交通红绿灯PLC控制系统编程方法与技巧

灯两种。由于显示图形是预先做在显示屏上， 所以红 灯图形只占 １ 位输出， 行走绿灯动画图形一般不超过 ３ 位输出， 很容易通过编程实现。
３ 结束语
交通信号红绿灯 ＰＬＣ 控制的编程， 总的来说， 不
是特别困难， 但编程方法繁多， 编程的随意性很强， 有
的方法编制的程序很长、难以理解。本文对带绿 闪的

图 ３ 含绿闪的交通信号红绿灯程序顺序功能图
图 ４ 的梯形图程序中有几点需要说明的： 如在时 序图 ２ 和顺序功能图 ３ 中绿灯常亮为 ２５ｓ， 可在梯形 图 程 序 中 Ｔ３９／Ｔ４０ 的 计 时 时 间 是 ２４．５ｓ， 这 是 因 为 该 ２５ｓ 是由 Ｔ３９／Ｔ４０ 的 ２４．５ｓ＋Ｔ４０ 的 ０．５ｓ 组合而成； 黄灯 点亮的比较器接点并联了自锁接点， 其目的是使黄灯 不在计数值到“５”的上升沿时熄灭， 保 持到“５”的下降 沿时熄灭而采取的措施。推而广之， 一般执行时序图 输出的控制程序（ 不管是哪一种编程法） ， 特别是有连 续短延时的程序， 更要注意不要多出或丢失短时段， 即应当注意是上升沿有效还是下降沿有效。还应注意 的是， 输出位不应参加时序逻辑调整， 应由“中间继电 器 ”接 点 控 制 输 出 。
图 １ 交通信号灯俯视平面示意图
带绿闪的交通红绿灯运行时序图如图 ２ 所示。可 以用多种编程方法来实现， 例如基本逻辑接点法、Ｓ／Ｒ 指令法、ＳＣＲ 顺序控制法、环形分配器法（ 或鼓 型控制 器法） ， 以及采用上述两种以上编程法组合的综合编 程法。基本逻辑接点法， 即采用计时器／计数器结合基 本逻辑接点实现时序输出。这种编程法编出的程序短 小精悍， 但要求编程者有较丰富的编程经验； Ｓ／Ｒ 指令 法， 应当说没有什么鲜明的特点， 它既可以靠基本逻 辑接点法， 又可以按照顺序控制法的思路来编程； ＳＣＲ 顺 序控制法， 由 于利用 了 ＳＣＲ 顺 序 指 令 ， 编 程 上 手 十 分容易， 但梯形图程序的网络行很多， 且调试较难； 环 形分配器法（ 或鼓型控制器法 ） ， 一般是用 ＳＨＲＢ 移 位 寄存器“做”一个环形分 配器（ ＰＬＣ 本身有 鼓型控制器 编程更为方便） ， 再按时序图的时刻分别输出到红绿 黄灯上即可。此类编程法最适合编按时序图输出的程 序。为了采众编程法之长， 也可采用两种编程法。上述 编程法均可按图 ３ 的顺序功能图进行编程。带绿闪的 红绿灯梯形图如图 ４ 所示， 可看出该程序是基本逻辑 接点法和 Ｓ／Ｒ 指令法的综合体。
(
") *

+,
-
.!/
’ 0&



")* +
,
-.!/


"


