PLC控制红绿灯(论文)
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当东西急车强通开关合上时，X401接通，M200接通，M200常闭触点断开，使T450、 T451、T452、T453、T454、T455全部计时器断开；M200常开触点闭合，使Y432、 Y434接通，南北红灯亮、东西绿灯亮，让东西急车放行。当东西急车强通开关断开 时，X401断开，M200断开，M210接通，M220发出脉冲，使M230接通并自保，M230 常闭自动断开，使“东西绿灯”支路及“东西绿灯计时”支路断开；M230常开触点闭合， 使Y432继续接通，南北红灯继续亮；使“东西绿灯闪”支路及“东西绿灯闪计时”支路接 通，T451开始计时。当东西绿灯闪3次(时间为3s)时，T451计时到，T451常闭触点断 开“东西绿灯闪”支路；T451常开触点接通Y435及T452，东西黄灯亮并开始计时，以 后按正常时序动作。当动作进行完最后一步，即T455计时到，则T455常闭触点断开， 使M230断开，动作按正常时序从头开始运行。
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2．2 I/O地址分配
根据示意图和控制要求可知，该系统需要3个输入点和6个输出点，其地址分配如 下：
这里用一个输入点驱动两盏信号灯，如果PLC输出点的输出电流不够大，可以用 一个输出点驱动盏信号灯，也可以在PLC输出端增设中间继电器，由中间继电器再去 驱动信号灯。
2．3 软件系统设计
为了使程序设计比较清晰，先编制正常时序控制程序，在此基础上再增加急车强 通控制程序。 2．3．1 正常时序控制程序
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摘要
可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着 科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化价格低、可靠性高，在现代 工业中的作用更加突出，随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多，而道路建设 却往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通的问题日益突出，经常在十字路口等交 通繁忙的地方发生堵塞情况，在这个时候，道路交通灯的正常运行以及合理的功能就 是交通畅通的重要保证。而以往的交通信号灯大都采用继电器或是单片机来实现。存 在着功能少。可靠性差。维护量大等缺点，而PIC编程简单。易维护，可以随着不同 场合的需要灵活改变程序以实现不同的功能需求。且可靠性高。性价比较好，最重要 的是PIC很适合来控制交通信号灯这类的时序控制系统。所以本文设计了一种用PLC 控制的城市十字路口交通灯控制系统。用PLC控制的城市十字路口交通信号灯控制系 统的控制程序设计根据交通灯控制系统的控制要求，详细的阐述了设计方案的选择以 及整个程序设计的过程。经过上机实践，结果表明，该系统设计方案合理，可靠性高， 达到预期目标，实现效果好 关键词：PLC(可编程序控制器)；梯形图；指令；顺序功能图；交通灯
PLC具有可靠性高，抗干扰能力强等特点，PLC的平均无故障运行时间(又称平均 故障间隔时间MTBF)已经高达几十万小时。其次，PLC具有通用性强，使用方便的特点。 由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可 以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户 在硬件方面的设计工作只是确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线。一个控制对象的硬 件配置确定以后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。
根据控制要求编制的正常时序控制的梯形图如图4所示。
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程序运行过程如下。 PLC投入运行后，由方波发生器的辅助继电器M100产生周期为1s(接通0.5s、断开 0.5s)的波脉冲，供信号灯闪光控制用。当起动开关合上时，X400接通，使Y432、Y434 接通，南北红灯亮、东西绿灯亮；T450开始计时。T450 20s计时到，T450常闭触点断 开，T450常开触点闭合，通过M100常开触点、T451常闭触点使Y434按照M100的通 断周期通断，东西绿灯闪光；T451开始计时。当东西绿灯闪3次(时间为3s)时，T451 计时到，T451常闭触点断开，使Y434断开，东西绿灯闪光熄；T451常开触点闭合， 使Y435接通，东西黄灯亮，T452开始计时。T452 2s计时到，T452常闭触点断开，使 Y432、Y435断开，南北红灯熄、东西黄灯熄；T452常开触点闭合，使Y436、Y430 接通，东西红灯亮、南北绿灯亮；T453开始计时。T453 25s计时到，T453常闭触点断 开，T453常开触点闭合，通过M100常开触点、T454常闭触点使Y430按照Mi00的通断 周期通断，南北绿灯闪光；T454开始计时。T454 3s计时到，T454常闭触点断开，使
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3 结束语
