基于PLC S7-200交通信号灯的控制系统设计 - 图文 (3)

湖北师范学院机电与控制工程学院2014届学士学位论文（设计）

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（1）当I0.0按一下，此时交通信号灯应适应的道路状况为南北方向交通流量多，南北方向道路繁忙，南北路绿灯亮的时间为30S，此后闪烁3S，进入南北路黄灯亮减速的状态，南北路黄灯亮2S，在南北路黄灯亮完后南北路红灯亮25S，与此同时东西路绿灯亮起，亮的时间为20S，此后闪烁3S，进入东西路黄灯亮减速状态，东西路黄灯亮2S，在东西路黄灯亮完后，东西路红灯亮35，与此同时南北路绿灯亮起，实现一个控制周期。

（2）当I0.0按两下，此时交通信号灯应适应的道路状况为东西路方向交通流量多，东西方向道路繁忙，东西路绿灯亮的时间为30S，此后闪烁3S，进入东西路黄灯亮减速的状态，东西路黄灯亮2S，在东西路黄灯亮完后，东西路红灯亮25S，与此同时南北路绿灯亮起，亮的时间为20S，此后闪烁3S，进入南北路黄灯亮减速状态，南北路黄灯亮2S，在南北路黄灯亮完后南北路红灯亮35，与此同时东西路绿灯亮起，实现一个控制周期。

（3）当I0.0按三下，交通信号灯停止工作。

南北绿灯南北黄灯南北红灯东西绿灯东西黄灯东西红灯图4.1 模式1的时序图

东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯南北红灯 图4.2 模式2的时序图

4.2 交通信号灯控制系统模型图

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建立交通信号灯控制系统的十字路口应用的模型，这个十字路路口分别是南北主干道和东西主干道的交汇处，分别在南北方向和东西方向设有红黄绿三种颜色的交通信号灯，在东西方向和南北方向分别设有甲和乙两辆汽车灯分别代表东西方向和南北方向的通行情况[15]。

北红黄绿绿西甲红黄绿黄红东绿黄红南乙

图4.3 交通信号灯系统模型图

4.3 交通信号灯控制系统电气控制线路

在本设计中南北方向两个路口上的红绿黄共有六盏灯，但是在实际操作中只需控制三个支路，每个支路应该有两盏任何时候都是相同状态的灯即可。通过一个启动按钮I0.0来操作整个系统的启动和模式选择。由PLC的8个输出端口来控制六个交通信号灯和两个表示路段流通两个汽车灯。电气控制线路图如下：

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CPU I0.0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3M1MQ0.4Q0.5Q0.6Q0.7L+1L 图4.4电气控制线路图

I0.04.4 I/O分配

在本系统的I/O端口分配中，有一个输入继电器对应的输入端口I0.0，有八个输出继电器对应的八个输出端口分别对应的南北红灯Q0.0，南北绿灯Q0.1，南北黄灯Q0.2，东西红灯Q0.3，东西绿灯Q0.4，东西黄灯Q0.5，南北方向的车灯Q0.6，东西方向的车灯Q0.7，进行控制。

表4.1 I/O分配表 I/O口 分配 类型 输入 地址 I0.0 Q0.0 Q0.1 Q0.2 输出 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 功能 启动、选择 南北红灯 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯 南北车灯 东西车灯 9

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5 交通灯控制系统软件的设计

5.1程序流程图

开始系统初始化启动按钮I0.0YVW==1模式一正常运作YVW==2N结束模式二正常运作

图5.1 程序流程图

5.2 主要梯形图解析 （1）系统初始化

网络1用于系统初始化，SM0.1为常用特殊继电器，在首次扫描时为ON，常用做初始化脉冲，M0.0作为辅助继电器，在PLC中没有外部的输入端子和输出端子与之对应，因此它不受外部信号的直接控制，其触电也不能直接驱动外部负载，用于在程序设计中处理逻辑控制任务，下文出现的M也是作为辅助继电器。

网络1SM0.1M0.0S1

图5.2 网络1梯形图

（2）上升沿脉冲触发的状态

网络2是在按动I0.0瞬间，常开触电I0.0通电，表现为高电平，此时通过上升沿脉冲使得寄存器加法指令执行一次相加的操作，在LAD中，IN1+IN2=OUT，数据类型为整数，所以在双整数相加时输出也为整数，传递给VW1，在第二次上升沿脉冲触发时继续在VW1上累加。在对VW1赋值的同时，在每一次上升沿脉冲产生时，辅助继电器需要进行处理，将M10.0和M0.0置位，其他辅助触点均复位，M10.0在整个梯形图中只是起个排除干扰的作用。

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网络二I0.0P+1VW1M10.0S1M0.1R9M2.0R9M0.0S1图5.3 网络2梯形图

ADD_IENIN 1IN 2ENOOUTVW1在网络4中按动I0.0瞬间，常开触电I0.0通电，表现为高电平，此时通过上升沿脉冲使得移位寄存器加法指令执行一次移位的操作将IN的数值赋予OUT，而在此处移位寄存器的作用是当第三次上升沿脉冲到来时将0值赋予VW1，使得VW1中的数值一直在 0、1、2这三个数中循环变换。

网络4I0.0VW1P3O图5.4 网络4梯形图

MOV_WENINENOOUTVW1

（3）比较指令实现模式选择

在网络5和网络6中，当M0.0为置位高电平，I0.0按下，常开触电I0.0闭合时，通过VW1中的数值与“1”和“2”相比，如果当VW1等于1，此时辅助继电器M0.1置位高电平，其他辅助继电器复位，定义为模式一；如果当VW1等于2，此时辅助继电器M2.1置位高电平，其他辅助继电器复位，定义为模式二；这两个网络运用比较指令实现了模式的选择。

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