基于比較指令的交通燈PLC控制程序設(shè)計(jì)

李言武

(安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 淮南 232007)

目前，采用PLC控制交通燈顯示是一種較為穩(wěn)定可靠的手段，但由于交通燈顯示是雙向的、同時(shí)按照一定的規(guī)律變化，在設(shè)計(jì)控制程序時(shí)容易造成邏輯關(guān)系不夠清晰，可讀性差，不易理解掌握。為此，本文根據(jù)交通燈顯示PLC控制要求，給出交通燈顯示控制時(shí)序圖，利用計(jì)數(shù)器指令計(jì)數(shù)秒脈沖實(shí)現(xiàn)交通燈顯示計(jì)時(shí)，利用比較指令比較計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值驅(qū)動(dòng)交通燈顯示。

圖1 交通燈顯示示意圖

1 交通燈顯示PLC控制要求

交通燈顯示PLC控制如圖1所示，在十字路口，東西方向?yàn)镽1紅、Y1黃、G1綠3組6盞指示燈，南北方向?yàn)镽2紅、Y2黃、G2綠3組6盞指示燈。當(dāng)某個(gè)方向綠燈點(diǎn)亮(另一方向紅燈點(diǎn)亮)20s后，黃燈以2s周期閃爍3次，然后紅燈點(diǎn)亮(另一方向綠燈點(diǎn)亮、黃燈閃爍)，如此循環(huán)顯示。

2 PLC控制程序設(shè)計(jì)與解析

2.1 設(shè)計(jì)思路

根據(jù)控制要求，交通燈顯示控制時(shí)序圖如圖2所示，其中某個(gè)方向紅黃綠指示燈顯示的一個(gè)完整周期為50s。

圖2 交通燈顯示控制時(shí)序圖

在圖2中，東西方向綠燈點(diǎn)亮20s，黃燈閃爍5s，紅燈點(diǎn)亮25秒；對(duì)應(yīng)南北方向紅燈點(diǎn)亮25s，綠燈點(diǎn)亮20秒，黃燈閃爍5s。因此，程序設(shè)計(jì)采用的思路如下：

(1)任務(wù)周期設(shè)定。利用50s計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，即計(jì)數(shù)器指令的計(jì)數(shù)脈沖周期為1s，當(dāng)前值每增1所需時(shí)間為1s ，計(jì)數(shù)器預(yù)置值設(shè)為50。

(2)指示燈顯示控制。通過比較計(jì)數(shù)器指令比較計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值，在達(dá)到設(shè)定值時(shí)分別驅(qū)動(dòng)綠燈、黃燈、紅燈3色交通燈顯示。① 東西方向： 0≤“C0”當(dāng)前值≤19，綠燈顯示；“C0”當(dāng)前值=20、22、24，黃燈顯示，達(dá)到間隔2s閃爍；25≤“C0”當(dāng)前值≤50，紅燈顯示。②南北方向：0≤“C0”當(dāng)前值≤24，紅燈顯示；25≤“C0”當(dāng)前值≤44，綠燈顯示；“C0”當(dāng)前值=45、47、49，黃燈顯示，達(dá)到間隔2s閃爍。

2.2 主要指令格式及功能

程序設(shè)計(jì)主要運(yùn)用整數(shù)比較指令和增計(jì)數(shù)器指令，其格式及功能如表1所列。

表1 主要指令格式及功能

2.3 編程元件分配及功能

編程元件分配及功能如表2所列。

表2 編程元件分配及功能

2.4 程序設(shè)計(jì)與解析

依據(jù)交通燈顯示控制時(shí)序圖，利用整數(shù)比較指令和增計(jì)數(shù)器指令編寫控制程序如圖3所示。

圖3 交通燈顯示PLC控制梯形圖

在圖3中，I0.0為啟停開關(guān)SB1，控制交通燈顯示狀態(tài)，程序解析如下：(1)網(wǎng)絡(luò)1程序段，實(shí)現(xiàn)50s計(jì)時(shí)器功能：特殊寄存器SM0.5觸點(diǎn)提供周期T為1s、占空比50%的時(shí)鐘脈沖；增計(jì)數(shù)器C0實(shí)現(xiàn)“1s時(shí)鐘脈沖”的計(jì)數(shù)，總數(shù)為50個(gè)，即50s計(jì)數(shù)；中間寄存器M0.0觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)增計(jì)數(shù)器C0復(fù)位(C0當(dāng)前計(jì)數(shù)值置0，輸出狀態(tài)位置0)。

(2)網(wǎng)絡(luò)2程序段，實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制：增計(jì)數(shù)器C0的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)輸出線圈M0.0狀態(tài)為置1，即M0.0=1，使中間寄存器M0.0的觸點(diǎn)接通。

(3)網(wǎng)絡(luò)3～5程序段，實(shí)現(xiàn)東西方向交通燈顯示控制：增計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值為0～19綠燈點(diǎn)亮；增計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值為20～24黃燈閃爍3次；增計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值為25～50紅燈點(diǎn)亮。

(4)網(wǎng)絡(luò)6～8程序段，實(shí)現(xiàn)南北方向交通燈顯示控制：增計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值為0～24紅燈點(diǎn)亮；增計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值為25～44綠燈點(diǎn)亮；增計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值為45～49黃燈閃爍3次。

2.5 運(yùn)行調(diào)試

連接好 PLC外圍接線，確認(rèn)無誤后接通電源，使交通燈顯示PLC控制線路處于正常工作狀態(tài)，程序控制功能的調(diào)試步驟如下：①編寫梯形圖程序，編譯后將梯形圖程序下載到PLC中。②閉合啟停開關(guān)SB1，交通燈以設(shè)定好的工作方式運(yùn)行顯示。③運(yùn)行期間，斷開啟停開關(guān)SB1，交通燈立即停止顯示。

2.6 拓展應(yīng)用

對(duì)交通燈顯示PLC控制程序進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)黃燈閃爍次數(shù)由3次變?yōu)?次，紅燈和黃燈顯示要求不變，則交通燈顯示控制時(shí)序圖如圖4所示，其中某個(gè)方向紅黃綠指示燈顯示的一個(gè)完整周期為58s。

圖4 交通燈顯示控制時(shí)序圖

在圖4中，交通燈依據(jù)計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值的顯示狀態(tài)設(shè)定如下：

(1)東西方向。0≤“C0”當(dāng)前值≤19，綠燈顯示；“C0”當(dāng)前值=20、22、24、26、28，黃燈顯示；29≤“C0”當(dāng)前值≤58，紅燈顯示。

(2)南北方向。0≤“C0”當(dāng)前值≤28，紅燈顯示；29≤“C0”當(dāng)前值≤48，綠燈顯示；“C0”當(dāng)前值=49、51、53、55、57，黃燈顯示。

3 結(jié)束語

實(shí)踐表明，采用此方法設(shè)計(jì)交通燈PLC控制程序優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)邏輯關(guān)系清晰。根據(jù)交通燈顯示控制要求，給出紅黃綠指示燈工作時(shí)序圖，程序設(shè)計(jì)邏輯關(guān)系清晰。

(2)可讀性好。利用計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)秒計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)時(shí)，利用比較指令比較計(jì)數(shù)器當(dāng)前計(jì)數(shù)值驅(qū)動(dòng)交通燈顯示，顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系明確。

(3)便于掌握。程序設(shè)計(jì)主要使用的計(jì)數(shù)器指令和比較指令功能簡單，易于掌握和靈活應(yīng)用。