PLC在交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

交通燈控制系統(tǒng)是一個老掉牙的問題，各種方式的控制系統(tǒng)也不斷產(chǎn)生。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，城市化進程不斷加強，機動車輛也不斷增多，交通信號控制功能不斷擴展，其控制效率要求不斷提高?；赑LC的交通燈控制系統(tǒng)能把可編程控制器的軟硬件系統(tǒng)功能強大、可靠性好，邏輯編程方法簡單，易于開發(fā)復(fù)雜控制系統(tǒng)、有豐富的擴展模塊和聯(lián)網(wǎng)能力和應(yīng)用范圍十分廣泛的特點結(jié)合起來，使系統(tǒng)易于實現(xiàn)。
本系統(tǒng)采用日本松下電工生產(chǎn)的超小型FP0系列PLC作主控系統(tǒng)，其體積小但功能強大。我們按照現(xiàn)有十字路口的交通燈的設(shè)計方案來說明基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)的方便性特點，也間接說明其在滿足控制系統(tǒng)要求的功能擴展上也易于實現(xiàn)。

二、系統(tǒng)控制設(shè)計
1、系統(tǒng)功能要求
交通燈系統(tǒng)啟動時，紅、綠、黃燈按一定時序輪流發(fā)亮。首先，南北紅燈亮，東西綠燈亮。南北紅燈維持35s（可由用戶設(shè)定），在南北紅燈亮同時東西綠燈也亮，并維持30s，到了30s時，東西路燈閃亮，閃亮周期為1s。綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮，并維持2s。到2s時，東西黃燈熄、紅燈亮，同時南北紅燈熄，綠燈亮。東西紅燈亮維持25s（可由用戶設(shè)定）,南北綠燈亮維持20s。到20s時，南北綠燈亮3s后滅，南北黃燈亮，并維持2s。到2s時，南北黃燈熄、紅燈亮，同時東西綠燈亮，開始下一周期的動作；系統(tǒng)可進行時間倒計時顯示；當(dāng)緊急狀態(tài)要一側(cè)方向通過時，可以使南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮或者南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；在特殊情況下，系統(tǒng)可以人為根據(jù)各方向車流量，進行各車道通行時間的變更；在某時段如23：00至次日6：00車流量很少情況下，系統(tǒng)可以設(shè)定為各方向的只有黃燈閃爍。
2、系統(tǒng)設(shè)計
2.1硬件設(shè)計
硬件主要采用日本松下電工生產(chǎn)的小型FP0－C32CT型（帶日歷時鐘功能）PLC，其I/O分別各有16個；根據(jù)系統(tǒng)要求需要進行I/O擴展要求，需要配一級擴展單元FP0－E16YT，其有16個輸出。其I/0分配如表1，其控制輸入輸出接線原理圖如圖1所示。輸出設(shè)備是電壓高，功率大的設(shè)備，可由PLC輸出給中間繼電器，再通過中間繼電器進行外部設(shè)備的輸出控制。
表1 系統(tǒng)I/0分配表

圖1 外部接線原理圖

2.2軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件設(shè)計內(nèi)容包括交通燈順序循環(huán)控制、兩方向的急?？刂?、數(shù)碼時間顯示控制、定時時段控制、各路通行時間變更控制幾部分。順序循環(huán)控制主要采用定時器指令編寫，通過時間的順序運行，來達到各路燈的按要求輸出；通過配合各路急停開關(guān)的閉鎖實現(xiàn)各方向的紅燈或綠燈亮，當(dāng)急停開關(guān)恢復(fù)后，又通過對定時器的內(nèi)部經(jīng)過值SV賦值，達到路燈進行切換恢復(fù)的目的，程序參考圖2。我們可以通過PLC內(nèi)部的日歷時鐘功能，對內(nèi)部運行的時鐘數(shù)據(jù)存儲區(qū)進行取值比較，用類似急?？刂频姆椒?，實現(xiàn)某時段各方向的黃燈閃（程序略）；由于前面采用的定時器獨立的，故對于各路通行時間變更控制可以采用對定時器TM0對TM4的設(shè)定值SV賦值來改變，當(dāng)然各方向時間也不能無限增大和減小，我們可以通過比較指令限制其在指定的數(shù)值范圍（程序略）。通過對定時器TM0對TM4中變化的經(jīng)過值EV，我們可以通過指令實時把他們轉(zhuǎn)為BCD碼，再由專門指令直接轉(zhuǎn)換為七段碼數(shù)值，用于對各方向時間的倒計時顯示（程序略）。