1、引言

可編程序控制器（PLC）作為一種以微電腦技術(shù)為核心的自動(dòng)控制裝置，已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源等各種行業(yè)。它可靠性高、功能完善、抗干擾性好，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)環(huán)境及過(guò)程控制的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。采用PLC控制交通信號(hào)燈，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富。

目前，PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，但是在交通控制方面應(yīng)用方面還不是很廣泛。PLC應(yīng)用于交通控制還有很大的潛能，PLC以其可方便操作、可方便編程調(diào)試等特點(diǎn)，使得其有逐步取代以往的單片機(jī)在交通燈中的地位的趨勢(shì)。本文主要研究了基于西門(mén)子S7-200PLC的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2、交通燈的控制要求

交通燈控制示意圖如圖1所示。

圖1 ?交通燈控制示意圖

交通燈的控制要求：

（1）信號(hào)燈受一個(gè)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始正常工作，且先南北紅燈亮，后東西綠燈亮。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，所有信號(hào)燈熄滅。

（2）南北紅燈維持25s，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持20s。到20s時(shí)，東西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈亮，并維持2s。到2s時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮；同時(shí)南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。

（3）東西紅燈亮維持30s，南北綠燈亮維持25s，然后閃亮3s鐘，熄滅；同時(shí)南北黃燈亮，維持2s后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。

（4）上述信號(hào)燈狀態(tài)周而復(fù)始。

3、系統(tǒng)時(shí)序圖

根據(jù)對(duì)交通信號(hào)燈控制要求的分析，得出這是一個(gè)時(shí)序邏輯控制系統(tǒng)。首先畫(huà)出時(shí)序圖，這樣便于系統(tǒng)軟、硬件的設(shè)計(jì)，圖2為交通燈的狀態(tài)時(shí)序圖。

圖2 ?交通燈的狀態(tài)時(shí)序圖

4、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)控制要求，選用德國(guó)西門(mén)子公司的S7-200系列PLC作為控制器可滿(mǎn)足控制要求。

4.1、PLCI/O點(diǎn)的分配

交通燈控制系統(tǒng)共有一個(gè)輸入點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)按鈕。輸出信號(hào)有東西方向、南北方向各兩組指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及東西方向、南北方向的車(chē)輛運(yùn)行指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)信號(hào)甲、乙。由于每一方向的指示燈中，同種顏色的指示燈運(yùn)行情況相同，為節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)，采用并聯(lián)輸出法。由此確定，系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)為1，輸出點(diǎn)數(shù)為8，全部為開(kāi)關(guān)量。PLCI/O點(diǎn)分配如表1所示。

表1 ?PLCI/O點(diǎn)分配

4.2、系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)系統(tǒng)對(duì)I/O口量的需求，選用S7-200來(lái)完成設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 ? 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)