现在交通信号灯控制一般采用单片机控制,单片机能完成交通灯一般的控制过程,其功能比传统继电器控制电路要强大的多,但可靠性不够高,控制功能还不够完善.PLC是专为工业自动化控制设计的,在面向对象控制这一块,其控制功能的强大是无法比拟的,通过多种多样的扩展模块,可以做到外部接线简化、内部工作的高可靠,另外PLC易学易懂,虽然价格比单个CPU贵,但性价比高。也可以说PLC是一个技术成熟、工作可靠的单片机应用系统,由于稳定性高,抗干扰能力强。在工业控制方面得到了广泛的应用,下面对十字路口交通信号灯的控制方法来说明PLC设计过程。
一、十字路口交通信号灯设计控制要求
1、系统工作受开关控制,起动开关ON时则系统开始工作;起动开关OFF时则系统停止工作。
2、控制对象有六个:
东西方向红灯两个,南北方向红灯两个,
东西方向黄灯两个,南北方向黄灯两个,
东西方向绿灯两个,南北方向绿灯两个,
下图是十字路口交通信号灯示意图。信号灯的动作受开关总体控制,按一下起动按钮,信号灯系统开始工作,并周而复始地循环动作:按一下停止按钮,所有信号灯都熄灭。信号灯控制的具体要求如下表所示。
二、控制思路设计步骤
1、观察十字路口交通灯的工作时序
2、设计I/0口。
3、画出状态转移图。
4、写出指令表。
5、用编程器输入指令。
6、调试运行。
7、I/0端子接线图
一)硬件及外围元器件
根据信号灯的控制要求,本模块所用的器件有:起动按钮SB1,停止按钮SB2,红黄绿色信号灯各四只,输入/输出端口接线如下图所示。
由图可见:起动按钮SB1接于输入继电器XO端,停止按钮SB2接于输入继电器X1端,东西方向的绿灯接于输出继电器YO端,东西方向黄灯接于输入继电器Y1端,东西方向的红灯接于输出继电器Y2端,南北方向绿灯接于输出继电器Y4端,南北方向的黄灯接于输出继电器Y5,南北方向红接于输出继电器Y6。将输出端的COM1及COM2用导线相连,输出端的电源为交流220V。如果信号灯的功率较大,一个输出继电器不能带动两只信号灯,可以采用一个输出点驱动一只信号灯,也可以采用输出继电器先带动中间继电器,再由中间继电器驱动信号灯。
二)、软件设计及调试
根据十字路口交通信号灯的控制要求,可作出信号灯的控制时序图如下图所示。
本模块采用基本逻辑的编程实现信号灯的控制。灯亮采用编程软件定时器实现,灯闪采用由定时器组成的脉冲发生器实现。现在我们来分析一下由T1O及T11组成脉冲发生器的梯形图。
由下左图可知,当MIOO闭合时,T1O得电,延时0,5秒后T1O触点闭合,定时器T11得电,延时0.5秒后,其常闭触点T11断开,T1O线圈失电,其触点T1O断开,而定时器T1O再次得电,0.5秒后,T1O再次闭合……,如此周而复始,即可得到T1O触发的工作波形如下右图所示。
下图为用基本逻辑指令编制的梯形图,其对应的指令表子下表中。
工作时,可编程控制器处于运行状态,按动起动按钮SBI,则辅助继电器M1O得电并自锁,由梯形图可知,首先接通输出继电器Y6,及YO,使得南北方向的红灯亮、东西方向的绿灯亮。大家根据梯形图的文字说明及图3的时序图,不难分析交通信号灯的整个周期工作过程。
按停止按钮SB2,则辅助继电器MIOO断电并解除自锁,整个系统停止运行,所有信号灯熄灭。
按上述指令输入PLC编程器运行。