人行道按钮控制信号灯

摘要

可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987 年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC 标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理.

关键词：交通灯 PLC 程序设计

目录

前言 (3)

第一章设计任务与要求 (3)

1.1 概述 (3)

1.2设计任务 (3)

1.3 设计要求 (4)

第二章方案设计... (4)

第三章器件选择 (5)

3.1 CPU选择 (5)

3.2 定时器选择 (5)

3.3 闪烁电路 (6)

3.4 电源处理 (6)

第四章程序流程图 (7)

第五章 I/O地址分配 (7)

第六章 PLC硬件电路接线图 (8)

第七章程序梯形图 (9)

第八章器件清单及实验设备 (9)

第九章调试过程 (9)

第十章设计总结 (10)

附录控制程序梯形图

前言

公路交通要防止交通事故的发生，特别是保证行人的安全。在行人过马路是必要的交通灯指示是很有必要的，这样安全可靠，在出现交通事故时还可以进行事故鉴定。本设计着重于设计人行道按钮交通灯控制，在一条公路与人行横道之间的信号灯顺序控制，没有人横穿公路时，公路绿灯与人行道红灯始终都是亮的，当有人需要过马路时按马路设有的按钮（两侧均设），相应的指示灯亮，指示车辆和行人安全行驶，杜绝交通事故的发生，保证行人的安全。控制使用S7-200系列的PLC指令丰富，一般分基本指令和功能指令。SIMATIC指令有梯形图LAD、语句表STL、功能图3种编程语言。而梯形图LAD和语句表STL是PLC最基本的编程语言。梯形图是在继电器控制系统的基础上发展起来的，其符号和规则充分体现了电气工作人员的思维和习惯，简洁直观。语句表是最基本的编程语言。功能指令实质上是一些功能不同的子程序，其开发和应用是PLC应用系统不可缺少的。因PLC编程形式不同，本设计将采用西门子S7-200系列的PLC来设计人行道按钮控制信号灯。

第一章设计任务与要求

1.1 概述

公路与人行横道之间的信号灯顺序控制，没有人横穿公路时，公路绿灯与人行道红灯始终都是亮的，当有人需要过马路时按马路设有的按钮（两侧均设）SB1或SB2,15s后公路绿灯灭黄灯亮再过10s黄灯灭红灯亮，然后过5s人行道红灯灭绿灯亮，绿灯亮10s后又闪烁4s。5s后红灯又亮了再过5s公路红灯灭绿灯亮，在这个过程中按路边的按钮是不起作用的，只有当整个过程结束后也就是公路绿灯与人行道红灯同时亮时再按按钮才起作用。人行横道简单交通灯时序图，见图1.1.1。人行横道简单交通灯示意图，见图1.1.2.

图1.1.1 人行横道简单交通灯时序图图1.1.2 人行横道简单交通灯示意图1.2 设计任务

利用S7-200PLC设计人行道按钮控制信号灯，控制过程如下：

1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求无人横穿公路时，公路绿灯

与人行道红灯始终都是亮的。

2、当有人需要过马路时按马路设有的按钮（两侧均设）SB1或SB2,15s后公

路绿灯灭黄灯亮再过10s黄灯灭红灯亮。

3、过5s人行道红灯灭绿灯亮，绿灯亮10s后又闪烁4s。

4、4s后红灯又亮了再过5s公路红灯灭绿灯亮。

5、在这个过程中按路边的按钮是不起作用的，只有当整个过程结束后也就是

公路绿灯与人行道红灯同时亮时再按按钮才起作用。

6、控制时序图见图1.2.1.

图1.2.1 考虑公路交通灯的时序图

1.3 设计要求

1、熟悉题目，收集资料，充分了解课题要求明确目的，为设计工作做准备。

2、总体设计，正确选设计方案，完成设计要求，硬件设计和软件设计

3、画出ＰＬＣ硬件接线图，梯形图和语句表并作简要说明。

4、写出系统调试结果并整理设计方案。

第二章方案设计

由于设计要求及任务中灯亮有时间限制，故采用定时器进行时间控制，闪烁可用闪烁电路来完成，在程序中使用顺序控制继电器MXX(0.0~31.7)来控制灯的亮灭，利用自锁、互锁来实现顺序控制。设计成触发机制，不按按钮人行道交通灯红灯一直亮，当有人需要过马路时按马路设有的按钮（两侧均设）SB1或SB2,15s后公路绿灯灭黄灯亮再过10s黄灯灭红灯亮，然后过5s人行道红灯灭绿灯亮，绿灯亮10s后又闪烁4s。5s后红灯又亮了再过5s公路红灯灭绿灯亮，在这个过程中按路边的按钮是不起作用的，只有当整个过程结束后也就是公路绿灯与人行道红灯同时亮时再按按钮才起作用。

第三章器件控制

3.1 CPU选择

由于路左有一个按钮，路右有一个按钮，故有两个输入点。CPU要控制公路红灯、黄灯、绿灯，及人行道红灯，绿灯，故有五个输出点，参看工具书知CPU 222为8输入/6输出，满足要求故选用CPU 222.

3.1.1 CPU 222介绍

CPU 222集成有8路输入6路输出，共计14点I/O，可用连接两个扩展模块，最大扩展至78路数字量I/O或10路模拟量I/O点，因此是更广泛的全功能控制器。CPU外形图，见图3.1.1。

图3.1.1 CPU外形及结构图