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摘 要：本文主要简单介绍了基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统结构设计，加强对相关软件控制的研究，并通过科学的实验验证分析，来探讨基于PLC技术轨道交通信号灯自动化控制系统的可行性，充分发挥现代科学技术的作用，加强轨道交通信号灯管理，转变传统的控制模式，逐步实现轨道交通信号灯的自动化控制，以提高其智能化水平，缓解轨道交通拥堵状况，推动轨道交通的可持续发展。
关键词：PLC技术;轨道交通;信号灯;自动化控制;系统
近年来，全球经济一体化形势下，我国一直致力于城市现代化建设过程中，城市规模锐意扩大，居民的生活水平得到大大提升，其所参加的文娱活动也更加丰富，城市交通压力日益增大。就目前而言，虽然城市经济取得了较好的发展，但是城市建设工作中也面临着诸多挑战和困难，如交通拥堵问题、环境污染问题等，需根据实际情况来制定相应的方案予以解决。其中，轨道交通拥堵是当前急需处理的问题之一，受到人们的广泛关注。为有效缓解轨道交通拥堵状况，应当转变传统的轨道交通信号灯控制方式，有效应用PLC技术，构建完善的轨道交通信号灯自动化控制系统，提升轨道交通信号灯控制的智能化水平，取得较好的控制成效。
1基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统设计
1.1PLC技术相关内容
基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统，涵盖了逻辑运算功能、计时功能、计数功能和顺序控制功能。这是因为PLC本身就是一种集多功能于一体的自动化控制系统，其最初是为了替代传统的控制设备，充分发挥自动化技术，淘汰落后的控制设备。PLC也被称之为可编程逻辑控制器，现如今已经被广泛应用于各个控制系统中，是先进的处理技术。应用PLC技术来建立健全的轨道交通信号灯自动化控制系统，需要利用微处理器，确保计算机的正常运行，实施自动化管理，应用通讯技术，主要由三个模块组成：一是时间外部设置模块，其位于设置层。作用在于将东西南北各方向的绿灯相连时段，利用输入端来设定不同防伪绿灯通行的间隔时间，一般在零秒至九十九秒范围内;二是时间显示模块，其位于显示层。其作用在于显示各方位信号灯的倒计时，对接显示时需和信号灯控制部分;三是信号灯控制模块，其位于控制层。其作用在于标记好不同方位信号灯的顺序，时序包含两个输出，一个是东西方位信号灯输出，另一个是南北方位的信号灯输出。
1.2选择适宜的PLC机型
为保障基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统的正常运行，需要选择适宜的PLC机型。就目前而言，使用最多的可编程控制器是西门子S7-200系列PLC机型，其特点在于采用的是双向光辐合字输入电路，具备数字输出功能，可使用单项光辐合输入电路，具有较好的计数功能，采用PPI、MPI通信协议。而且这类PLC控制器具有较好的扩展性，具有丰富的软件数据，指令多，功能强大。
1.3硬件连接
基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统，能够把握控制目标的驱动要求，并且可通过对这些要求进行分析，来实施相应的操作，明确输入、输出量。PLC中的I/O点在价格方面偏高，需要对其进行确定，满足标准要求，应当注意的是PLC输入输出点最小，但得有一定的余量，可利用适宜型号的PLC机型来有效管控交通信号灯，尽量避免机器作业，加强上位机控制，利用计算机运行，来开展实时监控工作。为实现有效的上位机通信效果，需要将COM端口与PLC、MPI相连接，220V电源予以支持，，可利用程序来输出点状态处理信号，充分应用继电器。
2轨道交通信号灯自动化控制系统的软件控制研究
在应用基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统时，需要利用Winccflexible软件，来实施画面组态功能，以加强对交通信号灯人行道按钮各方位的管控，利用触摸屏组态来完成开关开启、转换工序。PLC程序的运行，能够有效把控交通信号灯的画面，可将画面中的图形对象，与PLC编程元件相联系。如图1所示：
通过图1可发现交通信号灯自动化控制系统中，一个周期内涵盖了八个相位，这八个相位需要根据轨道交通的实际情况来进行相应的调整，相互转换，执行操作。一般情况下，相位一、相位二、相位三、相位四的执行状态顺序转移，是控制的中心操作，但如若具备相位五、相位六、相位七、相位八转化条件，则可以利用PLC技术，来进行分支和积聚技术的转换操作。位有效控制多个相位信号，应当保障控制系统的平稳性，将系统控制按照相位来进行划分，一类位主相位，另一类则为辅相位，以提供更多的选择性，使相位的转换更加合理和科学。
