十字路口交通信号灯的控制

十字路口交通信号灯的控制

1 确定控制任务

十字路口的交通信号灯共有12个，同一方向的两个红、黄、绿灯的变化规律相同。所以，十字路口的交通信号灯的控制就是一双向（两组）红、黄、绿灯的控制。如图1为十字路口交通信号灯的设置示意图。

图1 十字路口交通信号灯的设置示意图

对双向红、黄、绿灯控制的时序要求如图2所示，它是程序设计的主要依据。

图2 十字路口交通信号灯时序图

交通信号灯工作分为白天段和夜晚段，具体控制要求为：

（1）白天段。白天时间段交通信号灯由一个按钮SB1开启运行，运行时要求：

①南北绿灯、东西绿灯不能同时亮。

②南北红灯亮并维持25s；在南北红灯亮的同时，东西绿灯亮并维持20s；东西绿灯亮到

20s 时，东西绿灯闪亮3s （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 时东西黄灯熄灭，东西红灯亮，与此同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

③接着，东西红灯亮并维持30s ，南北绿灯亮并维持25s 后闪亮3s 再熄灭，同时南北黄灯亮并维持2s 后熄灭，这时，南北红灯亮，东西红灯熄灭，东西绿灯亮。

④循环执行②的过程，周而复始。

（2）夜晚段。交通信号灯通过一个按钮SB2可以转换为夜晚时间段工作模式，此时为南北、东西双向黄灯闪烁信号。

2 输入/输出地址分配(I/O 分配)

PLC 输入/输出地址分配，采用FX2N 系列PLC 进行控制。具体的输入/输出点的分配见表1。

表1 现场器件与PLC 地址号对照表

3 PLC 与现场器件的实际连接图

根据表1，画出PLC 与现场器件的实际连接图，如图3。

图3 PLC 的外部接线图

现场器件

PLC 内部地址号 说明

输入

启动按钮

X0（SB1）

X1（SB2）

输出

红灯

黄灯 绿灯 Y6 Y5 Y4 南北方向 红灯 黄灯 绿灯

Y2 Y1 Y0

东西方向

4 梯形图

图4 交通信号灯控制程序梯形图

5 指令语句表

表2为交通信号灯指令语句表。

表2 交通信号灯指令语句表

6 程序调试\运行

6.1 正常情况下程序调试

（1）通过手动编程器输入PLC，将编程器插在基本单元上，将基本单元与编程器置于编程状态，然后消除用户程序存储器，输入控制程序。如图4.1为手动写入控制程序梯形图。

图5 PLC程序梯形图

（２）将PLC遥控运行/停止处于中止状态，这样就可以正常读入程序了。如图4.2为PLC遥控停止图。

图6 PLC遥控停止图

（３）按I/O接口图接好线，输入正常情况下的程序指令，启动运行。如图4.3为PLC 启动运行图。

图7 PLC程序运行图

4.2 过程分析

当按下SB1时候，X0接通，辅助继电器M0得电，Y6线圈得电，南北红灯亮；与此同时，Y6的常开接点闭合，Y0线圈得电，东西绿灯亮。

延时20s后，T1的常开接点接通，与该接点串联的T200的常开接点产生0.5s接通和0.5s 断开的时钟脉冲信号，从而使东西绿灯闪烁，再过3s，T2常闭接点断开，Y0线圈失电，东西绿灯熄灭。此时，T2常开接点闭合，Y1线圈得电，东西黄灯亮，延时2s后，T3的常闭接点断开，东西黄灯灭。Y6线圈失电，南北红灯灭；同时，T3的常开接点闭合，Y2接通，东西红灯亮；由于Y2的常开接点闭合，Y4线圈得电，南北绿灯亮。

南北绿灯亮25s后，系统工作情况与上述情况类同。

当按下SB2时，X1接通，辅助继电器M1得电，M1常开接点闭合，与该接点串联的T200的常开接点产生0.5s接通和0.5s断开的时钟脉冲信号，从而使南北和东西黄灯同时闪烁。