基于PLC的十字路口交通灯设计

夏文明

摘 要：PLC在工业现场中的应用日益广泛，而十字路口交通灯中隐含的流程思想在自动控制的很多领域都有应用，本文以FX2N-48MR为主控单元，用顺序控制设计法对十字路口交通灯系统进行了设计，以期为顺序控制设计法在工业现场中的应用开拓思路。

关键词：PLC 十字路口交通灯 顺序控制设计法

中图分类号：TP183 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0018-01

1 设计要求

该控制系统的输入信号只有一个，也就是启动开关，当该输入信号接通时，控制系统开始运行，且先南北方向红灯常亮，东西方向绿灯常亮。当输入信号断开时，该控制系统立刻停止运行；南北方向红灯常亮20 s，在南北方向红灯常亮的同时，东西方向绿灯也常亮，并维持15 s；到15 s时，东西方向绿灯闪烁3s，然后东西方向黄灯长亮2 s，2 s后，东西方向黄灯熄灭，东西方向红灯长亮20 s，同时，南北方向红灯熄灭，绿灯长亮15 s，然后闪烁3 s，接着南北方向黄灯长亮2 s，如此往复。该过程可由图1表示。

2 硬件设计

根据设计要求，该PLC控制系统需要一个拨动开关，十二盏灯，但南北走向和东西走向的亮灭规律是一样的，因此该系统需要占用一个PLC输入端口，六个输出端口，由于输入输出点数在256点以下，选用小型可编程控制器即可，本文选择了手头配备的FX2N-48MR。该控制系统的硬件电路图如图2所示，该系统的端口分配表如表1所示。

3 软件设计

软件设计是该系统的中心工作，从设计要求可以看出该系统启动信号接通以后通过定时器控制各个方向红绿黄灯的亮灭，并且中间没有需要选择的环节，因此该控制系统是一个单序列结构，根据编程经验，单序列结构用顺序控制设计法简单实用，编程思路清晰，容易调试和修改，可读性也很强，是一种较为通用的设计方法[1，2]。

用顺序控制设计法首先要画顺序功能图。根据设计要求，可知该流水灯系统可分为六步，每一步的动作有两盏灯需要点亮，并计时点亮的时间，计时时间到下一步激活，因此各步的转换条件是计亮灯时间的定时器T，最后一步结束后又将第一步激活，完成一次循环，根据该思路，可得出改系统的顺序功能如图3所示。

根据该顺序功能图便能方便的写出该控制系统的梯形图。第一步的启动条件有两个，分别是X0接通，或者M8处于活动状态，并且T7定时时间到，这两个条件只要有一个成立都能让M1处于活动状态。其他步只要前级步是活动步并且转换条件成立就可以激活后级步了，根据该思路，可由“起保停”电路的转换规律得出该控制系统的梯形图，具体的梯形图本文不赘述。需要注意的是从顺序功能图上看，步M0和步M1表面上看输出没有发生变化，应当合成一步，其实步M0中的Y0是常亮，而步M1中的Y0是闪亮，因此必须分开列出，但是用起保停电路编写梯形图时，为避免双线圈输出，需要再增设两个辅助继电器，同理步M3和步M4也需要增设两个辅助继电器。

4 结语

本文用顺序控制设计法对十字路口交通灯控制系统进行了设计，该系统虽然不复杂，却是运用顺序控制设计法的典型案例，希望通过本案例的分析，能为相关工业现场的设计开拓思路。

参考文献

[1] 孙振强.可编程控制器原理及应用教程[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2] 郁汉琪.可编程控制器原理及应用[M].北京：中国电力出版社，2004.