交通信号灯控制的PLC程序

内容摘要随着汽车进入家庭步伐的加快和城市汽车数量的增多，城市道路交通问题显得越来越重要。

解决好十字路口交通信号灯控制问题，是保障交通有序、安全、快速运行的重要环节。

然而，现有的十字路口交通信号灯大都采用单片机或继电器-接触器控制，在发生故障时不能发出警告，存在着功能少、可靠性差、维护量大等缺点。

为了弥补原交通信号灯系统存在的种种缺点，缓解城市道路堵塞现象，提高道路的通行能力，减少交通事故的发生，本文设计了基于PLC控制的单时段十字路口交通信号灯控制系统，使其在发生故障时能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式。

关键词：十字路口；交通信号灯；可编程序控制器；提示警告目录第1章引言 (1)第2章 PLC控制系统硬件设计 (2)2.1 控制要求分析 (2)2.2 确定I/O信号的数量，选择PLC类型 (3)2.3 I/O点的分配与编号 (4)2.4 绘制PLC系统接线图 (5)第3章 PLC控制系统软件设计 (6)3.1 绘制控制流程图 (6)3.2 绘制梯形图 (6)3.3 程序的调试 (10)结论 (15)设计总结 (16)谢辞 (17)附录语句表 (18)参考文献 (22)第1章引言“红灯停，绿灯行，黄灯亮了等一等，交通安全记心中。

”在我们很小的时候，这句童谣就已耳熟能详了，这是我们对交通信号灯最初的记忆。

在当今日益繁华的城市里，各种车辆南来北往，川流不息，然而车辆虽多，却能秩序井然，这中间除了有交通警察的辛勤工作外，就全靠交通信号灯来发挥作用了。

交通信号灯是交通信号指挥中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。

随着城市经济的发展，城市规模不断扩大，虽然道路增长率、改造率迅猛上升，但由于城市人口和机动车辆的急速增加，市区交通依然混乱不堪，特别是十字路口经常出现拥堵情况。

由此接踵而来的驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题已屡见不鲜。

而处理这一切问题的关键，就是交通信号灯系统。

近年来，交通信号灯系统在不断地进行改进，从最早的人工有线控制，到人工遥控控制，再到半自动控制，交通信号灯系统的自控水平在逐步提高。

1.1控制要求交通灯控制系统的控制要求如下：1 信号灯受一个起动开关（SB1）控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西红灯亮。

2 交通灯按如下顺序循环点亮：红红（2s）-->红绿（3s）-->红黄（1s）-->红红（2s）-->绿红（3s）-->黄红（1s）-->红红(2s)。

3 周而复始。

1.2系统设计方案分析按照交通灯系统控制要求下，结合西门子S7-200系列可编程控制器的特性，选择适合的型号。

设计思想分析如下：给一个启动的输入信号，要配合一个SB1的按钮，当SB1启动按钮动作，系统工作。

按照控制要求，将控制过程分为六步，分别是红红、红绿、红黄、红红、绿红、黄红，程序控制继电器按时序一步步的跳转。

可采用多种方案实现跳转，在此，我们采用传送指令与时间继电器结合来控制程序的运转。

首先，上电后，按下启动按钮SB1，I0.0动作，为MB10送入数据1，中间继电器M10.0动作，启动通电延时时间继电器T37，延时2s后，其常开触点闭合，启动数据转送，为MB10送入数据2。

中间继电器M10.1动作,启动时间继电器T38，延时3s后，其常开触点闭合，启动下一次数据传送，为MB10送入数据4。

中间继电器M10.2动作，启动时间继电器T39，延时1s后，其常开触点闭合，启动第四次数据传送，为MB10送入数据8。

中间继电器M10.3动作，启动时间继电器T40，延时2s后，其常开触点闭合，启动下一次数据传送吗，为MB10送入数据16。

中间继电器M10.4动作，启动时间继电器T41，延时3s后，其常开触点闭合，启动第六次数据传输，为MB10送入数据32。

中间继电器T42动作，延时1s后，其常开触点闭合。

启动下一次数据传送之后，程序进入第二个循环，从而实现红绿灯的循环控制。

因此，需要一个信号输入，六个信号输出，十字路口有十二个交通信号灯，南北、东西两个为一组用一个输出信号控制。

目录1。

项目要求 (1)1。

1十字路口红绿灯PLC控制系统的构成 (1)1。

2控制功能分析 (1)2.总体方案设计 (2)3．硬件电路图 (3)4．PLC的I/O控制点分配 (4)5．软件编制 (5)5.1PLC控制程序流程图如下： (5)5.2 PLC软件编制 (5)5.3组态王界面设计 (6)7软件调试 (7)7。

