基于PLC實現十字路口交通燈控制的設計

胡木琦 魏穎 沈陽工學院信息與控制學院

1 PLC十字路口交通燈硬件設計及其外圍元器件

根據信號燈的控制要求，所有的器件有；三菱FX系列PLC、啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、紅黃綠色信號燈各4只。

啟動按鈕SB1接于輸入繼電器X0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器X1端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y5端，東西方向黃燈接于輸出繼電器Y4端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向綠燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y1，南北方向紅燈接于輸出繼電器Y0。將輸出短的COM1及COM2用導線相連，輸出端的電源為交流220V，如果信號燈的功率較大，一個輸出繼電器不能帶動兩只信號燈，可以采用一個輸出點驅動一只信號燈，也可以采用輸出繼電器先帶動中間繼電器，再由中間繼電器驅動信號燈。

圖1.1 PLC外部接線圖

2 軟件設計

2.1 交通燈PLC程序控制

采用梯形指令雙流程編程實現，應用并聯分支結構，其狀態轉移以圖所示，由圖可知，把東西和南北方向信號燈的動作分成兩個流程同時啟動，分別運行各自的時序動作，相互之間的配合由統一的 時鐘進行有機配合，不會出現差錯。現僅以南北方向的動作來分析工作原理，當啟動按鈕SB1按下時，x011接通，Y1和Y4同時啟動，Y1使南北綠燈亮。Y4使東西紅燈亮，X0啟動的同時T0開始計時，20S后再利用常開接點的閉合使狀態進入T4，此時Y3和Y5啟動，T4使南北黃燈亮，T1計時6S，6S后進入T2，在T3狀態下，啟動C0和T2，此時南北黃燈滅，C0計數加一，T2時間到時，如果C0計數不到3次，狀態轉到T0循環，如果C0計數燈閃爍3次后，系統進入T4狀態，在T4狀態下，為下次閃爍做好準備，同時啟動Y3和Y5，Y1時南北紅等亮，亮46s后進入X0狀態，至此南北方向的一個循環執行完，此時東西方向也應該完成，在兩個方向都完成后，又重新進入到X0和X11，如此反復工作，在任何時候按下停止按鈕SB2，X1接通，并復位相關狀態和計數器，系統自動停止。

圖2.1 交通燈PLC梯型圖

2.2 PLC的十字路口交通燈控制系統I/O地址分配

表2.2 交通燈控制系統I/O地址分配表

3 結束語

由于PLC具有對使用環境適應性強的特性，同時其內部定時器自語言十分豐富，可對目前普遍使用的“漸進式”信號燈進行精確控制，特別對十字路口的控制方便的實現。因此現在越來越多將PLC應用于交通燈系統中。可縮短車輛通行的等候時間，實現科學化管理。在該設計中，還引入EDA模擬十字路口交通燈閃亮及車輛通行，十分形象地顯示出了PLC在交通燈系統中的實際應用。而采用PLC基于以下原因，PLC具有很高的可靠性，抗干擾能力，通常的平均無障礙時間在30W小時以上，系統設計周期短，維護方便，改造容易，功能完善，實用性強，抗干擾能力強，具有硬件故障的自我檢查功能[3]。