交通控制系统系列：Mitsubishi MELSEC-iQ R Series for Traffic Control_（4）.系统架构与设计.docx

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系统架构与设计

1.系统概述

MitsubishiMELSEC-iQRSeries是一款集成多种功能的工业控制系统，广泛应用于交通控制领域。该系列控制器具备高性能、高可靠性和易用性，能够有效管理复杂的交通环境。在交通控制系统中，MELSEC-iQRSeries主要用于信号灯控制、交通流量监测、事故检测、信息发布等多个方面。

2.硬件架构

2.1控制器选型

MELSEC-iQRSeries提供多种型号的控制器，每种型号都有不同的性能和特点，适用于不同的交通控制场景。例如，CPU模块有多个系列，包括R系列、L系列和F系列，分别适用于大型、中型和小型系统。

R系列：适用于大型交通控制系统，具备强大的处理能力和扩展性。

L系列：适用于中型交通控制系统，性能适中，性价比高。

F系列：适用于小型交通控制系统，体积小巧，安装方便。

2.2输入输出模块

MELSEC-iQRSeries的输入输出模块是实现交通控制系统与外部设备交互的关键部件。常见的输入模块包括：

数字输入模块：用于接收信号灯状态、车辆检测器等数字信号。

模拟输入模块：用于接收交通流量传感器、环境传感器等模拟信号。

常见的输出模块包括：

数字输出模块：用于控制信号灯、交通标志等设备的开关。

模拟输出模块：用于控制交通流量控制设备的输出信号。

2.3通信模块

通信模块是实现控制系统与外部系统（如监控中心、其他控制器）数据交互的桥梁。MELSEC-iQRSeries支持多种通信协议，包括：

以太网模块：支持标准的以太网通信，适用于远程监控和数据传输。

串行通信模块：支持RS-232、RS-485等串行通信协议，适用于近距离的数据传输。

无线通信模块：支持WiFi、LoRa等无线通信技术，适用于移动设备和远程站点的数据传输。

2.4电源模块

电源模块为整个控制系统提供稳定的电源支持。MELSEC-iQRSeries的电源模块具备高可靠性和低功耗的特点，适用于各种环境下的交通控制系统。

3.软件架构

3.1编程环境

Mitsubishi提供了专门的编程环境GXWorks3，适用于MELSEC-iQRSeries控制器的编程。GXWorks3支持多种编程语言，包括梯形图（LadderDiagram,LD）、功能块图（FunctionBlockDiagram,FBD）、结构文本（StructuredText,ST）等。

3.1.1梯形图编程

梯形图是一种图形化编程语言，广泛应用于工业控制领域。它通过图形符号表示逻辑关系，易于理解和维护。

|[]|[]()|

|I0.0|I0.1|Q0.0|

|[]|[]()|

|I0.2|I0.3|Q0.1|

在这个例子中，I0.0和I0.1是输入信号，Q0.0是输出信号。当I0.0和I0.1都为高电平时，Q0.0为高电平。

3.1.2功能块图编程

功能块图是一种基于功能块的编程语言，适用于复杂的逻辑控制。每个功能块可以表示一个特定的功能或操作。

++

|Timer(TON)|

|IN:I0.0|

|PT:10000ms|

|OUT:Q0.0|

++

++

|AND|

|IN1:I0.1|

|IN2:I0.2|

|OUT:Q0.1|

++

在这个例子中，Timer功能块用于定时器功能，当I0.0为高电平且经过10000毫秒后，Q0.0为高电平。AND功能块用于逻辑与操作，当I0.1和I0.2都为高电平时，Q0.1为高电平。

3.1.3结构文本编程

结构文本是一种高级编程语言，适用于复杂的算法和逻辑控制。它支持变量、函数和结构体等高级编程特性。

//定义变量

VAR

input1:BOOL;

input2:BOOL;

output:BOOL;

END_VAR

//主程序

Program_Main

VAR

counter:INT:=0;

END_VAR

IFinput1ANDinput2THEN

counter:=counter+1;

IFcounter=10THEN

output:=TRUE;

ELSE