基于PLC的十字路口交通燈控制系統

摘要：文中采用PLC可編程控制器控制十字路口信號燈，PLC可編程制器具有可靠性高、維護方便，用法簡(jiǎn)單、通用性強等特點(diǎn)。根據城市交通的實(shí)際情況，給出西門(mén)子S7-200型PLC實(shí)現帶人行橫道過(guò)馬路請求的十字路交通燈控制系統的硬件和軟件設計，給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的城市交通燈控制系統設計方案。文中交通燈控制系統主要用于控制快速路十字路口車(chē)輛、行人通行，減少相互干擾，提高路口的通行能力。
關(guān)鍵詞：可編程控制器；交通燈；主干道；次干道

0 引言
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，車(chē)輛急劇增多，城市道路交通堵車(chē)現象日益嚴重。因此，許多城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著(zhù)交通量的快速增長(cháng)和缺乏對高速路的系統研究和控制，高速道路沒(méi)有充分發(fā)揮出預期的作用。而城市高速道路在構造上的特點(diǎn)，也決定了其交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的城市高速道路，緩解主干道車(chē)流量繁忙的交通擁堵?tīng)顩r，越來(lái)越成為交通運輸管理和城市規劃部門(mén)有待解決的主要問(wèn)題。
鑒于當前實(shí)際中，一般在主干道是行車(chē)道而次道是人行橫道和一些非機動(dòng)車(chē)通行的十字馬路處的交通燈仍然采用固定通行的一般的交通燈系統。這樣的系統，不利于提高道路的利用率，也不利于主要車(chē)道的通行，在沒(méi)有行人需要通過(guò)人行橫道的時(shí)候，主要車(chē)道上的行人也必須在停止線(xiàn)以外停車(chē)侯本車(chē)道綠燈亮。本文提出了一種全新的思路來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題，在有行人請求的情況下才會(huì )使主要車(chē)道的紅燈點(diǎn)亮，禁止機動(dòng)車(chē)通行，給行人通過(guò)的時(shí)間。而平時(shí)則主干道上一直綠燈亮，允許車(chē)輛快速通行，這樣可以大大提高主干道利用率，緩解日益嚴重的交通擁堵。文中采用PLC來(lái)實(shí)現帶有人行橫道請求的十字馬路交通燈控制系統的設計。

1 可編程控制器簡(jiǎn)介
PLC是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它具有體積小、功能強、靈活通用與維護方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。特別是它的高可靠性和較強的適應惡劣環(huán)境的能力，受到用戶(hù)的青睞。因此在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應用，成為了現代工業(yè)控制的三大支柱之一。
PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相近。從結構上分，PLC分為固定式和模塊式兩種。固定式PLC包括CPU板、I／O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I／O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。
當PLC投入運行后，其工作過(guò)程一般分為輸入采樣、用戶(hù)程序執行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個(gè)階段。

2 帶人行橫道過(guò)馬路請求的交通燈控制系統硬件設計
2．1 交通燈控制整體框圖設計
十字馬路交通燈示意如圖1所示，其主干道是行車(chē)道而次道是人行橫道和一些非機動(dòng)車(chē)通行道，在馬路通行及人行橫道通行方向均有紅、黃、綠交通燈，按照交通情況依次點(diǎn)亮交通信號燈。

論文中設計的交通燈控制系統主要實(shí)現檢測和控制兩大功能。檢測次道上有沒(méi)有行人請求通過(guò)；控制主干道與次干道的紅、黃、綠燈的協(xié)調自動(dòng)工作。