基于CPM2A型PLC帶緊急開關(guān)的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

陳世坤　王艷紅　邸彩蕓

摘要：基于歐姆龍CPM2A型PLC完成了有急通功能的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，編程過(guò)程中借助流程圖工具，順序控制系統(tǒng)的梯形圖套用格式。給出了設(shè)計(jì)的所有工作過(guò)程和關(guān)鍵程序段。對(duì)PLC初學(xué)者有一定的啟發(fā)作用。

關(guān)鍵詞：PLC緊急按鈕 流程圖 梯形圖

引言

可編程序控制器（PLC）是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、繼電器控制技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的新型通用的自動(dòng)控制裝置。具有小體積、強(qiáng)大的功能、很高的可靠性，編程控制容易、適合工業(yè)應(yīng)用環(huán)境等一系列優(yōu)點(diǎn)，便于應(yīng)用于機(jī)械制造、電力、交通、輕工、食品加工等行業(yè)，既可應(yīng)用于舊設(shè)備改造，也可用于新產(chǎn)品的開發(fā)，在工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)電一體化方面應(yīng)用非常廣泛。歐姆龍CPM2A型PLC是目前應(yīng)用最廣泛的微型PLC之一，本文基于歐姆龍CPM2A型PLC完成了有急通功能的十字路口交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

一、系統(tǒng)控制要求

設(shè)計(jì)某十字路口交通燈控制系統(tǒng)，動(dòng)作情況如所示：按下啟動(dòng)按鈕，南北方向紅色指示燈亮35S，東西方向綠色指示燈亮30S，閃爍3秒，黃色指示燈亮2秒；然后東西方向紅色指示燈亮30S，南北方向綠色指示燈亮20S，閃爍3秒，黃色指示燈亮2秒；如果某一方向發(fā)生緊急情況，要求能進(jìn)行緊急方向強(qiáng)通控制。強(qiáng)行通過(guò)信號(hào)由撥動(dòng)開關(guān)控制，有緊急情況時(shí)，接通該方向的強(qiáng)行通過(guò)開關(guān)，無(wú)論當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行到哪里，一律強(qiáng)制急車放行，接通急車方向的綠色指示燈和另一方向的紅色指示燈，直到急車通過(guò)為止。急車通過(guò)后，斷開強(qiáng)通開關(guān)，指示燈的狀態(tài)改為急通方向上的綠色指示燈閃3次，之后進(jìn)入正常的系統(tǒng)控制。如果兩個(gè)方向先后出現(xiàn)緊急情況，則先響應(yīng)先來(lái)的一方，之后再響應(yīng)另一方。在任意時(shí)刻按下停止按鈕，本次循環(huán)結(jié)束后，所有燈都熄滅不再循環(huán)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

（1）分析系統(tǒng)所需硬件設(shè)備，進(jìn)行輸入，輸出端子分配，畫出I/O配線圖；完成本系統(tǒng)所需硬件如下：輸入設(shè)備：?jiǎn)?dòng)按鈕、停止按鈕、南北急通開關(guān)、東西急通開關(guān)；輸出設(shè)備：南北方向紅燈、黃燈、綠燈，東西方向紅燈、黃燈、綠燈。I/O地址分配表如下：

（2）按照I/O分配表接線。

（3）程序設(shè)計(jì)方案：a.分析任務(wù)要求可知，本系統(tǒng)是順序控制系統(tǒng)。首先明確任務(wù)要求，根據(jù)要求，畫出流程圖。通過(guò)分析系統(tǒng)控制要求，畫出流程圖如下：

我們借助流程圖，根據(jù)梯形圖的套用格式，很容易即可將交通燈控制系統(tǒng)程序編好。

需要注意：因程序出問(wèn)題大都在控制部分，為了方便查找問(wèn)題，通常我在編程時(shí)會(huì)分塊編寫，先編控制部分、再編定時(shí)部分，最后編輸出部分，關(guān)鍵程序段如下：

做到以下幾點(diǎn)：

①如果某一方向發(fā)生緊急情況，該方向綠燈亮，另一方向紅燈亮，具有做法是：將該方向急通開關(guān)的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)到所有控制回路，停系統(tǒng)；將該方向急通開關(guān)的常開觸點(diǎn)自鎖后并聯(lián)到控制該方向綠燈的觸點(diǎn)上同時(shí)并聯(lián)到另一方向控制紅燈的觸點(diǎn)上，自鎖后的觸點(diǎn)與急通開關(guān)的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)去啟動(dòng)急通方向的綠燈閃。

②如果兩個(gè)方向先后出現(xiàn)緊急情況，則先響應(yīng)先來(lái)的一方，之后再響應(yīng)另一方，具體做法是：采用繼電器觸點(diǎn)互鎖。

關(guān)鍵程序段如下：

（4）程序編輯，運(yùn)行，下載，調(diào)試。

三、總結(jié)

本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用了流程圖及梯形圖套用格式，采用模塊化的編程方法，切實(shí)體會(huì)到在較復(fù)雜的PLC順序控制系統(tǒng)中借助流程圖，可以使設(shè)計(jì)思路更加清晰，同時(shí)借助梯形圖套用格式編程，能有效的提高編程效率。在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行模塊化編程，能更方便查找問(wèn)題。