将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其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。目前大多数品牌的PLC内部均配有实时 时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网 功能，所以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。
在正常时序控制梯形图的基础上增加急车强通控制的梯形图，如图5所示。 急车强通控制程序运行过程如下。
图5中，用M200和M201实现东西、南北急车强通互锁，以保证只响应一路方向 的急车。为了保证在急车强通完时发一信号，使信号灯按照急车强通完成的时序动作， 用M210、M220实现在东西强通完(即x401断开)时由M220发一脉冲；用M211、M221 实现在南北强通完(即X402断开)时由M221发一脉冲。为了避免在PLC一投入运行时 M210和M211接通，使M220、M221错发脉冲，设置了M240、M241，当强通信号接 通．(即X401或X402接通)时，M240或M241被置位，M240常开触点或M241常开触点 闭合，为急车强通完发脉冲作好准备，急车强通完时M220或M211才发脉冲。为了使 M220，211发生的脉冲信号变为持续接通信号，设置了M230、M231，它们通过自己 的动合触点以实现自保。当强通完后的动作进行完最后一步，即T455计时到，则T455 常闭触点断开，使M230、M231断开，动作按正常时序控制从头开始运行。
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2 利用PLC控制十字路口交通灯信号 2．1 控制要求
本系统要求实现正常时序控制及急车强通控制两种控制方式。 图1是城市十字路口交通信号灯示意图。在十字路的东、西、南，北方装设红绿 黄灯。红、绿、黄灯按照一定时序轮流发亮。 2．1．1 正常时序控制
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其控制要求如下： 信号灯受一个起动开关控制； 当起动开关接通时，信号系统开始工作； 先南北红灯亮，东西绿灯亮； 南北红灯亮维持25s，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20s； 到20s时，东西绿灯闪亮，绿灯闪亮周期为1s(亮0.5s，熄0.5s)； 绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮，并维持2s； 到2s时，东西黄灯熄，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭，南北绿灯亮； 东西灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s； 到25s时，南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，并维持2s； ’ 到2s时，南北黄灯熄，南北红灯亮，同时东西红灯熄，东西绿灯亮，开始第二周 期的动作。 以后周而复始地循环。 当起动开关断开时，所有信号灯熄灭。 2．1．2 急车强通控制 急车强通控制时序图如图3所示。 其控制要求如下： 急车强通信号受急车强通开关控制；无急车时，信号灯按正常时序控制；有急车 来时，将急车强通开关接通，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让急车方向的绿 灯亮，使急车放行，直至急车通过为止；急车一过，将急车强通开关断开，信号灯的 状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次，随后按正常时序控制；急车强通信号只 能响应一路方向的急车，若两个方向先后送急车，则响应先来的一方，随后再响应另 一方。
毕业课题
交通灯设计
系别 专业 班级 学生姓名 指导老师 ＿
目录
摘要 …………………………………………………………………………… 2 1 前言 ………………………………………………………………………… 3 2 利用 PLC 控制十字路口交通灯信 ………………………………………… 4 2.1 控制要求……………………………………………………………………4 2．1．1 正常时序控制…………………………………………………………4 2．1．2 急车强通控制…………………………………………………………5 2．2 I/O地址分配………………………………………………………………6 2．3 软件系统设计……………………………………………………………6 2．3．1 正常时序控制程序……………………………………………………6 2．3．2 急车强通控制程序……………………………………………………8 3 结束语…………………………………………………………………………11 4 参考文献………………………………………………………………………12
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Y430断开，南北绿灯闪光熄~T454常开触点闭合，使Y431接通，南北黄灯亮；T455 开始计时。T455 2s计时到，T455常闭触点断开，使Y436、Y431断开，东西红灯熄、 南北黄灯熄；同时使T450、T451、T452、T453、T454、T455全部计时器复位(断开)， 于是T450常闭触点、T452常闭触点闭合，分别使南北红灯亮和东西绿灯亮，开始第 二周期的动作，以后周而复始地进行。当起动开关断开时，X400断开电器断开，全 部信号灯熄灭。 2．3．2 急车强通控制程序
