基于PLC步進編程的交通燈控制設計

摘 要交通燈是交通管理中的重要組成部分，可以充分利用PLC進行交通燈的控制設計，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)交通燈的自動控制，還可以充分發(fā)揮PLC自身的通訊聯(lián)網(wǎng)功能，統(tǒng)一管理同一條道路上的信號燈組成的局域網(wǎng)，可以大大提升交通燈的控制效率，實現(xiàn)對交通的科學管理，減少車輛在紅綠燈的等候時間，并維持交通秩序。本文就基于PLC步進編程交通燈控制設計進行探討，旨在為人們提供一定的參考。

【關鍵詞】PLC 交通燈 控制設計

PLC為可編程序控制器，是一宗新型的工業(yè)控制裝置，以微處理器為基礎，充分利用自動控制技術、計算機技術和通訊技術等來實現(xiàn)系統(tǒng)控制，PLC的結(jié)構比較簡單，并且編程過程比較方便，具有較高的可靠性，因此在工業(yè)領域的自動控制中得到了廣泛的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制。交通燈在維持交通秩序中非常重要，對于交通燈的控制設計，也可以充分利用PLC步進編程。

1 交通燈PLC控制裝置的設計需求

將PLC應用到交通燈控制設計中，首先要了解交通燈PLC控制裝置的設計需求，才能結(jié)合交通燈控制的實際需求來進行針對性的設計，從而取得良好的效果，滿足人們的需求。交通燈控制裝置是在十字路口對車輛進行自動疏導的系統(tǒng)，是維持交通秩序的重要組成部分。將PLC應用到交通燈控制裝置中，可以大大提升交通等控制系統(tǒng)的實用性，為交通事業(yè)提供最大化的價值。為了實現(xiàn)城市交通燈的有效控制，實現(xiàn)對車輛和行人的高效疏導，一定要明確交通燈PLC控制裝置自動控制的要求。在東西方面，綠燈亮的時間設置為25秒，黃燈亮的時間設置2秒，紅燈亮的時間設置30秒，當綠燈轉(zhuǎn)化為黃燈時，會閃3次，每次亮0.5秒、滅0.5秒。當東西方向的綠燈亮時，南北方向的紅燈亮，設置時間為30秒，當東西方向的紅燈亮時，南北方向的綠燈亮，亮25秒，然后通過閃三次轉(zhuǎn)化為黃燈亮，黃燈量的時間為2秒，綠燈閃也為亮0.5秒、滅0.5秒，連續(xù)閃三次。交通燈控制系統(tǒng)的控制時間段為早上6點到晚上11點，其余的時間黃燈閃爍，為晚上，系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)。在緊急情況下，也可以實現(xiàn)手動控制，強制東西方向或者南北方向的通行。

2 交通燈PLC控制裝置的設計

交通燈PLC控制裝置的設計主要包括硬件的設計和軟件的設計。

2.1 軟件設計

交通燈PLC控制系統(tǒng)的軟件設計主要包括控制時序設計、交通燈PLC控制系統(tǒng)符號設置、PLC控制程序流程框圖設計和PLC編制梯形圖和步進程序流程圖的繪制。

（1）在具體設置之前，要對控制時序進行分析，結(jié)合交通燈的布置示意圖進行分析，在十字路口的南北方向和東西方向都要設置信號燈，兩個方向一共要設置6個信號燈，每一個方向都有紅燈、黃燈和綠燈。交通控制的周期為1分鐘，紅燈亮30秒，綠燈、綠燈閃爍和黃燈共亮30秒。每一個周圍都為四段雙流程控制。因此在系統(tǒng)的設計中，可以在整個程序中設置一個60s的脈沖定時器T0來實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，在不同的時刻觸發(fā)不同的控制功能時段。

