基于西門子PLC1200 交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳砆興

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州730207）

由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展迅速，國(guó)民的生活方式也在逐漸發(fā)生變化，在物質(zhì)條件極大豐富的前提下，越來(lái)越多國(guó)民會(huì)選擇汽車作為交通工具，因此在城市交通管理的過(guò)程中，由于汽車數(shù)量越來(lái)越多，也為城市的交通帶來(lái)了一定影響。為了防止城市交通運(yùn)行出現(xiàn)不流暢的問題，交通管理部門必須要對(duì)城市的道路及交通管理設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的改善，交通燈作為交通管理設(shè)施中的重要組成部分，不僅能夠協(xié)調(diào)城市道路的擁擠現(xiàn)狀，還能夠?yàn)槲覈?guó)國(guó)民的人身安全帶來(lái)一定的保障，因此，提高交通燈系統(tǒng)的使用質(zhì)量，是當(dāng)前維護(hù)我國(guó)城市交通順暢運(yùn)行的重要措施。負(fù)責(zé)交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作人員，要善于使用西門子PLC1200 編程技術(shù)，從而提高其設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1 交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行要求

基于西門子PLC1200 進(jìn)行交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須要滿足交通管理部門和城市交通的具體需求，現(xiàn)階段對(duì)交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，首先為了確保在城市交通運(yùn)行的過(guò)程中，不會(huì)因?yàn)榻煌粝到y(tǒng)故障而引起擁堵或者交通事故，必須要保證交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在后期運(yùn)行的過(guò)程中能夠有更好的穩(wěn)定性和可靠性，所以這就需要負(fù)責(zé)西門子PLC1200 編程的工作人員，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，不僅設(shè)計(jì)出相應(yīng)的工作流程，還要設(shè)計(jì)一套后備使用方案和保障方案，確保當(dāng)交通燈系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中一旦出現(xiàn)了故障能夠啟動(dòng)后備方案，使城市交通不會(huì)出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。其次是要確保交通燈系統(tǒng)，在后期運(yùn)行的過(guò)程中具備合理性，例如在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要根據(jù)交通燈的不同使用地點(diǎn)，合理控制交通燈的變化時(shí)間以及變化頻率。為了滿足節(jié)能環(huán)保的需求，并且有效的提高交通運(yùn)行率，還應(yīng)該根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)路口的交通運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)，確保能夠根據(jù)不同時(shí)間段的車流量設(shè)計(jì)不同的交通燈變換時(shí)間，這樣既提高了城市交通運(yùn)行的效率，又為人們的生活帶來(lái)了更多的便捷。最后是要在用西門子PLC1200 進(jìn)行交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，嚴(yán)格按照事先的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并且要保證PLC 編程和交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠一一對(duì)應(yīng)，防止出現(xiàn)誤差，影響交通燈系統(tǒng)的使用質(zhì)量。當(dāng)前在我國(guó)交通系統(tǒng)中對(duì)交通燈系統(tǒng)運(yùn)行的控制情況如下，首先是在啟動(dòng)按鈕SB1 時(shí)，南北方向的綠燈，保持常亮狀態(tài)，并且在22 秒后熄滅，然后，南北方向的黃燈點(diǎn)亮3 秒后熄滅，南北方向上的紅燈，在長(zhǎng)亮25 秒以后熄滅。同時(shí)根據(jù)南北方向，綠燈，黃燈，紅燈的亮滅情況，控制東西方向上各燈的點(diǎn)亮?xí)r間。首先在南北方向，綠燈常亮狀態(tài)時(shí)，要確保東西方向紅燈保持長(zhǎng)亮狀態(tài)，而在南北方向黃燈亮?xí)r，同樣在東西方向上保持紅燈常亮。東西方向上紅燈保持常亮25 秒以后綠燈亮22 秒，然后黃燈點(diǎn)亮3 秒后再熄滅。如此經(jīng)過(guò)不斷的循環(huán)過(guò)程，則可以保證交通燈系統(tǒng)的正常運(yùn)行的，需要交通燈系統(tǒng)運(yùn)行停止時(shí)，則可以按下SB2 停止按鈕，所有的燈進(jìn)入全滅狀態(tài)。

