基于S7—200 PLC交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘要】可編程控制器（PLC）因其結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，在交通燈控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。通過(guò)用可編程控制器（S7-200 PLC）控制交通燈模擬工作，詳細(xì)敘述了交通燈的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。主要介紹了交通燈的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，列出了具體的輸入輸出地址，并給出了系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)。該P(yáng)LC控制系統(tǒng)在對(duì)交通燈的模擬控制中取得了良好的效果，完全滿足本系統(tǒng)提出的控制要求。

【關(guān)鍵詞】S7-200 PLC；交通燈；程序

Abstract：Programmable logic controller（PLC）because of its compact structure，convenient use，strong adaptability，widely used in traffic lights control.Through the use of programmable logic controller（S7-200 PLC）to control the traffic light simulation work，described in detail the design method of PLC traffic lights control system.Mainly introduces the design requirements of PLC traffic lights control system，a list of input and output address specific，and gives the design of ladder diagram of the system.The PLC control system has achieved good results in the simulation to control the traffic lights control system，fully meet the requirements.

Keywords：S7-200 PLC；traffic lights；program

交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。用可編程控制器S7-200 PLC實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問(wèn)題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通的實(shí)際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的城市交通燈控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)方案?？删幊绦蚩刂破髟诠I(yè)自動(dòng)化中的地位極為重要，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價(jià)格低、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出。

1.交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

1.1 結(jié)合十字路口交通燈路況的模擬控制系統(tǒng)

在PLC交通燈模擬模塊中，主干道東西南北每面都有3個(gè)控制燈，分別為：

●禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）

●準(zhǔn)備禁止通行燈 （亮?xí)r為黃色）

●通行燈 （亮?xí)r為綠色）

另外人行道東西南北每面都有2個(gè)控制燈，分別為：

●禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）

●通行燈 （亮?xí)r為綠色）

結(jié)合十字路口交通燈實(shí)際情況設(shè)計(jì)交通燈模擬控制系統(tǒng)，當(dāng)交通燈系統(tǒng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)：

（1）南北向（列）和東西向（行）主干道均設(shè)有綠燈20S，綠燈閃亮3S，黃燈2S和紅燈25S。當(dāng)南北主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，東西主干道應(yīng)依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃亮，黃燈，反之，當(dāng)東西主干道紅燈點(diǎn)亮?xí)r，南北主干道依次點(diǎn)亮綠燈，綠燈閃，黃燈。

（2）南北向和東西向人行道均設(shè)為通行綠燈和禁行紅燈。南北人行道通行綠燈應(yīng)在南北主干道綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)南北主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r南北行人道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。東西人行道通行綠燈于東西主干道綠燈點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，當(dāng)東西主干道綠燈閃亮和黃燈點(diǎn)亮?xí)r東西人行道綠燈也要對(duì)應(yīng)閃亮，其它時(shí)間為紅燈。

（3）除此之外另設(shè)兩個(gè)功能，使用10個(gè)脈沖開(kāi)關(guān)。實(shí)現(xiàn)讓盲人可以方便通過(guò)十字路口和手動(dòng)控制車流量。其中8個(gè)安裝在人行道的兩邊，當(dāng)東西方向行走的盲人要過(guò)馬路的時(shí)候，按下脈沖開(kāi)關(guān)東西向人行道綠燈亮起，南北向主干道紅燈閃亮，延遲10秒恢復(fù)原來(lái)的控制系統(tǒng)，南北向脈沖開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同。另外兩個(gè)脈沖開(kāi)關(guān)可以控制車流量，當(dāng)東西向主干道等待車量較多的時(shí)候，按下東西向控制脈沖開(kāi)關(guān)，東西向主干道延長(zhǎng)綠燈點(diǎn)亮?xí)r間延長(zhǎng)15秒。東西向人行道綠燈也要對(duì)應(yīng)延長(zhǎng)，南北向脈沖開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)東西向功能相同。

1.2 十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖

具體如圖1～4所示。

2.交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 可編程控制器選擇

本次交通燈設(shè)計(jì)用的是來(lái)自西門子可編程控制器，產(chǎn)品規(guī)格：S7-200系列是一類可編程邏輯控制器。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動(dòng)化控制的需要，具有緊湊的設(shè)計(jì)，良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得S7-200可以近乎完善地滿足小規(guī)模的控制要求。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，缺點(diǎn)是輸入輸出口配置數(shù)量固定，主要用小型PLC。

2.2 可編程控制器I/O地址分配

該西門子模塊為CPU224型，輸入地址有10個(gè)，輸出地址有14個(gè)，能夠滿足交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。確定I/O地址是設(shè)計(jì)整個(gè)PLC交通燈控制系統(tǒng)首先要解決的問(wèn)題，決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，也是系統(tǒng)軟件編程的前提。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，分別定義了輸入地址I0.0～I(xiàn)0.5共6個(gè)，輸出地址Q0.0～Q0.6共7個(gè)。具體輸入、輸出地址定義如表1所示。

2.3 梯形圖的設(shè)計(jì)

（1）交通燈主程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)5、網(wǎng)絡(luò)6-網(wǎng)絡(luò)10、網(wǎng)絡(luò)11-網(wǎng)絡(luò)17、網(wǎng)絡(luò)18-網(wǎng)絡(luò)21、網(wǎng)絡(luò)22-網(wǎng)絡(luò)25如圖5～9所示。

（2）主干道交通燈子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)13如圖10所示。 （下轉(zhuǎn)封三）（上接第131頁(yè)）

圖10 網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)13

（3）東西盲人行走子程序

網(wǎng)絡(luò)1如圖11所示。

圖11 網(wǎng)絡(luò)1

（4）南北盲人行走子程序

網(wǎng)絡(luò)1如圖12所示。

圖12 網(wǎng)絡(luò)1

（5）東西綠燈延時(shí)子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)14如圖13所示。

圖13 網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)14

（6）南北綠燈延時(shí)子程序

網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)14如圖14所示。

圖14 網(wǎng)絡(luò)1-網(wǎng)絡(luò)14

3.結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)用可編程控制器（S7-200 PLC）控制交通燈系統(tǒng)工作，實(shí)踐證明方案可行。另外，無(wú)論在城市交通燈的使用中還是學(xué)校的實(shí)訓(xùn)和培訓(xùn)工作中，只要對(duì)控制要求或軟件上相對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置加以改進(jìn)，就能滿足各種不同場(chǎng)合對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1]廖常初.S7-200 PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.