基于PLC的交通燈自動控制系統(tǒng)

0 引言

　　隨著自動化控制技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC作為前沿的工業(yè)控制器，具有體積小、可靠性高、易操作、靈活性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于自動化控制領(lǐng)域。用內(nèi)部編程取代繼電器邏輯控制電路中大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，簡化了控制路線，提高了系統(tǒng)控制的可靠性，這是PLC最大的優(yōu)點(diǎn)。借助于書序控制圖和梯形圖來編制用戶控制程序，實(shí)現(xiàn)自動控制系統(tǒng)順序控制，是PLC的主要功能之一。

　　1 控制信號系統(tǒng)

　　在車水馬龍的都市，當(dāng)交通干道不便于挖掘地下通道或架設(shè)天橋的時(shí)候，為了穿越馬路行人的安全，需要在指定的人行橫道兩端設(shè)置人行道口的的紅綠燈。交通燈控制工藝：南北、東西向的十字路口，均設(shè)有紅、黃、綠三只信號燈。六只燈依一定的時(shí)序循環(huán)往復(fù)工作，圖1 為交通信號燈時(shí)序圖。

　　控制交通信號燈的 PLC可選用 FX2N-32MR，從時(shí)序圖可以看出，該系統(tǒng)有一個(gè)輸入裝置和 6個(gè)輸出裝置。表1 為輸入裝置與輸出裝置與PLC的地址編號對應(yīng)表。

　　交通信號燈的控制是一個(gè)典型的時(shí)序控制圖，其梯形圖設(shè)計(jì)關(guān)鍵是各燈（Y0~Y5）狀態(tài)變化的“時(shí)間點(diǎn)”表示出來、時(shí)間的精確計(jì)算用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，本例將用T0~T9共 10 個(gè)定時(shí)器；燈的閃爍次數(shù)要用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，本例將用兩個(gè)計(jì)數(shù)器，表是各定時(shí)器和計(jì)數(shù)器形成時(shí)間點(diǎn)的使用說明。

　　2 順序控制的概率及方法

　　PLC 是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電邏輯自動控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以順序控制為主，回路調(diào)節(jié)為輔，能完成邏輯判斷、定時(shí)、記憶和算術(shù)運(yùn)算等功能。PLC結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、操作方便、抗干擾能力強(qiáng)、編程靈活簡單、工作安全可靠、能耗低等優(yōu)點(diǎn)使其很快在工業(yè)自動化控制中占據(jù)主導(dǎo)地位，PLC外部接線簡單方便，通過預(yù)先編制的程序來實(shí)現(xiàn)自動控制。

　　2.1 系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)

　　開關(guān) X0，選擇開關(guān)按下以后程序開始循環(huán)啟動，東西向綠1亮 25s，南北向紅2 亮30s；T0 為綠 1 亮 25s 定時(shí)器，T0 設(shè)定值 K250，從 X0 接通起計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到綠 1 斷開，T1計(jì)時(shí)；T1、T2 為綠 1 閃動 3 次控制，T1、T2 形成振蕩，T1 通時(shí)綠 1 亮，C0 計(jì)數(shù)；C0 為東西向黃1亮2s起點(diǎn)，T2為 C0計(jì)數(shù)信號，C0 接通時(shí)黃 1 點(diǎn)亮；T3為黃 1 亮 2s定時(shí)器，T3 設(shè)定值 K20，T3 設(shè)定值 K20，T3 接通時(shí)為紅 1、綠 2 點(diǎn)亮，紅 2 熄滅；T4 為紅 1 亮 30s定時(shí)器，T4設(shè)定值K300，T4接通時(shí)紅 1 熄滅，一循環(huán)周期結(jié)束。T5為綠 2亮 25s定時(shí)器，T5設(shè)定值 K250，從T3接通起計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到綠2斷開，T6計(jì)時(shí)；T6、T7為綠 2 閃動 3次控制，T6、T7 形成振蕩，T6 通時(shí)綠 2 點(diǎn)亮，C1計(jì)數(shù)；C1 為南北向黃 2 亮 2s 起點(diǎn)，T7為 C1 計(jì)數(shù)信號，C0 接通時(shí)黃2 點(diǎn)亮；T8為黃 2 亮2s定時(shí)器，T8設(shè)定值 K20，T8接通時(shí)黃 2 熄滅，一循環(huán)周期結(jié)束。

　　2.2 順序控制法

　　順序控制是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動有秩序地進(jìn)行操作。PLC 的設(shè)計(jì)者們繼承了繼電器順序控制的思想，為順序控制程序的設(shè)計(jì)提供了大量通用的和專用的編程元件和指令，開發(fā)了供設(shè)計(jì)順序控制程序用的順序功能圖語言，使之成為當(dāng)前 PLC程序設(shè)計(jì)的主要方法。 順序控制設(shè)計(jì)法又稱步進(jìn)控制設(shè)計(jì)法， 它是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法， 很容易被初