为充分发挥轨道交通信号灯自动化控制系统作用，应当立足于整体，具备大局观，坚持统筹管理思想，实施全剧操控。在PLC驱动的第一个周期中，清零输出和计数器，将其恢复到初始值，记录PLC的实时时间 ，如果实时時间范围在五至二十二之间，那么在早上五点至夜间十点的时候，可选择白天控制模式;夜间十一点至第二天早上五点的时间段，则可选择夜间控制模式。运行一周之后，可进行对比判别。在实施白天控制模式的时候，需要检测车辆的行驶数量，做好计数工作，并开展高效的监控管理工作。一开始的时候，东西方为的左转绿灯可设置为二十秒，结束后左转绿灯闪烁两秒，左转车辆在绿灯闪烁期间不可通行，闪烁之后左转黄灯亮，三秒后黄灯灭。与此同时，东西方为的直行绿灯亮三十秒，结束后可适当延时，延时的秒数要根据轨道交通车流量的实际情况。如若东西方位的车流量最大值减去南北方位车流滞留量最大值，高于结定值，并且不超过八，那么可进行延时但不可超出最大限度;如若未达到上述条件，则可使东西直行绿灯闪烁两秒，两秒后该方位的黄灯亮，时间为三秒。南北方位的信号灯控制与东西方为信号灯控制相似。在实施夜间控制模式的时候，则应当将车到信号转换为黄灯，以起到提醒的作用，可关闭车辆计数功能，节约电量。
3轨道交通信号灯自动化控制系统的实验验证分析
为提高基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统设计水平，使之更具合理性和科学性，应当做好实验验证分析工作，可从以下几个方面着手：一是要设置信号灯属性。主要分为红灯和绿灯，两种灯色的数量均为九十，光的强度都不可小于四百坎德拉，红灯波长应当控制在六百二十五米左右，正负不可超出五米;绿灯波长则要控制在五百左右，正负不可超出两米。红灯的额定功率不可超过八瓦;绿灯的额定功率不可超过九瓦[5]。其工作温度应当控制在零下四十摄氏度至八十摄氏度之间，外壳材料选择PC材料，可根据实际情况来确定外形尺寸和包装尺寸。二是通过科学的实验证明，可发现，当交通信号灯的周期延长时，交通信号灯的延误次数便会下降，应用PLC技术后的轨道交通信号灯延误率非常低，仅在0.1至0.3之间，有着较好的控制效果。
4结束语
总体来说，应当重视对轨道交通信号灯自动化控制系统的研究，充分发挥PLC技术的作用，提高自动化控制水平，实现智能化管控。
参考文献：
[1]赵振.城市轨道交通信号控制系统研究[J].建筑工程技术与设计，2018：2173.
[2]肖楠.城市轨道交通信号控制系统研究[J].中国新通信，2018：81.
[3]张华.基于HMI和PLC的多功能交通信号灯自动控制系统设计研究[J].电子设计工程，2018：118-122.
[4]聂秀珍，林斌.基于PLC自动化控制系统的通信技术研究[J].信息技术与信息化，2018：123-125.
[5]王燃.PLC自动化控制系统下的通信技术应用研究[J].环球市场，2019：396.
（郑州工商学院，河南 郑州 450000）
关键词：PLC技术;轨道交通;信号灯;自动化控制;系统
近年来，全球经济一体化形势下，我国一直致力于城市现代化建设过程中，城市规模锐意扩大，居民的生活水平得到大大提升，其所参加的文娱活动也更加丰富，城市交通压力日益增大。就目前而言，虽然城市经济取得了较好的发展，但是城市建设工作中也面临着诸多挑战和困难，如交通拥堵问题、环境污染问题等，需根据实际情况来制定相应的方案予以解决。其中，轨道交通拥堵是当前急需处理的问题之一，受到人们的广泛关注。为有效缓解轨道交通拥堵状况，应当转变传统的轨道交通信号灯控制方式，有效应用PLC技术，构建完善的轨道交通信号灯自动化控制系统，提升轨道交通信号灯控制的智能化水平，取得较好的控制成效。
1基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统设计
1.1PLC技术相关内容
基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统，涵盖了逻辑运算功能、计时功能、计数功能和顺序控制功能。这是因为PLC本身就是一种集多功能于一体的自动化控制系统，其最初是为了替代传统的控制设备，充分发挥自动化技术，淘汰落后的控制设备。PLC也被称之为可编程逻辑控制器，现如今已经被广泛应用于各个控制系统中，是先进的处理技术。应用PLC技术来建立健全的轨道交通信号灯自动化控制系统，需要利用微处理器，确保计算机的正常运行，实施自动化管理，应用通讯技术，主要由三个模块组成：一是时间外部设置模块，其位于设置层。作用在于将东西南北各方向的绿灯相连时段，利用输入端来设定不同防伪绿灯通行的间隔时间，一般在零秒至九十九秒范围内;二是时间显示模块，其位于显示层。其作用在于显示各方位信号灯的倒计时，对接显示时需和信号灯控制部分;三是信号灯控制模块，其位于控制层。其作用在于标记好不同方位信号灯的顺序，时序包含两个输出，一个是东西方位信号灯输出，另一个是南北方位的信号灯输出。
1.2选择适宜的PLC机型