（2）交通燈PLC控制器中使用的符號設置包括晚上狀態(tài)繼電器，軟件編號為S40，白天狀態(tài)初始步S10，手動初始步S2，自動初始步S1，東西方向強制通行軟件編號S50，南北方向強制通行S60，初始狀態(tài)繼電器S0，自動標志繼電器M0，M0為1時表示的是自動狀態(tài)，晚上標志繼電器M1，M1為1時表示的是晚上。

（3）設計PLC控制程序流程框圖可以分為三個部分，分別為初始化控制、自動控制程序和手動控制程序。其中初始化控制就是當PLC運行時，輔助繼電器會形成一個脈沖，對繼電器S0進行激活。在手動控制程度中，如果將手動/自動切換開關從SA1換到ON，此時手動程序啟動，通過SA2控制開關就可以實現(xiàn)南北方向和東西方向的強制通行，其中將SA2換到ON時表現(xiàn)南北方向的強制通行，將SA2換到OFF則表示的是東西方向的強制通行。自動控制程序就是將手動/自動切換開關從SA1換到OFF位置時，此時自動程序就啟動，可以啟動晚上和白天的控制程序。

（4）對于PLC編制梯形圖和步進程序流程圖的繪制，一般結(jié)合PLC輸出、輸入分配設置表、交通燈PLC控制程序圖等來進行設計，先設計出PLC的步進指令控制流程圖，然后再設計出步進指令控制程序梯形圖。

2.2 硬件設計

交通燈PLC控制系統(tǒng)的硬件設計主要包括PLC控制裝置的接線圖設計、控制系統(tǒng)程序符號設置、PLC輸出和輸入地址的分配設計。對于交通燈的輸出、輸入地址的分配設計，要合理分配，輸入元件有SA1和SA2，元件的作用分別為手動自動選擇開關和強制通行，輸入繼電器分別為XO和X1。輸出元件主要包括HL1、HL2、HL3、HL4、HL5和HL6，其作用分別為東西綠燈、東西黃燈、東西紅燈、南北紅燈、南北綠燈和南北黃燈，輸入繼電器分別為Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6。分配好交通燈的輸出、輸入地址后，則要結(jié)合輸出、輸入地址的分配表來繪制出交通燈PLC控制裝置的接線原理圖。

2.3 交通燈PLC控制裝置裝調(diào)

交通燈PLC控制裝置裝調(diào)首先要完成控制裝置的安裝和接線，將相關的元件按照控制裝置接線圖安裝在一個合適尺寸的控制箱內(nèi)，然后再進行接線。按照布置圖布置好相關的燈具，將元件軟件和PLC輸出的對應端子接通，完成于信號燈具的公用端接通。完成好交通燈控制裝置的接線之后，將PLC控制程序梯形圖在電腦中編制好，下載到PLC中進行調(diào)試，使其達到控制的要求。

3 結(jié)語

基于PLC步進編程的交通燈控制設計可以實現(xiàn)交通燈的自動控制，實現(xiàn)城市交通的有序管理，大大提升交通管理效率。在基于PLC步進編程的交通燈控制設計過程中，首先要分析交通燈的實際設計需求，然后結(jié)合具體的需求設計好相關的硬件和軟件，做好交通燈PLC控制裝置裝調(diào)，使其在交通管理中發(fā)揮重要的作用。

參考文獻

[1]黃露.基于PLC的順序控制系統(tǒng)的設計方法及實例[J].廣西民族師范學院學報，2014，14（03）：26-29.

[2]張少欽.基于PLC步進編程的交通燈控制設計[J].工程技術：引文版，2016，21（11）：298-299.

[3]樊戰(zhàn)亭，張小青.基于PLC的步進電動機控制系統(tǒng)研究[J].咸陽師范學院學報，2012，27（04）：23-26.

作者簡介

周旋（1983-），女，遼寧省阜新市人。學士。講師。研究方向為動力與電氣工程。

作者單位

沈陽汽車工業(yè)學院 遼寧省沈陽市 110015