1PLC及组态王的调试 (7)7.2组态实时监控 (7)7。

3测试结果分析 (9)8。

心得体会 (9)附录 PLC控制程序 (10)十字路口红绿灯PLC控制1.项目要求1.1 十字路口红绿灯PLC控制系统的构成十字路口交通信号灯通常设置红、绿和黄三种颜色，但是有的路口仅设置红、绿两种，如果采用PLC控制则可少用两个控制点.现有一个十字路口，东西和南北方向每个路口都设有红色和绿色指挥信号灯，其示意图如下：图1—1十字路口交通信号灯示意图1。

2控制功能分析1.2.1 工作过程(1）接通启动开关后，信号灯系统开始工作，且以南北方向红灯先亮、东西方向绿灯才亮作为初始状态。

当断开启动开关时，全部信号灯熄灭。

(2）南北绿灯东西绿灯不能同时亮，否则系统自动熄灭信号灯并报警。

（3） 南北红灯持续25s ，与此同时东西绿灯亮维持20s ，然后闪烁3s 后熄灭。

接着东西黄灯亮2s ，然后南北绿灯亮。

(4） 东西红灯持续亮30s ，同时南北绿灯亮25s ，然后闪亮3s 后熄灭。

接着南北黄灯又亮2s ，然后东西绿灯亮。

南北和东西的信号灯,就这样按控制要求周而复始的进行工作. 1。

2。

2 控制要求要求采用PLC 作为控制中心,采用触摸屏或上位机(组态软件编程)监控。

（1). 控制系统应有电路联锁和保护功能。

（2）。

操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。

（3）。

检测、控制信号要准确，安全、可靠。

1.2.3 硬件设计根据控制要求，主控设备选用PLC ，信号灯采用红、黄、绿灯泡(各4个),启动采用单刀开关实现。

自动交通灯系统（一）自动交通灯系统示意图（二）控制要求1. 上电运行时系统处于停止状态。

2. 按钮start/stop可实现系统启动/停止控制。

方案1 :南北红灯亮20秒,东西绿灯亮15秒后闪亮了3 次(3秒)后,东西黄灯亮4秒后转为:东西红灯亮20秒;南北绿灯亮15秒后闪亮3次(3秒)后灭;南北黄灯亮4秒后循环.方案2:南北红灯亮10秒,东西绿灯亮5秒后闪亮了3 次(3秒)后,东西黄灯亮2秒后转为:东西红灯亮10秒;南北绿灯亮5秒后闪亮3次(3秒)后灭;南北黄灯亮2秒后循环.方案3:南北和东西黄灯同时亮闪亮5秒1次.（三）I/O配置输入启动/停止按钮X0~X1东西红灯 Y0 东西黄灯 Y1 东西绿灯 Y2南北红灯Y3 南北黄灯 Y4 南北绿灯 Y5（四）设计要求理解动作过程，列写I/O配置表，画出硬件电路图，编写梯形图程序，进行系统调试。

程序设计如下：（1）自动交通灯原流程图开始按钮停止按钮方案选择选择方案一选择方案二选择方案三选择方案一南北交通灯东西交通灯红灯亮红灯灭，绿灯亮达到20s?达到15s?绿灯开始闪烁绿灯灭，黄灯亮达到4s?绿灯亮达到15s?绿灯开始闪烁闪烁3次?绿灯灭，黄灯亮达到4s?黄灯灭，红灯亮达到20s?是是是是否否否否否否否否是是是是闪烁3次?选择方案二南北交通灯东西交通灯红灯亮红灯灭，绿灯亮达到10s?达到5s?绿灯开始闪烁绿灯灭，黄灯亮达到4s?绿灯亮达到5s?绿灯开始闪烁闪烁3次?绿灯灭，黄灯亮达到4s?黄灯灭，红灯亮达到10s?是是是是否否否否否否否否是是是是闪烁3次?选择方案三南北交通灯东西交通灯黄灯亮黄灯亮达到5s?达到5s?黄灯闪烁一次黄灯闪烁一次是是否否（4）硬件电路图X0 X1 X2 X3 X4 COM M0M1M2M3M4Y0Y1Y2Y3Y4Y5COM红灯 黄灯 绿灯 红灯 黄灯 绿灯启动 停止（5）梯形图程序。