2 交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

2.1 交通燈系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

在選擇PLC 編程硬件的過(guò)程中，首先要考慮到交通燈系統(tǒng)硬件的可靠性。一旦硬件在后期使用的過(guò)程中出現(xiàn)較為頻繁的故障，不僅會(huì)影響交通燈系統(tǒng)的使用質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致交通出現(xiàn)癱瘓問題，因此必須要盡量選擇使用性能相對(duì)可靠的硬件設(shè)備，其次是需要考慮到性價(jià)比，由于硬件在選擇的過(guò)程中種類相對(duì)較為繁多，所以，還需要根據(jù)性價(jià)比的原則對(duì)硬件進(jìn)行選擇，既要確保能夠滿足后期的硬件使用流程，又要確保能夠盡量減少資金的投入。最后是要考慮到兼容性原則，由于很多硬件設(shè)備和軟件之間可能會(huì)出現(xiàn)不兼容的問題，從而引起交通燈系統(tǒng)在后期使用的過(guò)程中出現(xiàn)運(yùn)行故障。選擇可靠性相對(duì)較好的產(chǎn)品，既可以保障整個(gè)系統(tǒng)的使用壽命，能夠盡量延長(zhǎng)又可以確保其運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)減少故障出現(xiàn)的頻率，還可以提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率，尤其是交通信號(hào)燈作為影響城市交通的重要交通工具，一旦出現(xiàn)了故障，不僅會(huì)造成城市交通出現(xiàn)大面積擁堵的問題，還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一系列的交通安全事故，所以穩(wěn)定性和可靠性是當(dāng)前在硬件選擇中首要考慮的問題。兼容性是指在前期硬件設(shè)計(jì)和軟件功能的使用過(guò)程中，即使硬件設(shè)備滿足使用要求，但是由于后期再對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行軟件更新的時(shí)，也可能會(huì)出現(xiàn)不兼容的問題，所以應(yīng)該盡量選擇使用性能相對(duì)較為超前的硬件設(shè)備，并且要確保硬件設(shè)備的存儲(chǔ)量能夠和后期交通的軟件使用流程相匹配。在滿足了可靠性穩(wěn)定性和兼容性的原則下，還應(yīng)該考慮到硬件在采購(gòu)過(guò)程中的性價(jià)比。例如，必須要盡量在花同一價(jià)錢的前提下，選擇性能更好，穩(wěn)定性更強(qiáng)的硬件設(shè)備，防止在交通燈系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中浪費(fèi)過(guò)多的資金成本。交通燈系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要包含以下幾個(gè)單元，首先是上位機(jī)單元和按鈕控制單元，然后是執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元和顯示單元，在東西南北不同的方向上，分別放入三盞由紅黃綠顏色組成的燈。

在使用PLC 編程系統(tǒng)的過(guò)程中，還要合理的分配I/O 接口，輸入輸出信號(hào)要和接口進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，防止在后期使用過(guò)程中由于布線不合理或者不簡(jiǎn)潔，而引起輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的紊亂。同時(shí)還要在I/O 接口分配的過(guò)程中，盡量在滿足使用要求的前提下，能夠減少接口的使用數(shù)量，這樣可以保證在后期，對(duì)使用功能進(jìn)行擴(kuò)展的過(guò)程中，為其留出較多的I/O 接口地址。在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中有兩個(gè)輸入端口，一個(gè)接入啟動(dòng)按鈕SB1，另一個(gè)接入停止按鈕SB2，在輸出接口的建立過(guò)程中，要保證東西方向和南北方向的交通信號(hào)燈能夠進(jìn)行同時(shí)的亮滅，并且具備相同的顯示效果。所以這就需要保證相同顏色的燈可以共用一個(gè)輸出接口，并且由于每一個(gè)方向上各有三盞燈，所以需要分配6 個(gè)輸出接口。根據(jù)以上分配方法所建立的I/O 分配表和系統(tǒng)的外部接線圖如下：

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在外部接線圖的接線過(guò)程中，各個(gè)端口的分配情況必須要和交通燈系統(tǒng)的控制要求相匹配，并且要合理的規(guī)定每一個(gè)開關(guān)按鈕所起到的作用，其中Q0.0～Q0.5 分別為南北方向和東西方向的輸出口。

2.2 交通燈系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在交通燈系統(tǒng)使用PLC 編程進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要分為三個(gè)程序段，第1 個(gè)程序段的功能是可以有效的控制交通燈系統(tǒng)的啟動(dòng)停止以及循環(huán)，第2 個(gè)程序段需要對(duì)南北方向的信號(hào)燈進(jìn)行點(diǎn)亮和熄滅的控制，第3 個(gè)程序段則需要針對(duì)南北方向信號(hào)燈的亮面情況，對(duì)東西方向的信號(hào)燈進(jìn)行點(diǎn)亮和熄滅的控制。其具體的設(shè)計(jì)程序圖如下。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段在我國(guó)交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，西門子PLC1200 編程技術(shù)具備非常好的使用效果，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)在交通燈控制過(guò)程中的自動(dòng)化和智能化，還可以通過(guò)對(duì)交通流量的統(tǒng)計(jì)，實(shí)時(shí)的控制交通燈的亮滅時(shí)間，因此，在我國(guó)城市交通疏導(dǎo)中起到了非常重要的作用。