基于比較指令的交通燈PLC控制程序設計

李言武

(安徽工貿職業技術學院，安徽 淮南 232007)

目前，采用PLC控制交通燈顯示是一種較為穩定可靠的手段，但由于交通燈顯示是雙向的、同時按照一定的規律變化，在設計控制程序時容易造成邏輯關系不夠清晰，可讀性差，不易理解掌握。為此，本文根據交通燈顯示PLC控制要求，給出交通燈顯示控制時序圖，利用計數器指令計數秒脈沖實現交通燈顯示計時，利用比較指令比較計數器的當前計數值驅動交通燈顯示。

圖1 交通燈顯示示意圖

1 交通燈顯示PLC控制要求

交通燈顯示PLC控制如圖1所示，在十字路口，東西方向為R1紅、Y1黃、G1綠3組6盞指示燈，南北方向為R2紅、Y2黃、G2綠3組6盞指示燈。當某個方向綠燈點亮(另一方向紅燈點亮)20s后，黃燈以2s周期閃爍3次，然后紅燈點亮(另一方向綠燈點亮、黃燈閃爍)，如此循環顯示。

2 PLC控制程序設計與解析

2.1 設計思路

根據控制要求，交通燈顯示控制時序圖如圖2所示，其中某個方向紅黃綠指示燈顯示的一個完整周期為50s。

圖2 交通燈顯示控制時序圖

在圖2中，東西方向綠燈點亮20s，黃燈閃爍5s，紅燈點亮25秒；對應南北方向紅燈點亮25s，綠燈點亮20秒，黃燈閃爍5s。因此，程序設計采用的思路如下：

(1)任務周期設定。利用50s計數器進行計時，即計數器指令的計數脈沖周期為1s，當前值每增1所需時間為1s ，計數器預置值設為50。

(2)指示燈顯示控制。通過比較計數器指令比較計數器的當前計數值，在達到設定值時分別驅動綠燈、黃燈、紅燈3色交通燈顯示。① 東西方向： 0≤“C0”當前值≤19，綠燈顯示；“C0”當前值=20、22、24，黃燈顯示，達到間隔2s閃爍；25≤“C0”當前值≤50，紅燈顯示。②南北方向：0≤“C0”當前值≤24，紅燈顯示；25≤“C0”當前值≤44，綠燈顯示；“C0”當前值=45、47、49，黃燈顯示，達到間隔2s閃爍。

2.2 主要指令格式及功能

程序設計主要運用整數比較指令和增計數器指令，其格式及功能如表1所列。

表1 主要指令格式及功能

2.3 編程元件分配及功能

編程元件分配及功能如表2所列。

表2 編程元件分配及功能

2.4 程序設計與解析

依據交通燈顯示控制時序圖，利用整數比較指令和增計數器指令編寫控制程序如圖3所示。

圖3 交通燈顯示PLC控制梯形圖

在圖3中，I0.0為啟停開關SB1，控制交通燈顯示狀態，程序解析如下：(1)網絡1程序段，實現50s計時器功能：特殊寄存器SM0.5觸點提供周期T為1s、占空比50%的時鐘脈沖；增計數器C0實現“1s時鐘脈沖”的計數，總數為50個，即50s計數；中間寄存器M0.0觸點實現增計數器C0復位(C0當前計數值置0，輸出狀態位置0)。

(2)網絡2程序段，實現循環控制：增計數器C0的觸點實現輸出線圈M0.0狀態為置1，即M0.0=1，使中間寄存器M0.0的觸點接通。

(3)網絡3～5程序段，實現東西方向交通燈顯示控制：增計數器C0當前值為0～19綠燈點亮；增計數器C0當前值為20～24黃燈閃爍3次；增計數器C0當前值為25～50紅燈點亮。

(4)網絡6～8程序段，實現南北方向交通燈顯示控制：增計數器C0當前值為0～24紅燈點亮；增計數器C0當前值為25～44綠燈點亮；增計數器C0當前值為45～49黃燈閃爍3次。

2.5 運行調試

連接好 PLC外圍接線，確認無誤后接通電源，使交通燈顯示PLC控制線路處于正常工作狀態，程序控制功能的調試步驟如下：①編寫梯形圖程序，編譯后將梯形圖程序下載到PLC中。②閉合啟停開關SB1，交通燈以設定好的工作方式運行顯示。③運行期間，斷開啟停開關SB1，交通燈立即停止顯示。

2.6 拓展應用

對交通燈顯示PLC控制程序進行修改，實現黃燈閃爍次數由3次變為5次，紅燈和黃燈顯示要求不變，則交通燈顯示控制時序圖如圖4所示，其中某個方向紅黃綠指示燈顯示的一個完整周期為58s。

圖4 交通燈顯示控制時序圖

在圖4中，交通燈依據計數器C0當前值的顯示狀態設定如下：

(1)東西方向。0≤“C0”當前值≤19，綠燈顯示；“C0”當前值=20、22、24、26、28，黃燈顯示；29≤“C0”當前值≤58，紅燈顯示。

(2)南北方向。0≤“C0”當前值≤28，紅燈顯示；29≤“C0”當前值≤48，綠燈顯示；“C0”當前值=49、51、53、55、57，黃燈顯示。

3 結束語

實踐表明，采用此方法設計交通燈PLC控制程序優點如下：

(1)邏輯關系清晰。根據交通燈顯示控制要求，給出紅黃綠指示燈工作時序圖，程序設計邏輯關系清晰。

(2)可讀性好。利用計數器指令實現秒計數進行計時，利用比較指令比較計數器當前計數值驅動交通燈顯示，顯示狀態轉換關系明確。

(3)便于掌握。程序設計主要使用的計數器指令和比較指令功能簡單，易于掌握和靈活應用。