交通信号灯控制系统课程设计

交通灯控制系统是一个老掉牙的问题，各种方式的控制系统也不断产生。随着我国经济建设的不断发展，城市化进程不断加强，机动车辆也不断增多，交通信号控制功能不断扩展，其控制效率要求不断提高。基于plc的交通灯控制系统能把PLC的软硬件系统功能强大、可靠性好，逻辑编程方法简单，易于开发复杂控制系统、有丰富的扩展模块和联网能力和应用范围十分广泛的特点结合起来，使系统易于实现。
如图1是交通灯系统启动时，红、绿、黄灯按一定时序轮流发亮。首先东西绿灯亮，维持25s，同时南北红灯也亮，并维持30s，到了25s时，东西绿灯闪亮，闪亮周期为1s，闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮，并维持2s。到2s时，东西黄灯熄、红灯亮，同时南北红灯熄，绿灯亮。南北绿灯亮维持25s, 东西红灯亮维持30s。到25s时，南北绿灯闪亮3s后灭，南北黄灯亮，并维持2s。到2s时，南北黄灯熄、红灯亮，同时东西绿灯亮，开始下一周期的动作。

图1 十字路口交通灯示意图
根据十字路口交通信号灯的控制要求，可作出信号灯的控制时序图如图2

图2 交通信号灯控制的时序图
本任务是用基本指令来实现十字路口交通灯控制。这是一个时序控制过程。十字路口南北向以及东西向均设有红、黄、绿三只信号灯，六只灯按一定的时序循环往复工作。所以本任务的关键是要用机内器件将信号灯状态变化的“时间点”表示出来。分析时序图，找出信号灯状态发生变化的每个“时间点”，并安排相应的器件如表1所示。

表1 时间点及实现方法
一、系统的硬件设计
根据信号灯的控制要求，本任务所用的器件有：起动按钮SB1 ，停止按钮SB2 ，红黄绿色信号灯各四只。
1、系统元件I/O分配表

表2  I/O分配表
2、绘制PLC硬件接线图及硬件连接
根据I/O分配，绘制PLC硬件接线图，如图3所示。项目实施过程中，按照此接线图连接硬件。注意不同型号PLC对输入/输出接口电路电源的要求是不同的，应根据实际情况匹配不同的电源，并根据电源选择外部器件。

图3 十字路口交通灯控制PLC接线图
二、系统的软件设计
本任务的具体实现梯形图由读者自行完成。
设计提示：
1、依表3-1所列器件及方式绘出各“时间点”形成所需支路。这些支路是依“时间点”的先后顺序绘出。
2、以“时间点”为工作条件绘出各信号灯的输出梯形图。
3、为了实现交通信号灯的启停控制，在梯形图上增加主控环节。作为一个循环的结束，第二个循环开始控制的T7的常闭触点也作为条件串入主控指令中。
三、系统调试运行
1、按照图3连接好PLC的输入和输出；
2、输入设计好的梯形图，并将程序下载到PLC。
3、将PLC运行开关打到RUN，运行程序。
5、操作控制按钮，观察运行结果。
6、分析程序运行结果，编写相关技术文件。