交通信号灯的PLC控制1 设计任务和要求1.1用PLC控制交通灯信号，示意图如下：1.2交通灯流程如下：1、南北红灯亮并保持15秒，同时东西绿灯亮，但保持10秒，到10秒时东西绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭；继而东西黄灯亮，并保持2秒，到2秒后，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭和南北绿灯亮。

2、东西红灯亮并保持10秒。

同时南北绿灯亮，但保持5秒，到5秒时南北绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭；继而南北黄灯亮，并保持2秒，到2秒后，南北黄灯熄灭，南北红灯亮，同时东西红灯熄灭和东西绿灯亮，循环执行。

3、有白天/夜间操作开关、运行/停止开关、紧急操作开关1号和2号，其功能如下：1）白天/夜间操作转换开关在“白天”位置时，按上述时序正常运行，在“夜间”位置时两边均只有黄灯闪烁。

运行开关在接通电源时，方可切换白天/黑夜开关。

2）开关在“运行”位置，系统启动，在“停止”位置，系统关闭。

3）当有特殊情况（如事故）需要某一方向绿灯一直亮时，则应用紧急操作开关实现此功能，例如：1号开关=“1”时，南北方向绿灯一直亮，东西方向红灯一直亮；2号开关=“1”时，东西方向绿灯一直亮，南北方向红灯一直亮；若关闭紧急开关，则恢复正常工作。

2 硬件设计2.1 PLC 选型FX1N系列是功能很强大的微型PLC，并且能增加特殊功能模块或扩展板，通信和数据链接功能选项使得FX1N在体积、通信和特殊功能模块和能源控制等重要的应用方面非常完美，主机点数14/24/40/60，分为晶体管输出/继电器输出，交流电源/直流电源，可扩展到128点，8000步存储容量，并且可以连接多种扩展模块，特殊功能模块，最大可扩展到多达128I/O点，定位和脉冲输出功能：一个PLC单元中每相能同时输出2点100KHz脉冲，PLC配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制，通过扩展板连接显示模块或模拟量，扩展输入输出点数，可以使用扩展板增加模拟电位器，输入输出点数增加，并且能安装显示模块FX1N-5DM，能监控和编辑定时器、计数器和数据寄存器，还能通过FX1N-2AD-BD，FX1N-1DA-BD实现模拟量输入，输出，通过连接扩展板或特殊适配器能实现多种通信和数据链接，通过FX2N-16CCL及FX2N-32CCL，可充当CC-LINK主站或从站。

用PLC进行十字路口交通灯的控制线路设计，并进行模拟调试一、实验目的熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试的方法，使学生了解用PLC 解决一个实际问题的全过程。

二．十字路口交通灯控制模拟实验面板图图1三．控制要求设置一个启动按钮SB1、停止按钮SB2、强制按钮SB3、循环选择开关S。

当按下启动按钮之后，信号灯控制系统开始工作，首先南北红灯亮，东西绿灯亮。

按下停止按钮后，信号控制系统停止，所有信号灯灭。

按下强制按钮SB3，东西南北黄、绿灯灭，红灯亮。

循环选择开关S可以用来设定系统单次运行还是连续循环运行。

工艺流程如下：南北红灯亮并保持25秒，同时东西绿灯亮，保持20秒，20秒钟到了之后，东西绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭。

继而东西黄灯亮并保持2秒，到2秒后，东西黄灯灭，东西红灯亮并保持30秒，同时南北红灯灭，南北绿灯亮20秒，20秒到了之后，南北绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭。

继而南北黄灯亮并保持2秒，到2秒后，南北黄灯灭，南北红灯亮，同时东西红灯灭，东西绿灯亮。

到此完成一个循环。

四．编制梯形图并写出程序，实验梯形图参考图2程序清单将PTS-11挂件上PLC输出端的COM、COM0、COM1、COM2、COM3相接。

将PWD-42挂件上SB1、SB2、SB3、S分别接到PWD41上PLC的输入点X0、X1、X2、X3；南北的红、黄、绿灯（左边的R、Y、G）分别接到输出点Y2、Y1、Y0；东西的绿、黄红灯（右边的G、Y、R）分别接到输出点Y3、Y4、Y5；将行车指示甲、乙分别接到输出点Y6、Y7。

+24V接到PTS-11上的+24V，COM接到输入端的COM。

输入/输出配置六.实验操作过程按实验接线接好连线，将程序输入PLC中并运行。

将循环选择开关断开，按下启动按钮，观察运行情况。

按下停止按钮将系统停止。

将循环选择开关闭合，按下启动按钮，观察运行情况。

将循环选择开关断开，按下启动按钮，观察运行情况。