"
图 ４ 带绿闪的交通红绿灯梯形图
－ ９０ － ３６０元 ／ 年 邮局订阅号： ８２－９４６
《Ｐ ＬＣ 技术应用 ２００ 例》
您的论文得到两院院士关注
控制系统
２．２ 数显类红绿灯编程技巧 数显类交通信号红绿灯的程序设计， 一般有两大 类编程法： 其一， 是先有一段非数显红绿灯大控制程 序（ 有没有绿闪均可） ， 再配以同步的倒计时计数器即 可； 其二， 无须有非数显红绿灯控制程序， 直接依托倒 计时计数器内部的减计数值， 给倒计时数显设备显示 和红绿黄灯转换用。此外， 如果数据显示屏有接收数 据的功能， 也可用数据传输的方式传输倒计时数据， 但在 ＰＬＣ 控制的交通红绿灯较少采用。 数显红绿 灯 程 序 一 般 使 用 ＣＴＤ 减 计 数 器 来 做 倒 计时计数器。以第二类为例， 又可分两种编程方法： 一 是按红灯或绿灯＋黄灯总时间计数， 然后读出减计数 值， 供数字显示、切换红绿黄灯用。二是按数显位分位 减计数、输出， 切换信号通过两位比较器接点读出。这 两种编程方法的主要区别是： 前者能在刻度值范围内 对 ＣＴＤ 置任意正整数。但如果采用 ＳＥＧ 段码指令输 出， 必须要按十进制的各位进行分位以后， 才能在软 段码译码器上译码到输出端， ＳＥＧ 段码指令只 接收低 ４ 位， 而一般需要数显的是两位数以上， 这给编程带来 了 一 些 困 难 。后 者 是 将 前 者 需 要 段 码 显 示 的 十 进 制 数 分位， 即将个位和十位分别采用各自的 ＣＴＤ 减计数器 计数， 这样减少了编程的难度。但数显的十进制数个 位 必 须 是 ９， 如 ３０ｓ 只 能 置 ２９ｓ、４０ｓ 只 能 置 ３９ｓ， 因 此 它在实 际应用中较 少采用。如果 采用 ＢＣＤ 码数字 输 出， 前者只 需一个字节 的 ＢＣＤ 码， 就可以 数显两位十 进制数， 不需要分位。显然比后一种显示方式简便得 多 。数 显 红 绿 灯 梯 形 图 程 序 图（略 可 向 作 者 索 取）所 示 。 注意： 如果 ＢＣＤ 码数字通过继电器输出的 ＰＬＣ 输出时， 应当注意串接接地电阻， 以避免 ＢＣＤ 码输出位悬空。 从图中十分精练的梯形图程序来看， 只有 ９ 个网 络行， 采用 ＳＥＧ 段码数字输出。其中第三网络行和第 四网络行组成倒计时计数器。Ｉ－ ＢＣＤ 指令实现按“字” 转 换 ， 通 过 ＭＯＶ－ Ｗ 读 出 计 数 器 Ｃ４０ 中 的 值 ， 再 将 ＶＷ１８ 中的低 ８ 位数值进行段码变换， 得到十进制数 的个位显示值。十进制数的十位显示值需要分位得 到， 该程序巧妙地通过 ＳＨＲ－ Ｂ 右移位指令轻松得到。 红绿黄灯显示的行／列分配， 通过 ＩＮＶ－ Ｂ 取反指令来 实现。这样仅用一条指令就完成了其它编程方法要用 多个网络行才能实现的任务。最后， 按预先选定绿灯／ 黄灯切换的时间点， 通过比较器接点读出输出到各方 向的红绿黄灯上去即可。如图 ５ 网络行 ８、９ 所示。在 该例程中， 通过巧妙地运用 ＳＨＲ－ Ｂ 指令和 ＩＮＶ－ Ｂ 指 令， 使得编出的程序短小、精悍， 大大缩小了程序的程 度和执行时间。该方法也可运用到其它需要数显的工 程项目中。 人行横道红绿灯， 没有黄灯 ， 一般为红绿 灯、数 显 、图 显 三 种 。前 两 种 参 考 车 行 道 红 绿 灯 编 程 即 可 。后 一种一般又分站立红灯／行走绿灯、手掌红灯／行走绿
红绿灯程序编制和数显类红绿灯编程方法和技巧进
行了研究， 并在 ＰＬＣ 实验系统进行了调试和运行， 实
验证明运用一些编程技巧后， 编出来的程序 短小、精
炼， 运行可靠。特别是如图 ５ 中运用的数字显示编程
技巧可用到其他需要数显编程的 ＰＬＣ 控制系统中。
参考文献：
［１］任俊杰，苏秀丽，刘泽祥． 基于 ＳＩＭＡＴＩＣＳ７ ＰＬＣ 的分布式控制 系统实现［Ｊ］，微计算机信息，２００５，６：４４－ ４７ ［２］吴中俊， 黄永红．可编程序控制器原理及运用．北京：机械工业 出版社，２００５ ［３］西门子公司．ＳＩＭＡＴＩＣ Ｓ７－ ２００ 可编程序控制器系统手册，２０００
您的论文得到两院院士关注 文章编号：１００８－ ０５７０（２００６）０４－ １－ ００８９－ ０３
控制系统
交通红绿灯 ＰＬＣ 控制系统编程方法与技巧
Ｔｈ ｅ Ｐｒｏ ｇ ｒａ ｍ ｍ ｉｎ ｇ Ｔｅ ｃｈ ｎ ｉｑ ｕ ｅ ｆｏ ｒ Ｔｒａ ｆｆｉｃ Ｌｉｇ ｈ ｔ＇ｓ ＰＬＣ Ｃｏ ｎ ｔｒｏ ｌｌｅ ｒ
己比较熟悉的编程法编程即可。










