2 交通灯设计控制要求2.1 控制要求信号灯受按钮的控制,当按下按钮时,信号灯系统开始工作,并周而复始地循环工作,当停止按按钮时,系统将停止在初始状态,所有信号灯都熄灭2.2 控制时序车行道：东西向绿灯亮30S,绿灯闪烁3次,每次1S,黄灯亮2S,红灯亮35S；南北红灯亮35S,绿灯亮30S,绿灯闪烁3次,每次1S,黄灯亮2S人行道：东西绿灯亮30S,绿灯闪烁5次,每次1S,红灯亮35S,南北向红灯亮35S,绿灯亮30S,绿灯闪烁5次,每次1S交通灯分布图如图所示:图2.2.1 十字路口交通灯分布示意图交通灯时序图2.2.2所示:东西绿Y0东西黄Y1东西红Y2南北绿Y3南北红Y5南北黄Y4东西绿Y7东西红Y6南北绿Y11南北红Y10 30s 3s 2s图 交通灯时序图2.3 硬件及外围元器件2.3.1 PLC外部接线图根据信号灯的控制要求,所有的器件有：三菱FX2N系列PLC、起动开关按钮SB1、红黄绿色信号灯各4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X0端,东西方向的绿灯接于输出继电器Y0端,东西方向黄灯接于输出继电器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Y3端,南北方向的黄灯接于输出继电器Y4,南北方向红灯接于输出继电器Y5。
南北人行道红灯接Y10,南北人行道绿灯接Y11.东西人行道红灯接Y6,东西人行道绿灯接Y7.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接线图如图2.3.1所示图2.3.1 PLC外部接线图I/O 分配表如下表2.3所示:表2.3 I/O 分配表启动开关SB1X20循环开关SB1X20东西主干道红灯Y2南北主干道红灯Y5东西主干道黄灯Y1南北主干道黄灯Y4东西主干道绿灯Y0南北主干道绿灯Y3东西人行道红灯Y6南北人行道红灯Y10东西人行道绿灯Y7南北人行道绿灯Y113 交通灯系统设计3.1 软件设计初始脉冲M8002对初始位置S0置1后,接通X1,则状态同时转移到S20和S30S20置1,驱动车道东西绿灯,车道南北红灯,延时30S,状态转移到S21,S21和S22构成闪烁电路,绿灯闪烁3次,状态转移到S23,车道东西道黄灯亮2S之后状态转移到S24,使车道南北红灯熄灭,车道南北道绿灯亮,车道东西道红灯亮,延时30S,状态转回到S21,车道南北绿灯闪烁3次,之后状态转移到S25,车道南北黄灯亮2S。
同理,S30置1,驱动人行东西向亮绿灯,人行道南北向红灯,延时30S后,人行道东西绿灯闪烁5次,状态转移到S33,使人行南北向红灯熄灭,人行南北绿灯亮,人行东西红灯亮延时30S后,转向回到S31,人行南北闪烁5次之后,状态转移到S34,使人行南北向绿灯熄灭两并行支路会合,返回状态S0由于X1已闭合,又同时驱动S20S30,所以令其置1,开始另一个循环3.2 功能顺序图交通灯的功能顺序图如下图3.2所示： M8002 S0 X20Y7S30Y0S0Y10Y5 Y0 Y10Y7S31Y5S21Y10Y0 T0 T10K300T10K300T0Y10Y5S22S32K50T11K30T1 T1 T11Y7Y0 M1 M1Y6S23Y5S33Y11Y1 T2 T12K300T12K20T2Y6S34Y2S24K50T13Y3Y11K300T3 T3 T13 M1S35Y2S25K30T4Y3 T4 M1Y2S26Y4 T5S27K20T5X20 RET END 图3.2 功能顺序图3.3 程序梯形图程序梯形图如图4.3所示 图3.3 程序梯形图3.4 指令表0 LD M0021 SET S03 STL S04 LD X0205 SET S207 LD X0208 SET S3010 STL S2011 OUT Y00512 OUT Y00013 LD Y000 14 SET S2116 STL S2117 OUT Y00518 OUT Y00019 OUT T0 K30022 LD T023 SET S2225 STL S2226 OUT Y00527 OUT T1 K3030 LD M131 OUT Y00032 LD T133 SET S2335 STL S2336 OUT Y00537 OUT T2 K2041 LD T242 SET S2444 STL S2445 OUT Y00246 OUT Y00347 OUT T3 K30050 LD T351 SET S2553 STL S2554 OUT Y00255 OUT T4 K3058 LD M159 OUT Y00360 LD T461 SET S2663 STL S2664 OUT Y00265 OUT Y00466 OUT T5 K2069 LD T570 SET S2772 STL S3073 OUT S2774 OUT Y01076 SET S3178 STL S3179 OUT Y00780 OUT Y01084 LD T1085 SET S3287 STL S3288 OUT Y01089 OUT T11 K5092 LD M193 OUT Y00794 LD T1195 SET S3397 STL S3398 OUT Y00699 OUT Y011100 OUT T12 K300103 LD T12104 SET S34106 STL S34107 OUT Y006108 OUT T13 K50111 LD M1112 OUT Y011113 LD T13114 SET S35116 LD STL S27118 AND STL S35119 SET S0121 RET122 LDT T7123 OUT T6 K5126 LD T6127 OUT T7 K5128 OUT M1131 END3.5 流程图交通灯系统控制车行道流程图如图所示:启动开关东西绿灯亮东西黄灯亮东西红灯亮南北红灯亮南北绿灯亮南北绿灯闪南北黄灯亮东西南北东西绿灯闪 结束图3.5.1 车行道流程图交通灯控制系统人行道流程图如下图所示启动开关南北红灯亮南北绿灯南北绿灯闪结束东西绿灯亮东西绿灯闪东西红灯亮 南北 东西图3.5.2 人行道流程图4 仿真结果及软件截图仿真结果可以分为6个阶段,分别用截图加以说明：1 车行道 东西绿灯Y0亮 南北红灯Y5亮 人行道 东西绿灯Y7亮 南北红灯Y10亮持续30s 如图4.1所示图4.1 阶段一仿真图2 车行道 东西绿灯Y0闪 南北红灯Y5亮 人行道 东西绿灯Y7闪 南北红灯Y10亮持续3s 如图4.2所示图4.2 阶段二仿真图3 车行道 东西黄灯Y1闪 南北红灯Y5亮 人行道 东西绿灯Y7闪 南北红灯Y10亮持续2s 如图4.3所示图4.3 阶段三仿真图4 车行道 东西红灯Y2亮 南北绿灯Y3亮 人行道 东西红灯Y6亮 南北绿灯Y11亮 持续30s 如图4.4所示图4。