PLC技术在“十字路口交通灯控制”中的应用

崔玉珍

黑龙江广播电视大学富拉尔基分校，黑龙江 齐齐哈尔 161042

在现代城市中，随着人口和汽车的急剧增长，市区交通日益拥挤，要是没有红绿灯作为指挥工具，恐怕川流不息的汽车就会由于混乱而造成严重阻塞。因此，交通灯是交管部门管理城市交通的重要工具之一。随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本系统是利用FX2N系列的PLC设备中用硬件和软件模拟交通灯控制电路的一个全过程，用梯形图和语句表语言直观的在计算机和实验板上实现控制过程，整个过程简单明了，对实际交通灯的设计具有指导性的意义。

1 十字路口交通灯的设计原理、I/O分配表及外部接线图

1）在PLC交通灯模拟控制中，主干道东西南北每面都有3个控制灯，为：

禁止通行灯（亮时为红色灯）；

准备禁止通行灯 （亮时为黄色灯）；

直通灯（亮时为绿色灯）；

信号灯的动作受一个启动开关控制，按一下启动按钮，信号灯系统开始工作，先南北红灯亮，同时东西绿灯亮，然后东西和南北方向的交通灯按自己的时间周期周而复始地循环动作；当按一下停止按钮，所有信号灯都全部熄灭。

东西南北信号灯控制的具体方式如下：

东西向：绿灯亮25秒→绿灯闪亮3秒→黄灯亮2秒→红灯亮30秒，依次循环。

南北向：红灯亮30秒→绿灯亮25秒→绿灯闪亮3秒→黄灯亮2秒，依次循环。

2）选择十字路口交通信号灯控制系统的设备配置

（1）选择FX2N—40MR型号的PLC一台；

（2）海尔品牌电脑一台（其中装有三菱编程模拟软件）；

（3）交通信号灯（红、黄、绿）各2盏；

（4）本次实验使用的模拟实验板一套；

（5）RS-232数据线一条，连接导线若干。

3）十字路口交通信号灯控制的I/O分配表1

表1

2 十字路口交通信号灯控制的语句表2

2.1 根据控制要求

东西方向：绿灯亮25秒→绿灯闪亮3秒→黄灯亮2秒→红灯亮30秒同时

南北方向：红灯亮30秒→绿灯亮25秒→绿灯闪亮3秒→黄灯亮2秒

2.2 用基本逻辑指令控制交通信号灯的语句表（见表2）

根据梯形图写出基本逻辑指令程序，写入PLC的RAM中，调试并运行程序，试分析交通信号灯的运行是否符合控制要求。或自行设计交通信号灯控制的梯形图，然后编写成语句表指令程序，并在机器上运行调试成功。

语句表2程序如下：

2.3 利用功能指令实现交通信号灯控制的梯形图

图1中将交通信号灯当前位置送到数据寄存器中，接通运行开关SA，按启动按钮SBl，信号系统启动，东西、南北两侧信号灯周期性地工作；按停止按钮SB2，信号系统中止运行，所有信号灯熄灭。

1）按单流程编程

如果把东西和南北方向信号灯的动作视为一个顺序动作过程，其中每一个时序同时有两个输出，一个输出控制东西方向的信号灯，另一个输出控制南北方向的信号灯，这样就可以按单流程进行编程（梯形图略）。

2）按双流程编程

东西方向和南北方向信号灯的动作过程也可以看成是两个独立的顺序动作过程。

3 结论

城市交通灯控制采用PLC技术比传统的采用低压电器控制具有可靠性高，维护方便，使用简单，故障率低，容易实现功能的变更，便于维修等特点。PLC技术还具有较强的组网能力，便于对交通的时时检测和交通管制，对各路口的交通灯之间的时差的确定具有指导意义，从而大大提高了城市交通路口的交通管理能力。

[1]肖明耀.可编程控制技术[M].中国劳动社会保障出版社，2004，8.

[2]龚仲华.三菱FX系列PLC应用技术[M].人民邮电出版社，2010，10.