为保障基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统的正常运行，需要选择适宜的PLC机型。就目前而言，使用最多的可编程控制器是西门子S7-200系列PLC机型，其特点在于采用的是双向光辐合字输入电路，具备数字输出功能，可使用单项光辐合输入电路，具有较好的计数功能，采用PPI、MPI通信协议。而且这类PLC控制器具有较好的扩展性，具有丰富的软件数据，指令多，功能强大。
1.3硬件连接
基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统，能够把握控制目标的驱动要求，并且可通过对这些要求进行分析，来实施相应的操作，明确输入、输出量。PLC中的I/O点在价格方面偏高，需要对其进行确定，满足标准要求，应当注意的是PLC输入输出点最小，但得有一定的余量，可利用适宜型号的PLC机型来有效管控交通信号灯，尽量避免机器作业，加强上位机控制，利用计算机运行，来开展实时监控工作。为实现有效的上位机通信效果，需要将COM端口与PLC、MPI相连接，220V电源予以支持，，可利用程序来输出点状态处理信号，充分应用继电器。
2轨道交通信号灯自动化控制系统的软件控制研究
在应用基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统时，需要利用Winccflexible软件，来实施画面组态功能，以加强对交通信号灯人行道按钮各方位的管控，利用触摸屏组态来完成开关开启、转换工序。PLC程序的运行，能够有效把控交通信号灯的画面，可将画面中的图形对象，与PLC编程元件相联系。如图1所示：
通过图1可发现交通信号灯自动化控制系统中，一个周期内涵盖了八个相位，这八个相位需要根据轨道交通的实际情况来进行相应的调整，相互转换，执行操作。一般情况下，相位一、相位二、相位三、相位四的执行状态顺序转移，是控制的中心操作，但如若具备相位五、相位六、相位七、相位八转化条件，则可以利用PLC技术，来进行分支和积聚技术的转换操作。位有效控制多个相位信号，应当保障控制系统的平稳性，将系统控制按照相位来进行划分，一类位主相位，另一类则为辅相位，以提供更多的选择性，使相位的转换更加合理和科学。
为充分发挥轨道交通信号灯自动化控制系统作用，应当立足于整体，具备大局观，坚持统筹管理思想，实施全剧操控。在PLC驱动的第一个周期中，清零输出和计数器，将其恢复到初始值，记录PLC的实时时间 ，如果实时時间范围在五至二十二之间，那么在早上五点至夜间十点的时候，可选择白天控制模式;夜间十一点至第二天早上五点的时间段，则可选择夜间控制模式。运行一周之后，可进行对比判别。在实施白天控制模式的时候，需要检测车辆的行驶数量，做好计数工作，并开展高效的监控管理工作。一开始的时候，东西方为的左转绿灯可设置为二十秒，结束后左转绿灯闪烁两秒，左转车辆在绿灯闪烁期间不可通行，闪烁之后左转黄灯亮，三秒后黄灯灭。与此同时，东西方为的直行绿灯亮三十秒，结束后可适当延时，延时的秒数要根据轨道交通车流量的实际情况。如若东西方位的车流量最大值减去南北方位车流滞留量最大值，高于结定值，并且不超过八，那么可进行延时但不可超出最大限度;如若未达到上述条件，则可使东西直行绿灯闪烁两秒，两秒后该方位的黄灯亮，时间为三秒。南北方位的信号灯控制与东西方为信号灯控制相似。在实施夜间控制模式的时候，则应当将车到信号转换为黄灯，以起到提醒的作用，可关闭车辆计数功能，节约电量。
3轨道交通信号灯自动化控制系统的实验验证分析
为提高基于PLC技术的轨道交通信号灯自动化控制系统设计水平，使之更具合理性和科学性，应当做好实验验证分析工作，可从以下几个方面着手：一是要设置信号灯属性。主要分为红灯和绿灯，两种灯色的数量均为九十，光的强度都不可小于四百坎德拉，红灯波长应当控制在六百二十五米左右，正负不可超出五米;绿灯波长则要控制在五百左右，正负不可超出两米。红灯的额定功率不可超过八瓦;绿灯的额定功率不可超过九瓦[5]。其工作温度应当控制在零下四十摄氏度至八十摄氏度之间，外壳材料选择PC材料，可根据实际情况来确定外形尺寸和包装尺寸。二是通过科学的实验证明，可发现，当交通信号灯的周期延长时，交通信号灯的延误次数便会下降，应用PLC技术后的轨道交通信号灯延误率非常低，仅在0.1至0.3之间，有着较好的控制效果。
4结束语
总体来说，应当重视对轨道交通信号灯自动化控制系统的研究，充分发挥PLC技术的作用，提高自动化控制水平，实现智能化管控。
参考文献：
[1]赵振.城市轨道交通信号控制系统研究[J].建筑工程技术与设计，2018：2173.
[2]肖楠.城市轨道交通信号控制系统研究[J].中国新通信，2018：81.
[3]张华.基于HMI和PLC的多功能交通信号灯自动控制系统设计研究[J].电子设计工程，2018：118-122.
[4]聂秀珍，林斌.基于PLC自动化控制系统的通信技术研究[J].信息技术与信息化，2018：123-125.
[5]王燃.PLC自动化控制系统下的通信技术应用研究[J].环球市场，2019：396.
（郑州工商学院，河南 郑州 450000）