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l前 言
可编程序控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，在日常生活 中得到了广泛应用。
PLC是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可 编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运 算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC及其有关设备，都按照易于与工业控制系统形成一个统一的整体、易于扩充其功 能的原则设计。
此外，PLC还具有编程方法简单、容易掌握的特点。PLC的编程大多采用类似于继 电器控制线路的梯形图进行。在最初的梯形图中，主要由人们熟悉的常开触点、常闭 触点和线圈、计时、计数等符号组成，对于使用者来说，不需要具备计算机的专门知 识，因此很容易被一般工程技术人员甚至技术工人所理解和掌握。
在用户的维修方面，由于PLC的故障率很低，并且有完善的诊断和显示功能，可 用更换模块的方法，迅速排除PLC的故障，因此维修极为方便。
同理，当南北急车强通开关合上时，X4O2接通，M201接通，M20l常闭触点断开， 使T450、T451、T452、T453、T454、T455全部计时器断开；M201常开触点闭合，使
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436、Y430接通，东西红灯亮、南北绿灯亮，让南北急车放行。当南北急车强通开关 断开时，X402断开，M201断开，M221发出脉冲，使M231接通并自保，M231常闭触 点断开，使T450及其它计时器继续断开；M231常开触点闭合，使Y436继续接通，东 西红灯继续亮；使“南北绿灯闪”支路及“南北绿灯闪计时”支路接通，T454开始计时。 当南北绿灯闪3次(时间为3s)时，T454计时到，T454常闭触点断开“南北绿灯闪”支路； T454常开触点接通Y431及T455，南北黄灯亮并开始计时。当T455计时到，T455常闭 触点断开，使M231断开，动作按正常时序从头开始运行。
PLC还具有功能强，适应面广的特点，现代PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、 顺控等功能，而且还具有A/D、D/A转换，数值运算和数据处理等功能。因此，它既可 对开关量进行控制，也可对模拟量进行控制，既可控制一台生产机械、一条生产线， 也可控制一个生产过程。PLC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控 制系统。用户只需根据控制的规模和要求，适当选择PLC的型号和硬件配置，就可以 组成所需的控制系统。
当东西急车强通开关合上时，X401接通，M200接通，M200常闭触点断开，使T450、 T451、T452、T453、T454、T455全部计时器断开；M200常开触点闭合，使Y432、 Y434接通，南北红灯亮、东西绿灯亮，让东西急车放行。当东西急车强通开关断开 时，X401断开，M200断开，M210接通，M220发出脉冲，使M230接通并自保，M230 常闭自动断开，使“东西绿灯”支路及“东西绿灯计时”支路断开；M230常开触点闭合， 使Y432继续接通，南北红灯继续亮；使“东西绿灯闪”支路及“东西绿灯闪计时”支路接 通，T451开始计时。当东西绿灯闪3次(时间为3s)时，T451计时到，T451常闭触点断 开“东西绿灯闪”支路；T451常开触点接通Y435及T452，东西黄灯亮并开始计时，以 后按正常时序动作。当动作进行完最后一步，即T455计时到，则T455常闭触点断开， 使M230断开，动作按正常时序从头开始运行。
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2．2 I/O地址分配
根据示意图和控制要求可知，该系统需要3个输入点和6个输出点，其地址分配如 下：
这里用一个输入点驱动两盏信号灯，如果PLC输出点的输出电流不够大，可以用 一个输出点驱动盏信号灯，也可以在PLC输出端增设中间继电器，由中间继电器再去 驱动信号灯。
2．3 软件系统设计
为了使程序设计比较清晰，先编制正常时序控制程序，在此基础上再增加急车强 通控制程序。 2．3．1 正常时序控制程序
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摘要
可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着 科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化价格低、可靠性高，在现代 工业中的作用更加突出，随着社会的发展和进步，路上的车辆越来越多，而道路建设 却往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通的问题日益突出，经常在十字路口等交 通繁忙的地方发生堵塞情况，在这个时候，道路交通灯的正常运行以及合理的功能就 是交通畅通的重要保证。而以往的交通信号灯大都采用继电器或是单片机来实现。存 在着功能少。可靠性差。维护量大等缺点，而PIC编程简单。易维护，可以随着不同 场合的需要灵活改变程序以实现不同的功能需求。且可靠性高。性价比较好，最重要 的是PIC很适合来控制交通信号灯这类的时序控制系统。所以本文设计了一种用PLC 控制的城市十字路口交通灯控制系统。用PLC控制的城市十字路口交通信号灯控制系 统的控制程序设计根据交通灯控制系统的控制要求，详细的阐述了设计方案的选择以 及整个程序设计的过程。经过上机实践，结果表明，该系统设计方案合理，可靠性高， 达到预期目标，实现效果好 关键词：PLC(可编程序控制器)；梯形图；指令；顺序功能图；交通灯
