程总貌;热风炉单体工作状态画面;热风炉换炉顺控画面;热风炉工艺参数:温度、压力、liuliang等数据显示画面;工艺参数趋势记录画面;事故报警记录画面等。
5 结束语
目前，本PLC系统已成功应用于凌钢1号380m3高炉的热风炉控制中，经调试使用，系统运行良好，满足了用户的要求

1 引言
锅炉是工业生产和人们生活中使用广泛的设备之一，锅炉水的处理工作，对确保锅炉安全、经济运行、节约燃料有着重要的意义，它是锅炉运行中的一项重要的技术基础工作。如果锅炉给水没有经过水处理或水处理不当，不但会缩短锅炉的使用寿命、浪费燃料，甚至会造成重大设备事故和人员伤亡。因此，锅炉使用单位必须因炉、因水制定锅炉水质标准，并根据实际情况选用合适的水处理工艺。目前锅炉水处理系统中的工艺流程设计中使用广泛的是离子交换法(化学处理法)和渗透法(物理处理法)。传统的水处理过程多为继电器控制或人工操作，系统故障多，工人劳动强度大，运行成本高，对运行可靠、的控制系统需要迫切。本文介绍的是基于化学处理法工艺的水处理过程智能控制系统。
2 化学水处理工艺简述
本系统受河北某企业委托进行设计和实施，水源为水库地表水，设计供水能力为40T/h，系统主要设备:浮动床机械过滤器2台，逆流式固定床阴、阳离子交换器各2台及除碳设备和废水处理池等。通过过滤器去除原水中的悬浮物，阴、阳床去除原水中的各种离子，废水通过酸碱中和达到排放标准后排放，并通过检测相关工艺参数判断过滤器、阴床、阳床是否失效并自动进行再生处理，一般情况下两套设备并列运行，供水量富裕时一套设备再生完成后处于待机状态，在另一套设备失效(水质不合格)需再生时自动投入运行，两套设备共用原水供应、酸碱计量、除盐水储存，工艺流程简图如图1所示。

图1 工艺流程简图
2.1 逆流式固定床离子交换器的基本操作和工艺过程
(1) 交换过程
水经过进水装置均匀配水后，以一定的流速，自上而下地通过一定高度的树脂层，水中离子和树脂中的可交换离子进行交换，使出水符合要求，然后经出水装置送出。当出水水质超标后，应停止运行。实际上是交换器的运行过程。
影响交换器运行的主要影响有:树脂层的高度;交换速度;树脂的工作交换容量。
(2) 反洗过程
在交换器运行失效后，需对树脂进行反洗，使压实的树脂层充分膨胀，保证再生的彻底，同时洗掉树脂上部交换时截留的下的杂质。
小反洗:反洗水从中部装置进入，并从交换器顶部排出，反洗中排以上的压实层及中间排水装置上污物。liuliang控制在，时间10-20min，洗到水清为止。待10-20运行周期过后再进行大反洗。　
大反洗:反洗水从底部排水装置进入，使之从下而上通过树脂层冲洗到出水清晰。
(3) 再生过程
当出水水质超标后就要再生。即用一定量的适当浓度的再生剂，以一定的速度从交换器底部自下而上与失效树脂层进行接触，使其恢复交换能力。时间为30min左右，上升liuliang为。
(4) 置换过程
在再生液进完后，继续以再生过程的同方向进软化水，使后部分再生液完全通过失效树脂层。时间为30-40min。
(5) 小正洗
置换结束后从交换器上部进水，中间排水装置出水，以清洗渗入压实层中及上部的再生液。时间为10min左右，liuliang为。
(6) 大正洗
小正洗结束后，关闭中间排水装置，开下部排水阀，用按顺流方向冲洗树脂层到出水合格。liuliang为。
2.2 过滤器工作过程
主要包括:过滤、气洗、正洗和反洗等步序。
3 系统主要检测、控制要求
根据生产工艺要求，系统控制以时间顺序控制为主，通过检测过滤器出水liuliang和进出水差压值、阳床的钠度和阴床的电导率控制整个生产过程的正常制水和再生，同时根据污水池的PH值控制加酸加碱量以保证污水合理排放。整个水处理系统控制均由PLC来完成。
监控水处理系统整个生产过程，包括各项水质参数、设备的运行情况,同时检测控制各个阀门的启闭状态，各运行步序中liuliang控制通过PLC的AO控制水泵变频器来控制，另外自控系统通过上位机的管理功能，实现数据的记录存档、报表打印等。

4 系统选型及组成
基于系统以上检测及控制要求，我们可以看出:系统控制以时间顺序控制为主，开关量输入输出点比较多，如果选用DCS系统来完成势必造成投资浪费，而且随着PLC自身技术的发展，其灵活的系统扩展与组成，通讯功能的完善和tigao以及优越的性价比，同时与IPC的方便连接，使得PLC的应用领域越来越广泛。因此本系统设计选用PLC为主完成数据采集和控制功能，由工控机通过组态软件来完成画面组态和监控功能。结合国内外市场自控产品现状并着重考虑系统的实用性和经济性，自控系统采用进口和国产设备相结合，PLC选用美国莫迪康的Premium产品，liuliang计、液位计、电导仪、钠度仪、PH计等传感器选用优质国产件，组态软件采用国产组态王,以便与锅炉控制系统互连。系统组成框图如图2所示。

图2 系统组成框图
5 系统功能
(1) 数据采集
开关量数据采集:对系统内部各种阀门、水泵、风机等设备的运行、停机等开关量信号进行采集，通过I/O接口送入PLC，作为设备状态的参数，以便PLC执行控制。
模拟量数据采集:采集水温、水质参数、liuliang、水位、PH值等模拟量信号。
(2) 自动控制
本系统通过PLC和IPC实现对水处理系统各生产工艺的自动控制。同时可在上位机对主要阀门的启闭、设备的启停进行操作。系统仍保持就地操作功能，该功能作为设备调试、故障检修时使用，能通过现场手动/自动开关来进行切换。
(3) 设备智能化控制
通过软件优化设计能及早发现事故或故障的征兆，并及时提出处理预案。
(4) 实时、历史数据处理和报表生成
数据库采集设备运行状态、生产情况、水量、水质等数据，对实时参数进行动态显示。历史数据可按曲线方式显示。并能自动生成报表、直接支持Excel软件。
(5) 画面显示
在计算机上能显示整个系统的工艺结构、检测参数及报警画面。
(6) 报警和事故处理
对设备参数超限、水质参数异常以及设备运行状态失控进行报警以及提示故障设备检修方法，便下操作人员和维修人员及时处理。在发生紧急故障或报警预定时间内无应答时，将诊断结果进行分析，并执行处理事故程序。
(7) 报表打印和管理
可管理整个水处理系统，对生产工艺进行24小时监视，可按需记录并打印生产工艺过程报表，可选择班报表、日报表、月报表。
(8) 系统组态和参数设置
根据实际需要，技术人员可通过密码进入系统在线修改、参数设置及系统组态。
6 结束语
该系统经现场使用已近一年，使用情况良好，得到用户的肯定和好评,同时使我们感到在以时间顺序控制为主的系统中PLC具有别的控制器无法比拟的优越性。