基于PLC的十字路口交通燈設(shè)計(jì)

夏文明

摘 要：PLC在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用日益廣泛，而十字路口交通燈中隱含的流程思想在自動(dòng)控制的很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，本文以FX2N-48MR為主控單元，用順序控制設(shè)計(jì)法對(duì)十字路口交通燈系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以期為順序控制設(shè)計(jì)法在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用開(kāi)拓思路。

關(guān)鍵詞：PLC 十字路口交通燈 順序控制設(shè)計(jì)法

中圖分類號(hào)：TP183 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（a）-0018-01

1 設(shè)計(jì)要求

該控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)只有一個(gè)，也就是啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)該輸入信號(hào)接通時(shí)，控制系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，且先南北方向紅燈常亮，東西方向綠燈常亮。當(dāng)輸入信號(hào)斷開(kāi)時(shí)，該控制系統(tǒng)立刻停止運(yùn)行；南北方向紅燈常亮20 s，在南北方向紅燈常亮的同時(shí)，東西方向綠燈也常亮，并維持15 s；到15 s時(shí)，東西方向綠燈閃爍3s，然后東西方向黃燈長(zhǎng)亮2 s，2 s后，東西方向黃燈熄滅，東西方向紅燈長(zhǎng)亮20 s，同時(shí)，南北方向紅燈熄滅，綠燈長(zhǎng)亮15 s，然后閃爍3 s，接著南北方向黃燈長(zhǎng)亮2 s，如此往復(fù)。該過(guò)程可由圖1表示。

2 硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該P(yáng)LC控制系統(tǒng)需要一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，十二盞燈，但南北走向和東西走向的亮滅規(guī)律是一樣的，因此該系統(tǒng)需要占用一個(gè)PLC輸入端口，六個(gè)輸出端口，由于輸入輸出點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，選用小型可編程控制器即可，本文選擇了手頭配備的FX2N-48MR。該控制系統(tǒng)的硬件電路圖如圖2所示，該系統(tǒng)的端口分配表如表1所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)是該系統(tǒng)的中心工作，從設(shè)計(jì)要求可以看出該系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)接通以后通過(guò)定時(shí)器控制各個(gè)方向紅綠黃燈的亮滅，并且中間沒(méi)有需要選擇的環(huán)節(jié)，因此該控制系統(tǒng)是一個(gè)單序列結(jié)構(gòu)，根據(jù)編程經(jīng)驗(yàn)，單序列結(jié)構(gòu)用順序控制設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)單實(shí)用，編程思路清晰，容易調(diào)試和修改，可讀性也很強(qiáng)，是一種較為通用的設(shè)計(jì)方法[1，2]。

用順序控制設(shè)計(jì)法首先要畫(huà)順序功能圖。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可知該流水燈系統(tǒng)可分為六步，每一步的動(dòng)作有兩盞燈需要點(diǎn)亮，并計(jì)時(shí)點(diǎn)亮的時(shí)間，計(jì)時(shí)時(shí)間到下一步激活，因此各步的轉(zhuǎn)換條件是計(jì)亮燈時(shí)間的定時(shí)器T，最后一步結(jié)束后又將第一步激活，完成一次循環(huán)，根據(jù)該思路，可得出改系統(tǒng)的順序功能如圖3所示。

根據(jù)該順序功能圖便能方便的寫(xiě)出該控制系統(tǒng)的梯形圖。第一步的啟動(dòng)條件有兩個(gè)，分別是X0接通，或者M(jìn)8處于活動(dòng)狀態(tài)，并且T7定時(shí)時(shí)間到，這兩個(gè)條件只要有一個(gè)成立都能讓M1處于活動(dòng)狀態(tài)。其他步只要前級(jí)步是活動(dòng)步并且轉(zhuǎn)換條件成立就可以激活后級(jí)步了，根據(jù)該思路，可由“起保?！彪娐返霓D(zhuǎn)換規(guī)律得出該控制系統(tǒng)的梯形圖，具體的梯形圖本文不贅述。需要注意的是從順序功能圖上看，步M0和步M1表面上看輸出沒(méi)有發(fā)生變化，應(yīng)當(dāng)合成一步，其實(shí)步M0中的Y0是常亮，而步M1中的Y0是閃亮，因此必須分開(kāi)列出，但是用起保停電路編寫(xiě)梯形圖時(shí)，為避免雙線圈輸出，需要再增設(shè)兩個(gè)輔助繼電器，同理步M3和步M4也需要增設(shè)兩個(gè)輔助繼電器。

4 結(jié)語(yǔ)

本文用順序控制設(shè)計(jì)法對(duì)十字路口交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)雖然不復(fù)雜，卻是運(yùn)用順序控制設(shè)計(jì)法的典型案例，希望通過(guò)本案例的分析，能為相關(guān)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)開(kāi)拓思路。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫振強(qiáng).可編程控制器原理及應(yīng)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[2] 郁漢琪.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004.