基于PLC的交通红绿灯控制系统

基于PLC的交通红绿灯控制系统
摘要：在现代生活中，可编程控制器（PLC）作为自动控制的重要组成部分已成为大多数自动化控制系统的设备基础，设计基于PLC 的交通红绿灯控制系统，是在解决传统继电器——接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性差、故障诊断和排除故障复杂等难题。

关键词：可编程控制器交通红绿灯PLC型号
随着现代科技的不断发展，可编程控制器（Programmable Logical Controller，简称PLC）作为当今社会自动控制系统的重要组成部分已成为大多数自动化系统的控制基础。

可编程控制器是一种以微处理器为核心的新型工业控制装，它综合计算机、通信、自动控制和继电器控制等设备，具有编程容易、体积小、使用灵活方便、抗干扰能力强、可靠性等优点，是专门为工业控制应用而设计的一种通用型控制器。

特别是随着网络时代的到来，又进一步扩展了PLC的功能，使它具有很强的通讯能力，从而更加广泛地应用于众多行业。

城市交通的发展与工业自动化水平的提高是分不开的，可编程控制器的应用对城市交通起到了开拓性的作用。

该设计将PLC控制与红绿灯控制系统相结合，研究基于PLC的交通红绿灯控制系统，探讨对交通红绿灯的控制方法。

使用可编程控制器实现对交通红绿灯的电气控制可以大大提高其工作性能和系统的工作稳定性。

1 十字路口交通灯控制
本次设计的是一个典型的交通红绿灯控制系统。

设计的内容主要包括了I/O分配表、PLC接线图、顺序功能图、梯形图等基本知识。

该设计从城市交通角度出发，研究基于PLC控制的交通红绿灯系统。

这就要求既要掌握PLC相关知识和特定PLC的编程语言，也要有懂得一定的交通红绿灯方面的知识。

此外，还必须涉及硬件电路的设计，才能将PLC控制和交通红绿灯电路成功连接。

PLC程序编写是交通红绿灯和PLC控制的结合点，是实现人机通讯的主要方法，也是实现基于PLC的交通红绿灯控制系统的最困难和最关键的问题之一。

控制系统采用PLC控制，用指令信息控制执行组件的动作，并按照所编写程序完成整个动作。

PLC是专门为适应城市交通而设计的，它突出的适应能力、高可靠性、快速反应能力必能实现设计的要求。

1.1 实验内容
交通信号灯受启动、停止开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。

后东西红灯亮，南北绿灯亮。

当按下停止按钮后，所有信号灯都熄灭。

1.2 实验要求
起动后，南北红灯亮并维持25?s。

在南北红灯亮的同时，东西绿
灯也亮，1?s后，东西车灯即甲亮。

到20?s时，东西绿灯闪亮，3?s 后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲灭。

黄灯亮2?s后灭东西红灯亮。

与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。

1?s后，南北车灯即乙亮。

南北绿灯亮了25?s后闪亮，3?s后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2?s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。

2 编程设计
2.1 硬件设计
2.1.1 PLC选型
在PLC日益成为基本技术平台的时代，如何选用一部适用的PLC 以达到真正需要，而又能符合经济效益，是一个重要问题。

PLC本身的特点是：体积小、功能高、性能强、操作简便、程序设计简易、模块扩充有弹性、联机容易等。

针对上述说明，选择符合功能需求与经济效益的PLC是十分必要的。

2.1.2 PLC选型原则
一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。

机型的选择可以从以下几个方面来考虑：
（1）分析被控对象并提出控制要求
（2）如何确定三菱plc的输入/输出设备
（3）如何选择三菱PLC
（4）三菱plc分配I/O点并设计三菱PLC外围硬件线路
2.1.3 I/O地址分配
本设计的控制对象是交通红绿灯。

交通红绿灯采用多发光二极管拖动，设有东西南北向红灯、黄灯、绿灯及东西南北行车。

根据对交通红绿灯的电气控制系统控制要求的分析，可知PLC控制系统的输入信号共2个，输出信号8个。

本设计的I/O地址分配表如表1所示。

2.2 软件设计
基于PLC控制的交通红绿灯电气控制系统除了必要的硬件支持外，更需要进行软件设计。

PLC程序是连接交通红绿灯控制系统与PLC控制的桥梁，也是此次设计的重点所在，编写正确的控制程序是实现基于PLC控制的交通红绿灯电气控制系统的基础。

在进行设计
时，首先要根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，画出程序流程图，它是编程的主要依据，应尽可能地准确和详细。

然后根据流程图完成PLC控制程序的设计。

2.2.1 顺序功能图
顺序功能图是对整个控制系统的总括，准确绘制顺序功能图是完成控制程序设计的前提。

顺序功能图如图1所示。

3 结语
针对该设计中的交通红绿灯控制系统，设计中的许多功能还有待于扩展、完善。

例如没有对所控制LED灯的调光问题进行研究。

另外，系统仅限于逻辑开关量的控制，对于PLC的许多高级指令没有应用到。

以上问题有待于今后进一步研究解决。

参考文献
[1] 耿良田.PLC的现状及发展趋势[J].数字化工，2005（8）:20-22.
[2] 陈忠华.可编程控制器新谈第一讲PLC的发明和发展过程[J].自动化博览，2005（1）:94-95.
[3] 陈忠华.可编程控制器新谈第二讲PLC的定义和硬件的基本构成（一）[J].自动化博览，2005（2），86-87.
[4] 李国屏.谈PLC可编程控制器的原理和工业应用[J].宁波职业技术学院学报，2005（2）:25-27.
[5] 胡学林.可编程控制器教程[M].北京：电子工业出版社，2004：11-14.
[6] 张桂香，张至军.PLC的选型与系统配置[J].微计算机信息，2005（9）:81-83.。