在十字路口設(shè)置交通燈可以對(duì)交通進(jìn)行有效的疏通，并為交通參與者的安全提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原來(lái)的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況，城市交通指揮系統(tǒng)中的很多設(shè)施要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，PLC在其中的應(yīng)用越來(lái)越多。

    本節(jié)采用S7-200系列PLC對(duì)十字路口交通燈進(jìn)行控制。采用PLC進(jìn)行控制主要是考慮PLC具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源非常豐富，可對(duì)交通燈進(jìn)行精確控制。由于PLC內(nèi)部均配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，因此通過(guò)PLC控制可對(duì)交通燈實(shí)施全天候無(wú)人化管理。另外，由于PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，可以將同一條道路上的交通燈組成局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，這樣可以縮短車輛等候時(shí)間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。

    一、系統(tǒng)概述及硬件設(shè)計(jì)

    1．交通信號(hào)燈設(shè)置示意圖原理圖

    本實(shí)例以十字路口交通指揮信號(hào)燈的控制為例，來(lái)討論P(yáng)LC在城市交通指揮信號(hào)燈自動(dòng)控制中的應(yīng)用問(wèn)題。本實(shí)例中，在東、西、南、北四個(gè)方向都有紅、綠、黃三種指揮燈，所以東西向和南北向的交通指示燈共12盞，交通信號(hào)燈設(shè)置示意圖如圖9-1所示。

    圖9-1    交通信號(hào)燈示意圖

    2．控制要求

    在交通指揮信號(hào)燈控制系統(tǒng)工作時(shí)，所有信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)控制，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，直至按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作，對(duì)信號(hào)燈的控制按照一定的時(shí)序要求進(jìn)行，具體時(shí)序圖如圖9-2所示。交通燈正常循環(huán)運(yùn)行的具體控制要求可描述如下：

    圖9-2    交通信號(hào)燈時(shí)序圖

    (1)接通啟動(dòng)按鈕后，信號(hào)燈開始工作，南北向紅燈、東西向綠燈同時(shí)亮；

    (2)東西向綠燈亮30s后，閃爍3次(每次0.5s)，接著東西向黃燈亮，2s后東西向紅燈亮，35s后東西向綠燈又亮……，如此不斷循環(huán)，直至停止工作；

    (3)南北向紅燈亮35s后，南北向綠燈亮，30s后南北向綠燈閃爍3次(每次0.5s)，接著南北向黃燈亮，2s后南北向紅燈又亮……，如此不斷循環(huán)，直至停止工作。

    3．PLC的輸入/輸出分配表

    根據(jù)交通信號(hào)燈系統(tǒng)的具體控制要求，系統(tǒng)采用自動(dòng)工作方式，輸入信號(hào)有系統(tǒng)開啟、停止按鈕信號(hào)。輸出信號(hào)有東西方向、南北方向各兩組指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由于每一方向的兩組指示燈中，同種顏色的指示燈同時(shí)工作，為節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)，可采用并聯(lián)輸出方法。由此可知，系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)為2，輸出點(diǎn)數(shù)為6，全部是開關(guān)量。據(jù)此，可得PLC的輸入/輸出分配表如表9-1所示。

    表9-1    PLC的輸入/輸出分配表

    4．PLC選型

    根據(jù)表9-1所示的PLC輸入/輸出分配表，可知此控制系統(tǒng)屬于小型單機(jī)控制系統(tǒng)，參看表2-1 S7-200 CPU系列產(chǎn)品主要性能表，本實(shí)例選用西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列中的小型PLC-CPU222作為控制主機(jī)。

    5．PLC硬件接線圖

    根據(jù)輸入/輸出地址的定義，PLC外部輸入/輸出信號(hào)的接線圖如圖9-3所示。其中，每一個(gè)方向的兩組指示燈中，同種顏色的指示燈并聯(lián)，用PLC的同一個(gè)輸出端口，從而減少了對(duì)PLC輸出點(diǎn)數(shù)目的要求。

    圖9-3    交通燈的I/O接線圖

    二、程序設(shè)計(jì)

    根據(jù)對(duì)交通信號(hào)燈的控制要求及PLC控制系統(tǒng)的輸入/輸出地址的定義，可進(jìn)行交通信號(hào)燈控制程序的設(shè)計(jì)，交通信號(hào)燈控制的梯形圖如圖9-4所示。

    圖9-4    交通信號(hào)燈梯形圖

相關(guān)例程（有小修改，具體根據(jù)實(shí)際進(jìn)行修改）：十字路口交通燈例程

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