十字路口交通灯_1.doc

利用PLC实现十字路口交通灯的控制 摘要：介绍如何用PLC实现十字路口交通灯的控制，说明其设计方法，解释了程序的工作原理。 关键词：PLC；交通灯；状态转移图 Abstract：How to conlrol trafic tights with PLC in crossroad was inlroduced．Design and working principles of theprogram were explained． Key words：PLC； trafic light； state Iran sition graphic 交通十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。那么控制系统是如何实现红、绿、黄三种颜色信号灯有条不紊工作的呢?交通信号灯控制方式很多，可以用电子电路来实现，也可以用单片机编程控制来实现。本文主要介绍如何利用PLC来实现十字路口交通灯的控制。 1 交通灯的控制要求 1．1 控制要求 信号灯受启动及停止按钮的控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环工作，当按下停止按钮时，系统将停止在初始状态，所有信号灯都熄灭。 1．2 控制时序 交通灯示意图如图1所示，在东西南北两个方向均安装信号灯，两个方向各6个灯，分为红、黄、绿三种颜色。工作时序如图2所示，假设东西向较忙，绿灯时间是南北向的2倍(40s)。按下起动按钮后，南北向绿灯亮维持20s，20s后，南北黄灯闪烁3次，计6S，期间，东西向红灯也亮，并维持26s；26s后，东西方向绿灯亮40s，后东西向黄灯闪烁3次，计6s，期间，南北向红灯也亮，并维持46so接下去周而复始，直到停止按钮被按下为止。 硬件及外围元器件 根据信号灯的控制要求，所有的器件有：三菱FX系列PLC、起动按钮SB1、停止按钮SB2、红黄绿色信号灯各4 只，输入／输出端口接线如图3所示。由图可见：起动按钮SB1接于输入继电器X0端，停止按钮SB2接于输入继电器xl端，东西方向的绿灯接于输出继电器Y5端，东西方向黄灯接于输出继电器Y4端，东西方向的红灯接于输出继电器Y3端，南北方向绿灯接于输出继电器Y2端，南北方向的黄灯接于输出继电器Y1，南北方向红灯接于输出继电器Y0。将输出端的COM1及COM2用导线相连，输出端的电源为交流220V。如果信号灯的功率较大，一个输出继电器不能带动两只信号灯，可以采用一个输出点驱动一只信号灯，也可以采用输出继电器先带动中间继电器，再由中间继电器驱动信号灯。 3 软件设计 采用步进梯形指令双流程编程实现，应用并联分支结构，其状态转移图如图4所示。由图可知，我们把东西和南北方向信号灯的动作分成两个流程同时起动，分别运行各自的时序动作，相互之间的配合由统一的时钟进行有机配合，不会出现差错。现仅以南北方向的动作简单分析一下工作原理，东西方向工作过程基本相同，在此不再赘述。系统起动时，利用M8002开机脉冲自动进入sO状态，系统处于等待状态。当启动按钮SB1按下时，xO接通，$20和$30同时起动，Y2和Y3同时起动，Y2使南北绿灯亮，Y3使东西红灯亮(东西方向以下不分析)，$20起动的同时TO开始计时，20s后利用 常开接点的闭合使状态进入$21，此时Y1和T1起动，Y1使南北黄灯亮，T1计时1s，1s后进入$22，在$22状态下，起动CO和T2，此时南北黄灯灭，CO计数加1，T2时间到时，如果co,J-数不到3次，状态转到$21循环，如果CO计数到3次，状态转入s23，这样就做到了南北方向黄灯闪烁3次的要求。南北方向黄灯闪烁3次后，系统进入s23状态，在s23状态下，复位CO，为下次闪烁作好准备，同时起动Y0和r3，Y0使南北红灯亮，亮46s后进入s24状态，至此南北方向的一个循环执行完，此时东西方向也应该完成，在 两个方向都完成后(必须都完成)，又重新进入s20和s30······，如此反复工作。在任何时候按下停止按钮SB2，Xl接通，状态转入so，并复位相关状态和计数器，系统自动停止。 4 总结 实现交通灯的控制方法很多，传统的方法实现都存在一个共同的问题，就是工作的可靠性、稳定性和抗干扰能 力有限，而交通灯又安装在嘈杂的交通路口，外界因素的干扰可想而知，这为PLC在工业控制中的使用提供了广阔的空间。PLC是专为在工业环境下应用而设计的，其工作的可靠性非常高，具有很强的抗干扰能力，能在很恶劣的环境下(如温度高、湿度大、金属粉尘多，距离高压设备近、有较强的高频电磁干扰等)长期连续可靠地工作，平均无故障时间长，故障修复时间短。因为它在设计和制造过程中采用了精选元器件及多层次抗干扰等措施，使可编程控制器的平均无故障时间MTBF~常在50 000h以上，有些可编程控制器的平