PLC在交通燈控制系統設計

交通燈控制系統是一個(gè)老掉牙的問(wèn)題，各種方式的控制系統也不斷產(chǎn)生。隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加強，機動(dòng)車(chē)輛也不斷增多，交通信號控制功能不斷擴展，其控制效率要求不斷提高?；赑LC的交通燈控制系統能把可編程控制器的軟硬件系統功能強大、可靠性好，邏輯編程方法簡(jiǎn)單，易于開(kāi)發(fā)復雜控制系統、有豐富的擴展模塊和聯(lián)網(wǎng)能力和應用范圍十分廣泛的特點(diǎn)結合起來(lái)，使系統易于實(shí)現。
本系統采用日本松下電工生產(chǎn)的超小型FP0系列PLC作主控系統，其體積小但功能強大。我們按照現有十字路口的交通燈的設計方案來(lái)說(shuō)明基于PLC的交通燈控制系統的方便性特點(diǎn)，也間接說(shuō)明其在滿(mǎn)足控制系統要求的功能擴展上也易于實(shí)現。

二、系統控制設計
1、系統功能要求
交通燈系統啟動(dòng)時(shí)，紅、綠、黃燈按一定時(shí)序輪流發(fā)亮。首先，南北紅燈亮，東西綠燈亮。南北紅燈維持35s（可由用戶(hù)設定），在南北紅燈亮同時(shí)東西綠燈也亮，并維持30s，到了30s時(shí)，東西路燈閃亮，閃亮周期為1s。綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮，并維持2s。到2s時(shí)，東西黃燈熄、紅燈亮，同時(shí)南北紅燈熄，綠燈亮。東西紅燈亮維持25s（可由用戶(hù)設定）,南北綠燈亮維持20s。到20s時(shí)，南北綠燈亮3s后滅，南北黃燈亮，并維持2s。到2s時(shí)，南北黃燈熄、紅燈亮，同時(shí)東西綠燈亮，開(kāi)始下一周期的動(dòng)作；系統可進(jìn)行時(shí)間倒計時(shí)顯示；當緊急狀態(tài)要一側方向通過(guò)時(shí)，可以使南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮或者南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；在特殊情況下，系統可以人為根據各方向車(chē)流量，進(jìn)行各車(chē)道通行時(shí)間的變更；在某時(shí)段如23：00至次日6：00車(chē)流量很少情況下，系統可以設定為各方向的只有黃燈閃爍。
2、系統設計
2.1硬件設計
硬件主要采用日本松下電工生產(chǎn)的小型FP0－C32CT型（帶日歷時(shí)鐘功能）PLC，其I/O分別各有16個(gè)；根據系統要求需要進(jìn)行I/O擴展要求，需要配一級擴展單元FP0－E16YT，其有16個(gè)輸出。其I/0分配如表1，其控制輸入輸出接線(xiàn)原理圖如圖1所示。輸出設備是電壓高，功率大的設備，可由PLC輸出給中間繼電器，再通過(guò)中間繼電器進(jìn)行外部設備的輸出控制。
表1 系統I/0分配表

圖1 外部接線(xiàn)原理圖

2.2軟件設計
系統軟件設計內容包括交通燈順序循環(huán)控制、兩方向的急?？刂?、數碼時(shí)間顯示控制、定時(shí)時(shí)段控制、各路通行時(shí)間變更控制幾部分。順序循環(huán)控制主要采用定時(shí)器指令編寫(xiě)，通過(guò)時(shí)間的順序運行，來(lái)達到各路燈的按要求輸出；通過(guò)配合各路急停開(kāi)關(guān)的閉鎖實(shí)現各方向的紅燈或綠燈亮，當急停開(kāi)關(guān)恢復后，又通過(guò)對定時(shí)器的內部經(jīng)過(guò)值SV賦值，達到路燈進(jìn)行切換恢復的目的，程序參考圖2。我們可以通過(guò)PLC內部的日歷時(shí)鐘功能，對內部運行的時(shí)鐘數據存儲區進(jìn)行取值比較，用類(lèi)似急?？刂频姆椒?，實(shí)現某時(shí)段各方向的黃燈閃（程序略）；由于前面采用的定時(shí)器獨立的，故對于各路通行時(shí)間變更控制可以采用對定時(shí)器TM0對TM4的設定值SV賦值來(lái)改變，當然各方向時(shí)間也不能無(wú)限增大和減小，我們可以通過(guò)比較指令限制其在指定的數值范圍（程序略）。通過(guò)對定時(shí)器TM0對TM4中變化的經(jīng)過(guò)值EV，我們可以通過(guò)指令實(shí)時(shí)把他們轉為BCD碼，再由專(zhuān)門(mén)指令直接轉換為七段碼數值，用于對各方向時(shí)間的倒計時(shí)顯示（程序略）。