十字路口交通灯PLC程序设计

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十字路口交通灯PLC程序设计

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

依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，要协同一个SB1的按钮，当SB1启动按钮动作，系统工作。

依照控制要求，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，程序进入其次个循环，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。通过如下的十字路口交通灯状态分析表、主流程图、十字路口交通灯时序图一一展开，十字路口交通灯控制系统设计思路逐渐脉络明了。

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表1十字路口交通灯状态分析表

南北方向交通灯状态东西方向交通灯状态

红灯亮2S

红灯亮8s

绿灯亮3S

黄灯亮1S

绿灯亮3S红灯亮6S

黄灯亮1S

南北方向交通灯状态东西方向交通灯状态

红灯亮2S

红灯亮30s

绿灯亮20S

黄灯亮5S

绿灯亮20S红灯亮28S

黄灯亮5S

十字路口交通灯状态的分析：

十字路口交通灯如下图1所示，将12个交通灯进行编号

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图1十字路口交通灯状态图这12个交通灯共有四个状态：

状态1：南北红灯（1、7）亮，东西红灯（4、10）亮；状态2：南北红灯（1、7）继续亮，东西绿灯（6、12）亮；状态3：南北红灯（1、7）继续亮，东西黄灯（5、11）亮；状态4：南北红灯（1、7）继续亮，东西红灯（4、10）亮；状态5：南北绿灯（3、9）亮，东西红灯（4、10）继续亮；状态6：南北黄灯（2、8）亮，东西红灯（4、10）继续亮；主程序流程图：（如图3-2所示）

图3-2主程序流程图

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图2十字路口交通灯时序图

1.3.1PLC的选型

从上面的分析可以知道，系统共有开关量输入点1个，开关量输出点6个，参照西门子S7-200系列特性，选用主机为CPU222。

输入电路采用了双向光电耦合器，24VDC极性可任意选择，1M、2M为输入端子的公共端。1L、2L为输出公共端。

CPU222另有24V、280mA电源供PLC输入点使用。

1.3.2PLC的地址分派

列出交通信号灯PLC的输入/输出点分派表，见表3-2。

定时器T=PTS;定时实际时间=设定值精度

1ms:T32,T96

10ms:T33~T36,T97~T100100ms:T37~T63,T101~T255

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表3-2交通信号灯PLC的输入/输出点分派表

输入信号

名称工作按钮

SB1

输入点编号

I0.0

定时元件

T37:状态一2ST38:状态二3ST39:状态三1ST40状态四2ST41:状态五3ST42:状态六1S

名称南北红灯南北绿灯南北黄灯东西红灯东西绿灯东西黄灯

输出信号

输出点编号L0L1L2L3L4L5

Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5

1.3.3PLC的接线形式

如图3-5所示

端口I0.0为接入系统开关的传送信号，端口Q0.0接南北红灯，端口Q0.1接南北绿灯，端口Q0.2接南北黄灯，端口Q0.3接东西红灯，端口Q0.4接东西绿灯，端口Q0.5接东西黄灯。

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1.4系统程序设计

1.4.1系统的梯形图

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1.4.2语句表

Network1////程序采用传送指令与时间继电器控制交通灯各状态的循环LDSM0.1MOVB0,MB10

Network2////为MB10送1，南北方向为红灯，东西方向为红灯LDI0.0MOVB1,MB10OT42

Network3////为MB10送2，南北方向为红灯，东西方向为绿灯LDT37MOVB2,MB10

Network4////为MB10送4，南北方向为红灯，东西方向为黄灯LDT38MOVB4,MB10

Network5////为MB10送8，南北方向为红灯，东西方向为红灯LDT39MOVB8,MB10

Network6////为MB10送16，南北方向为绿灯，东西方向为红灯

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LDT40MOVB16,MB10

Network7////为MB10送32，南北方向为黄灯，东西方向为红灯LDT41MOVB32,MB10Network8//状态1：2s

LDM10.0TONT37,+20Network9//状态1：3s

LDM10.1TONT38,+30Network10//状态1：1s

LDM10.2TONT39,+10Network11//状态1：2s

LDM10.3TONT40,+20Network12//状态1：3s

LDM10.4TONT41,+30Network13//状态1：1s

LDM10.5TONT42,+10Network14//南北方向红灯亮LDM10.0OM10.3OM10.1=Q0.0OM10.2

Network15//南北方向绿灯亮LDM10.4=Q0.1Network16//南北方向黄灯亮LDM10.5=Q0.2Network17//东西方向红灯亮LDM10.0OM10.5OM10.3=Q0.3OM10.4

Network18//东西方向绿灯亮LDM10.1=Q0.4Network19//东西方向黄灯亮LDM10.2=Q0.5

1.5系统检测与调试

连接好试验箱上电路，输入口I0.0接按钮开关K1.，输出口接试验箱上交通灯试验区。开启STEP7Micro/WIN32编程软件，将写好的程序输入程序框，编译、下载并运行程序，观测试验结果。并开启程序监控，可得结果如下：

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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，程序进入其次个循环，从而实现红绿灯的循环控制。

经验证，程序在试验箱上运行正常。

1.6总结

经过五