基于S7—200 PLC交通燈控制系統的設計

【摘要】可編程控制器（PLC）因其結構緊湊，使用方便，具有很強的適應性等優點，在交通燈控制領域應用廣泛。通過用可編程控制器（S7-200 PLC）控制交通燈模擬工作，詳細敘述了交通燈的PLC控制系統的設計方法。主要介紹了交通燈的PLC控制系統的設計要求，列出了具體的輸入輸出地址，并給出了系統梯形圖的設計。該PLC控制系統在對交通燈的模擬控制中取得了良好的效果，完全滿足本系統提出的控制要求。

【關鍵詞】S7-200 PLC；交通燈；程序

Abstract：Programmable logic controller（PLC）because of its compact structure，convenient use，strong adaptability，widely used in traffic lights control.Through the use of programmable logic controller（S7-200 PLC）to control the traffic light simulation work，described in detail the design method of PLC traffic lights control system.Mainly introduces the design requirements of PLC traffic lights control system，a list of input and output address specific，and gives the design of ladder diagram of the system.The PLC control system has achieved good results in the simulation to control the traffic lights control system，fully meet the requirements.

Keywords：S7-200 PLC；traffic lights；program

交通信號燈的出現，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實現交通道路的管理，力求交通管理先進性、科學化。用可編程控制器S7-200 PLC實現交通燈管制的控制系統，以及該系統軟、硬件設計方法，實驗證明該系統實現簡單、經濟，能夠有效地疏導交通，提高交通路口的通行能力。分析了現代城市交通控制與管理問題的現狀，結合交通的實際情況闡述了交通燈控制系統的工作原理，給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統的PLC設計方案。可編程序控制器在工業自動化中的地位極為重要，廣泛的應用于各個行業。隨著科技的發展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價格低、可靠性高，在現代工業中的作用更加突出。

1.交通燈控制系統的設計要求

1.1 結合十字路口交通燈路況的模擬控制系統

在PLC交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有3個控制燈，分別為：

●禁止通行燈 （亮時為紅色）

●準備禁止通行燈 （亮時為黃色）

●通行燈 （亮時為綠色）

另外人行道東西南北每面都有2個控制燈，分別為：

●禁止通行燈 （亮時為紅色）

●通行燈 （亮時為綠色）

結合十字路口交通燈實際情況設計交通燈模擬控制系統，當交通燈系統啟動開關接通時：

（1）南北向（列）和東西向（行）主干道均設有綠燈20S，綠燈閃亮3S，黃燈2S和紅燈25S。當南北主干道紅燈點亮時，東西主干道應依次點亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當東西主干道紅燈點亮時，南北主干道依次點亮綠燈，綠燈閃，黃燈。

（2）南北向和東西向人行道均設為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應在南北主干道綠燈點亮時點亮，當南北主干道綠燈閃亮和黃燈點亮時南北行人道綠燈也要對應閃亮，其它時間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道綠燈點亮時點亮，當東西主干道綠燈閃亮和黃燈點亮時東西人行道綠燈也要對應閃亮，其它時間為紅燈。

（3）除此之外另設兩個功能，使用10個脈沖開關。實現讓盲人可以方便通過十字路口和手動控制車流量。其中8個安裝在人行道的兩邊，當東西方向行走的盲人要過馬路的時候，按下脈沖開關東西向人行道綠燈亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲10秒恢復原來的控制系統，南北向脈沖開關對應東西向功能相同。另外兩個脈沖開關可以控制車流量，當東西向主干道等待車量較多的時候，按下東西向控制脈沖開關，東西向主干道延長綠燈點亮時間延長15秒。東西向人行道綠燈也要對應延長，南北向脈沖開關對應東西向功能相同。

1.2 十字路口交通燈模擬控制時序圖

具體如圖1～4所示。

2.交通燈控制系統的設計

2.1 可編程控制器選擇

本次交通燈設計用的是來自西門子可編程控制器，產品規格：S7-200系列是一類可編程邏輯控制器。這一系列產品可以滿足多種多樣的自動化控制的需要，具有緊湊的設計，良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令，使得S7-200可以近乎完善地滿足小規模的控制要求。特點是結構緊湊，使用方便，具有很強的適應性，缺點是輸入輸出口配置數量固定，主要用小型PLC。

2.2 可編程控制器I/O地址分配

該西門子模塊為CPU224型，輸入地址有10個，輸出地址有14個，能夠滿足交通燈控制系統的設計要求。確定I/O地址是設計整個PLC交通燈控制系統首先要解決的問題，決定著系統硬件部分的設計，也是系統軟件編程的前提。根據系統的設計要求，分別定義了輸入地址I0.0～I0.5共6個，輸出地址Q0.0～Q0.6共7個。具體輸入、輸出地址定義如表1所示。

2.3 梯形圖的設計

（1）交通燈主程序

網絡1-網絡5、網絡6-網絡10、網絡11-網絡17、網絡18-網絡21、網絡22-網絡25如圖5～9所示。

（2）主干道交通燈子程序

網絡1-網絡13如圖10所示。 （下轉封三）（上接第131頁）

圖10 網絡1-網絡13

（3）東西盲人行走子程序

網絡1如圖11所示。

圖11 網絡1

（4）南北盲人行走子程序

網絡1如圖12所示。

圖12 網絡1

（5）東西綠燈延時子程序

網絡1-網絡14如圖13所示。

圖13 網絡1-網絡14

（6）南北綠燈延時子程序

網絡1-網絡14如圖14所示。

圖14 網絡1-網絡14

3.結束語

本文通過用可編程控制器（S7-200 PLC）控制交通燈系統工作，實踐證明方案可行。另外，無論在城市交通燈的使用中還是學校的實訓和培訓工作中，只要對控制要求或軟件上相對應的參數設置加以改進，就能滿足各種不同場合對交通燈控制系統的使用要求。

參考文獻

[1]廖常初.S7-200 PLC編程及應用[M].北京：機械工業出版社，2007.