"1.2 3
"1.2 3
技
术 创
图 ２ 含绿闪的交通信号红绿灯时序图


! "#$

’

%&
’ 0&


( ")

* +,
-
.!/

新








技
１ 概述
随着社会经济和城市交通快速发展， 城市规模不 断扩大， 交通日益繁忙， 红绿灯保障了城市交通有序、 安全、快速运行。现在城市十字路口的红 绿灯基本都 是 采 用 程 序 控 制 ， 其 中 采 用 可 编 程 控 制 器 （ ＰＬＣ） 程 序 控制的， 在实际使用中占有很大的比例， 在工科院校 的 ＰＬＣ 课程及实验教学中， 红绿灯程序控制作为典型 的 编 程 范 例 。十 字 路 口 交 通 信 号 红 绿 灯 通 常 为 三 种 控 制形式。第一种为传统红绿灯， 即绿灯切换到红灯之 前， 车辆由动到静， 用黄灯缓冲过度； 红灯切换到绿灯 时， 车辆由静到动没有缓冲过度； 第二种是在传统红 绿灯控制形式的基础上增加绿灯闪烁 （ 简称绿闪） 功 能， 即在绿灯时段行将结束的最后 ３ 秒闪烁三次， 其 目的是提示绿灯时段行将结束， 并保留黄灯缓冲过 度； 第三种是数显红绿灯， 即倒计时数字显示红绿黄 灯的时段。由于全过程有时间显示， 不要绿闪， 但可以 保留黄灯。现在绝大多数红绿灯数显屏能显示红绿两 色， 目前带方向指示的数显红绿灯也不在少数。如果 按红绿灯是否带数显的功能来分， 红绿灯可分成非数 显和数显两大类。在这两大类中均可附带人行横道红 绿灯。图 １ 是十字路口交通信号灯俯视平面示意。
此类按时序图输出的 ＰＬＣ 控制程序， 不管采用什 么编程法编程， 编程难度并不是绝对的， 一般采用自

’ ! ’ 0&




’ ’4 ’ 4 ( 5
")*./

! "#$


’

%&
’ 0&

中 图 分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２８６
文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｌｉｇｈｔ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｆｆｉｃ ｌｉｇｈｔ ｗｉｔｈ ｓｈｉｎｉｎｇ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｌｉｇｈｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｆｆｉｃ ｌｉｇｈｔ ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ ｄｉｇｉｔ ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ， ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｈａｖｅ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｏｒｋ ｒｅｌｉａｂｌｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｒｅ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｐｒ ｏｇｒ ａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒ ｏｌｌｅｒ （ＰＬＣ）； ｔｒ ａｆｆｉｃ ｌｉｇｈｔ； ｇｒ ｅｅｎ ｓｈｉｎｎｉｎｇ； ｄｉｇｉｔ ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