PLC具有可靠性高，抗干扰能力强等特点，PLC的平均无故障运行时间(又称平均 故障间隔时间MTBF)已经高达几十万小时。其次，PLC具有通用性强，使用方便的特点。 由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可 以组成能满足各种控制要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户 在硬件方面的设计工作只是确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线。一个控制对象的硬 件配置确定以后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。
根据控制要求编制的正常时序控制的梯形图如图4所示。
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程序运行过程如下。 PLC投入运行后，由方波发生器的辅助继电器M100产生周期为1s(接通0.5s、断开 0.5s)的波脉冲，供信号灯闪光控制用。当起动开关合上时，X400接通，使Y432、Y434 接通，南北红灯亮、东西绿灯亮；T450开始计时。T450 20s计时到，T450常闭触点断 开，T450常开触点闭合，通过M100常开触点、T451常闭触点使Y434按照M100的通 断周期通断，东西绿灯闪光；T451开始计时。当东西绿灯闪3次(时间为3s)时，T451 计时到，T451常闭触点断开，使Y434断开，东西绿灯闪光熄；T451常开触点闭合， 使Y435接通，东西黄灯亮，T452开始计时。T452 2s计时到，T452常闭触点断开，使 Y432、Y435断开，南北红灯熄、东西黄灯熄；T452常开触点闭合，使Y436、Y430 接通，东西红灯亮、南北绿灯亮；T453开始计时。T453 25s计时到，T453常闭触点断 开，T453常开触点闭合，通过M100常开触点、T454常闭触点使Y430按照Mi00的通断 周期通断，南北绿灯闪光；T454开始计时。T454 3s计时到，T454常闭触点断开，使
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3 结束语
将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其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。目前大多数品牌的PLC内部均配有实时 时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网 功能，所以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。
在正常时序控制梯形图的基础上增加急车强通控制的梯形图，如图5所示。 急车强通控制程序运行过程如下。
图5中，用M200和M201实现东西、南北急车强通互锁，以保证只响应一路方向 的急车。为了保证在急车强通完时发一信号，使信号灯按照急车强通完成的时序动作， 用M210、M220实现在东西强通完(即x401断开)时由M220发一脉冲；用M211、M221 实现在南北强通完(即X402断开)时由M221发一脉冲。为了避免在PLC一投入运行时 M210和M211接通，使M220、M221错发脉冲，设置了M240、M241，当强通信号接 通．(即X401或X402接通)时，M240或M241被置位，M240常开触点或M241常开触点 闭合，为急车强通完发脉冲作好准备，急车强通完时M220或M211才发脉冲。为了使 M220，211发生的脉冲信号变为持续接通信号，设置了M230、M231，它们通过自己 的动合触点以实现自保。当强通完后的动作进行完最后一步，即T455计时到，则T455 常闭触点断开，使M230、M231断开，动作按正常时序控制从头开始运行。
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2 利用PLC控制十字路口交通灯信号 2．1 控制要求
本系统要求实现正常时序控制及急车强通控制两种控制方式。 图1是城市十字路口交通信号灯示意图。在十字路的东、西、南，北方装设红绿 黄灯。红、绿、黄灯按照一定时序轮流发亮。 2．1．1 正常时序控制
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其控制要求如下： 信号灯受一个起动开关控制； 当起动开关接通时，信号系统开始工作； 先南北红灯亮，东西绿灯亮； 南北红灯亮维持25s，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20s； 到20s时，东西绿灯闪亮，绿灯闪亮周期为1s(亮0.5s，熄0.5s)； 绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮，并维持2s； 到2s时，东西黄灯熄，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭，南北绿灯亮； 东西灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s； 到25s时，南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，并维持2s； ’ 到2s时，南北黄灯熄，南北红灯亮，同时东西红灯熄，东西绿灯亮，开始第二周 期的动作。 