PLC在交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

交通燈控制系統(tǒng)是一個(gè)老掉牙的問(wèn)題，各種方式的控制系統(tǒng)也不斷產(chǎn)生。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加強(qiáng)，機(jī)動(dòng)車(chē)輛也不斷增多，交通信號(hào)控制功能不斷擴(kuò)展，其控制效率要求不斷提高?；赑LC的交通燈控制系統(tǒng)能把可編程控制器的軟硬件系統(tǒng)功能強(qiáng)大、可靠性好，邏輯編程方法簡(jiǎn)單，易于開(kāi)發(fā)復(fù)雜控制系統(tǒng)、有豐富的擴(kuò)展模塊和聯(lián)網(wǎng)能力和應(yīng)用范圍十分廣泛的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，使系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)。
本系統(tǒng)采用日本松下電工生產(chǎn)的超小型FP0系列PLC作主控系統(tǒng)，其體積小但功能強(qiáng)大。我們按照現(xiàn)有十字路口的交通燈的設(shè)計(jì)方案來(lái)說(shuō)明基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)的方便性特點(diǎn)，也間接說(shuō)明其在滿(mǎn)足控制系統(tǒng)要求的功能擴(kuò)展上也易于實(shí)現(xiàn)。

二、系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)
1、系統(tǒng)功能要求
交通燈系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，紅、綠、黃燈按一定時(shí)序輪流發(fā)亮。首先，南北紅燈亮，東西綠燈亮。南北紅燈維持35s（可由用戶(hù)設(shè)定），在南北紅燈亮同時(shí)東西綠燈也亮，并維持30s，到了30s時(shí)，東西路燈閃亮，閃亮周期為1s。綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮，并維持2s。到2s時(shí)，東西黃燈熄、紅燈亮，同時(shí)南北紅燈熄，綠燈亮。東西紅燈亮維持25s（可由用戶(hù)設(shè)定）,南北綠燈亮維持20s。到20s時(shí)，南北綠燈亮3s后滅，南北黃燈亮，并維持2s。到2s時(shí)，南北黃燈熄、紅燈亮，同時(shí)東西綠燈亮，開(kāi)始下一周期的動(dòng)作；系統(tǒng)可進(jìn)行時(shí)間倒計(jì)時(shí)顯示；當(dāng)緊急狀態(tài)要一側(cè)方向通過(guò)時(shí)，可以使南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮或者南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；在特殊情況下，系統(tǒng)可以人為根據(jù)各方向車(chē)流量，進(jìn)行各車(chē)道通行時(shí)間的變更；在某時(shí)段如23：00至次日6：00車(chē)流量很少情況下，系統(tǒng)可以設(shè)定為各方向的只有黃燈閃爍。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1硬件設(shè)計(jì)
硬件主要采用日本松下電工生產(chǎn)的小型FP0－C32CT型（帶日歷時(shí)鐘功能）PLC，其I/O分別各有16個(gè)；根據(jù)系統(tǒng)要求需要進(jìn)行I/O擴(kuò)展要求，需要配一級(jí)擴(kuò)展單元FP0－E16YT，其有16個(gè)輸出。其I/0分配如表1，其控制輸入輸出接線(xiàn)原理圖如圖1所示。輸出設(shè)備是電壓高，功率大的設(shè)備，可由PLC輸出給中間繼電器，再通過(guò)中間繼電器進(jìn)行外部設(shè)備的輸出控制。
表1 系統(tǒng)I/0分配表

圖1 外部接線(xiàn)原理圖

2.2軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容包括交通燈順序循環(huán)控制、兩方向的急停控制、數(shù)碼時(shí)間顯示控制、定時(shí)時(shí)段控制、各路通行時(shí)間變更控制幾部分。順序循環(huán)控制主要采用定時(shí)器指令編寫(xiě)，通過(guò)時(shí)間的順序運(yùn)行，來(lái)達(dá)到各路燈的按要求輸出；通過(guò)配合各路急停開(kāi)關(guān)的閉鎖實(shí)現(xiàn)各方向的紅燈或綠燈亮，當(dāng)急停開(kāi)關(guān)恢復(fù)后，又通過(guò)對(duì)定時(shí)器的內(nèi)部經(jīng)過(guò)值SV賦值，達(dá)到路燈進(jìn)行切換恢復(fù)的目的，程序參考圖2。我們可以通過(guò)PLC內(nèi)部的日歷時(shí)鐘功能，對(duì)內(nèi)部運(yùn)行的時(shí)鐘數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行取值比較，用類(lèi)似急?？刂频姆椒?，實(shí)現(xiàn)某時(shí)段各方向的黃燈閃（程序略）；由于前面采用的定時(shí)器獨(dú)立的，故對(duì)于各路通行時(shí)間變更控制可以采用對(duì)定時(shí)器TM0對(duì)TM4的設(shè)定值SV賦值來(lái)改變，當(dāng)然各方向時(shí)間也不能無(wú)限增大和減小，我們可以通過(guò)比較指令限制其在指定的數(shù)值范圍（程序略）。通過(guò)對(duì)定時(shí)器TM0對(duì)TM4中變化的經(jīng)過(guò)值EV，我們可以通過(guò)指令實(shí)時(shí)把他們轉(zhuǎn)為BCD碼，再由專(zhuān)門(mén)指令直接轉(zhuǎn)換為七段碼數(shù)值，用于對(duì)各方向時(shí)間的倒計(jì)時(shí)顯示（程序略）。