一種基于PLC的十字路口交通燈模擬控制

姜富寬

【摘 要】當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，PLC已成為一種新型的工業(yè)自動(dòng)控制裝置?，F(xiàn)今已成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一，并且還在不斷發(fā)展。用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通的控制，該系統(tǒng)既簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)又實(shí)用、高效，既節(jié)約了成本，有實(shí)現(xiàn)了低碳生活。本文采用三菱FX2N系列PLC，對(duì)十字路口交通燈控制系統(tǒng)按照預(yù)定要求進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)，并進(jìn)行模擬調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的模擬自動(dòng)控制。

【關(guān)鍵詞】PLC；自動(dòng)控制；梯形圖；交通燈控制系統(tǒng)

1.十字路口交通燈模擬控制的具體設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)的控制要求

交通信號(hào)燈由紅、綠、黃三種顏色組成。禁止通行用紅色表示，準(zhǔn)許通行用綠色用表示，警示黃色用表示。交通信號(hào)燈用于城市道路的十字路口，通過到達(dá)同一十字路口的交通車輛和市民行人發(fā)出停止或前進(jìn)的指令，十字路口的通行能力得到了提高，暢通和安全得到了有效的保障。

該系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖1所示，南北和東西每個(gè)方向各有紅、綠、黃三種顏色的信號(hào)燈，為了能夠提高通行安全性，要求實(shí)現(xiàn)以下三點(diǎn)功能：

（1）該系統(tǒng)要有一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)，啟動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，該系統(tǒng)開始運(yùn)行，且先南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮。啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，所有方向的燈全部熄滅。

（2）如果南北方向允許通行，要求南北方向紅燈點(diǎn)亮并且維持25秒，同時(shí)東西方向綠燈也點(diǎn)亮并維持20秒，綠燈亮20秒之后東西綠燈連續(xù)閃亮，3秒之后熄滅，東西方向綠燈閃亮的同時(shí)，東西方向黃燈點(diǎn)亮， 2秒之后黃燈熄滅，東西方向紅燈亮，此時(shí)，南北方向紅燈熄滅，綠燈點(diǎn)亮。同樣，如果南北向允許通行，東西方向紅燈點(diǎn)亮并維持30秒，南北方向綠燈也點(diǎn)亮， 25秒之后，綠燈連續(xù)閃亮，3秒后熄滅。南北方向綠燈閃亮的同時(shí)，南北方向黃燈點(diǎn)亮， 2秒之后后熄滅，此時(shí)，南北方向紅燈點(diǎn)亮，東西方向綠燈點(diǎn)亮。如此循環(huán)工作。

圖1 交通燈現(xiàn)場(chǎng)示意圖 圖2 交通燈控制流程圖

（3）南北方向綠燈點(diǎn)亮?xí)r，東西方向綠燈不能點(diǎn)亮。如果兩個(gè)方向的綠燈同時(shí)點(diǎn)亮，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

1.2 交通燈控制流程圖

根據(jù)交通燈控制系統(tǒng)控制要求可知，該系統(tǒng)控制流程圖如圖2所示。

1.3 輸入/輸出（I/O）端口分配

根據(jù)對(duì)交通燈系統(tǒng)控制要求分析，啟動(dòng)開關(guān)信號(hào)為系統(tǒng)的輸入；東西方向、南北方向紅、黃、綠三組燈和警示燈為系統(tǒng)的輸出。由此可知，該系統(tǒng)輸入/輸出（I/O）分配如表1所示。

表1 交通燈系統(tǒng)I/O分配表

1.4 PLC的外部接線圖

由交通燈系統(tǒng)的輸入/輸出（I/O）端口分配表可知，PLC的外部接線圖如圖1-3所示。

圖3 PLC外部接線圖 圖4 交通燈模擬控制時(shí)序圖

2.PLC控制程序設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)工作的時(shí)序圖

由系統(tǒng)的控制要求可知，十字路口交通燈工作的時(shí)序圖如圖4所示。

2.2 梯形圖程序的設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)交通信號(hào)燈的控制要求、PLC控制系統(tǒng)的I/O分配的定義以及PLC的編程方法和原則，可對(duì)PLC進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)，其梯形圖如圖5所示。

圖5 交通燈控制梯形圖

3.程序的運(yùn)行和調(diào)試

（1）將梯形圖程序輸入到計(jì)算機(jī)。

（2）按圖3所示連接好PLC的輸入與輸出端，檢查PLC與計(jì)算機(jī)是否連接好。

（3）按下啟動(dòng)按鈕，觀察各個(gè)方向、各種顏色信號(hào)燈是否和控制要求相一致。

（4）如果觀察結(jié)果和控制要求不一致，重新檢查線路連接是否正確，重新檢查程序設(shè)計(jì)是否合理，并對(duì)程序中不合理的地方及時(shí)修正，直至運(yùn)行結(jié)果和控制要求一致。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]瞿彩萍.PLC應(yīng)用技術(shù)（三菱）.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006：132-139.

[2]PLC與變頻器技能實(shí)訓(xùn).北京：高等教育出版社，2011，7：124-136.

[3]PLC技術(shù)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2012：29-32.