基于PLC實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈控制的設(shè)計(jì)

胡木琦 魏穎 沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院

1 PLC十字路口交通燈硬件設(shè)計(jì)及其外圍元器件

根據(jù)信號(hào)燈的控制要求，所有的器件有；三菱FX系列PLC、啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2、紅黃綠色信號(hào)燈各4只。

啟動(dòng)按鈕SB1接于輸入繼電器X0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器X1端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y5端，東西方向黃燈接于輸出繼電器Y4端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向綠燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y1，南北方向紅燈接于輸出繼電器Y0。將輸出短的COM1及COM2用導(dǎo)線相連，輸出端的電源為交流220V，如果信號(hào)燈的功率較大，一個(gè)輸出繼電器不能帶動(dòng)兩只信號(hào)燈，可以采用一個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)一只信號(hào)燈，也可以采用輸出繼電器先帶動(dòng)中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈。

圖1.1 PLC外部接線圖

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 交通燈PLC程序控制

采用梯形指令雙流程編程實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用并聯(lián)分支結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移以圖所示，由圖可知，把東西和南北方向信號(hào)燈的動(dòng)作分成兩個(gè)流程同時(shí)啟動(dòng)，分別運(yùn)行各自的時(shí)序動(dòng)作，相互之間的配合由統(tǒng)一的 時(shí)鐘進(jìn)行有機(jī)配合，不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。現(xiàn)僅以南北方向的動(dòng)作來(lái)分析工作原理，當(dāng)啟動(dòng)按鈕SB1按下時(shí)，x011接通，Y1和Y4同時(shí)啟動(dòng)，Y1使南北綠燈亮。Y4使東西紅燈亮，X0啟動(dòng)的同時(shí)T0開始計(jì)時(shí)，20S后再利用常開接點(diǎn)的閉合使?fàn)顟B(tài)進(jìn)入T4，此時(shí)Y3和Y5啟動(dòng)，T4使南北黃燈亮，T1計(jì)時(shí)6S，6S后進(jìn)入T2，在T3狀態(tài)下，啟動(dòng)C0和T2，此時(shí)南北黃燈滅，C0計(jì)數(shù)加一，T2時(shí)間到時(shí)，如果C0計(jì)數(shù)不到3次，狀態(tài)轉(zhuǎn)到T0循環(huán)，如果C0計(jì)數(shù)燈閃爍3次后，系統(tǒng)進(jìn)入T4狀態(tài)，在T4狀態(tài)下，為下次閃爍做好準(zhǔn)備，同時(shí)啟動(dòng)Y3和Y5，Y1時(shí)南北紅等亮，亮46s后進(jìn)入X0狀態(tài)，至此南北方向的一個(gè)循環(huán)執(zhí)行完，此時(shí)東西方向也應(yīng)該完成，在兩個(gè)方向都完成后，又重新進(jìn)入到X0和X11，如此反復(fù)工作，在任何時(shí)候按下停止按鈕SB2，X1接通，并復(fù)位相關(guān)狀態(tài)和計(jì)數(shù)器，系統(tǒng)自動(dòng)停止。

圖2.1 交通燈PLC梯型圖

2.2 PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)I/O地址分配

表2.2 交通燈控制系統(tǒng)I/O地址分配表

3 結(jié)束語(yǔ)

由于PLC具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器自語(yǔ)言十分豐富，可對(duì)目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號(hào)燈進(jìn)行精確控制，特別對(duì)十字路口的控制方便的實(shí)現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來(lái)越多將PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。可縮短車輛通行的等候時(shí)間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。在該設(shè)計(jì)中，還引入EDA模擬十字路口交通燈閃亮及車輛通行，十分形象地顯示出了PLC在交通燈系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。而采用PLC基于以下原因，PLC具有很高的可靠性，抗干擾能力，通常的平均無(wú)障礙時(shí)間在30W小時(shí)以上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，維護(hù)方便，改造容易，功能完善，實(shí)用性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，具有硬件故障的自我檢查功能[3]。