以后周而复始地循环。 当起动开关断开时，所有信号灯熄灭。 2．1．2 急车强通控制 急车强通控制时序图如图3所示。 其控制要求如下： 急车强通信号受急车强通开关控制；无急车时，信号灯按正常时序控制；有急车 来时，将急车强通开关接通，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让急车方向的绿 灯亮，使急车放行，直至急车通过为止；急车一过，将急车强通开关断开，信号灯的 状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次，随后按正常时序控制；急车强通信号只 能响应一路方向的急车，若两个方向先后送急车，则响应先来的一方，随后再响应另 一方。
毕业课题
交通灯设计
系别 专业 班级 学生姓名 指导老师 ＿
目录
摘要 …………………………………………………………………………… 2 1 前言 ………………………………………………………………………… 3 2 利用 PLC 控制十字路口交通灯信 ………………………………………… 4 2.1 控制要求……………………………………………………………………4 2．1．1 正常时序控制…………………………………………………………4 2．1．2 急车强通控制…………………………………………………………5 2．2 I/O地址分配………………………………………………………………6 2．3 软件系统设计……………………………………………………………6 2．3．1 正常时序控制程序……………………………………………………6 2．3．2 急车强通控制程序……………………………………………………8 3 结束语…………………………………………………………………………11 4 参考文献………………………………………………………………………12
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Y430断开，南北绿灯闪光熄~T454常开触点闭合，使Y431接通，南北黄灯亮；T455 开始计时。T455 2s计时到，T455常闭触点断开，使Y436、Y431断开，东西红灯熄、 南北黄灯熄；同时使T450、T451、T452、T453、T454、T455全部计时器复位(断开)， 于是T450常闭触点、T452常闭触点闭合，分别使南北红灯亮和东西绿灯亮，开始第 二周期的动作，以后周而复始地进行。当起动开关断开时，X400断开电器断开，全 部信号灯熄灭。 2．3．2 急车强通控制程序
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l前 言
可编程序控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，在日常生活 中得到了广泛应用。
PLC是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可 编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运 算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC及其有关设备，都按照易于与工业控制系统形成一个统一的整体、易于扩充其功 能的原则设计。
此外，PLC还具有编程方法简单、容易掌握的特点。PLC的编程大多采用类似于继 电器控制线路的梯形图进行。在最初的梯形图中，主要由人们熟悉的常开触点、常闭 触点和线圈、计时、计数等符号组成，对于使用者来说，不需要具备计算机的专门知 识，因此很容易被一般工程技术人员甚至技术工人所理解和掌握。
在用户的维修方面，由于PLC的故障率很低，并且有完善的诊断和显示功能，可 用更换模块的方法，迅速排除PLC的故障，因此维修极为方便。
同理，当南北急车强通开关合上时，X4O2接通，M201接通，M20l常闭触点断开， 使T450、T451、T452、T453、T454、T455全部计时器断开；M201常开触点闭合，使
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436、Y430接通，东西红灯亮、南北绿灯亮，让南北急车放行。当南北急车强通开关 断开时，X402断开，M201断开，M221发出脉冲，使M231接通并自保，M231常闭触 点断开，使T450及其它计时器继续断开；M231常开触点闭合，使Y436继续接通，东 西红灯继续亮；使“南北绿灯闪”支路及“南北绿灯闪计时”支路接通，T454开始计时。 当南北绿灯闪3次(时间为3s)时，T454计时到，T454常闭触点断开“南北绿灯闪”支路； T454常开触点接通Y431及T455，南北黄灯亮并开始计时。当T455计时到，T455常闭 触点断开，使M231断开，动作按正常时序从头开始运行。
PLC还具有功能强，适应面广的特点，现代PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、 顺控等功能，而且还具有A/D、D/A转换，数值运算和数据处理等功能。因此，它既可 对开关量进行控制，也可对模拟量进行控制，既可控制一台生产机械、一条生产线， 也可控制一个生产过程。PLC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控 制系统。用户只需根据控制的规模和要求，适当选择PLC的型号和硬件配置，就可以 组成所需的控制系统。