汽車數(shù)量越來越多，而傳統(tǒng)的交通信號燈控制模式采用的是定時控制，由于車流量是隨時變化的，當(dāng)此時沒有車通過，而相對的車要等到此方向的綠燈結(jié)束顯示紅燈才能通過，在時間和空間方面的應(yīng)變性能較差，這樣不僅浪費(fèi)了時間，還使得相對方向的車輛造成“堵車”現(xiàn)象。城市交通的暢通與否是考量城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的一個重要指標(biāo)，解決好公路交通燈控制問題是保障交通安全、有序、快捷運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，紅綠燈是交通疏導(dǎo)最有效和最常見的方式。為克服這種少車路口綠燈時無車通行或多車路口綠燈通行時間短而堵車等資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，本文采用S7-200PLC系列中的CPU224對十字路口交通燈進(jìn)行控制。

1、PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

1.1、控制要求

用PLC實現(xiàn)交通燈控制，控制要求如下：在十字路口的東西、南北方向各設(shè)紅、綠、黃燈，它們按照一定的時序輪流發(fā)亮。用啟動開關(guān)控制交通燈系統(tǒng)的啟動，按下停止開關(guān)，系統(tǒng)停止工作。

(1)南北方向禁止通行時間內(nèi)，南北方向紅燈亮55s，東西方向綠燈亮50s后閃爍2s，再黃燈亮3s。

(2)東西方向禁止通行時間內(nèi)，南北方向綠燈亮30s后閃爍2s，再黃燈亮3s。東西方向紅燈亮35s。

(3)綠燈閃爍頻率為亮0.5s，滅0.5s。

(4)系統(tǒng)循環(huán)工作。具體控制要求如表1所示。

表1交通燈控制要求

1.2、I/O分配表

本系統(tǒng)采用S7-200PLC系列的CPU224，該類型PLC有l(wèi)4個輸入點和l0個輸出點。根據(jù)控制要求，交通燈PLC控制系統(tǒng)的I/0分配表如表2所示。該系統(tǒng)有兩個輸入點，分別是系統(tǒng)啟動按鈕和停止按鈕。啟動按鈕使系統(tǒng)開始正常運(yùn)行，維修時用停止按鈕暫停系統(tǒng)。6個輸出分別是南北方向與東西方向的交通燈。

表2 I/0分配表

1.3、原理接線圖

相同方向同種顏色的指示燈同時工作，為確保同一方向同一顏色的交通燈同步，采用并聯(lián)輸出，也可以節(jié)省輸出點數(shù)，南北方向與東西方向12個信號燈合并為6個輸出。圖1為交通信號燈PLC控制系統(tǒng)原理接線圖。

圖1 PLC控制交通燈原理接線圖

2、PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

2.1、時序圖

交通燈在南北方向與東西方向的運(yùn)行狀態(tài)是不同的。在一個周期90s的時間內(nèi)，南北方向：紅燈亮55s，綠燈亮30s后閃爍2s，再黃燈亮3s。東西方向：綠燈亮50s閃爍2s，黃燈亮3s后，紅燈亮35s，圖2所示為交通燈運(yùn)行時序圖。綠燈閃爍頻率均為亮0.5s，滅0.5s。

圖2 交通燈運(yùn)行時序圖

2.2、梯形圖程序

交通燈控制系統(tǒng)是一種典型的時序控制系統(tǒng)，所有的動作都按照固定的時間順序來進(jìn)行。按下啟動按鈕，交通燈控制系統(tǒng)開始運(yùn)行，梯形圖程序設(shè)計時首先在上電第一個周期對各變量進(jìn)行初始化復(fù)位。利用T37的常閉觸點實現(xiàn)循環(huán)控制。按下停止按鈕，整個系統(tǒng)停止工作。梯形圖程序如圖3所示。

圖3 PLC交通燈控制梯形圖

3、結(jié)語

采用一個定時器T37控制一個周期(90s)，可以節(jié)省定時器數(shù)量，同時，利用定時器與比較指令控制各交通燈運(yùn)行，讓整個控制系統(tǒng)簡單、清晰。在交通情況發(fā)生改變，需要改變各信號燈的亮與滅的時間時，修改各信號燈通與斷的時間比例也非常方便。采用PLC對交通燈進(jìn)行控制，不僅可以減少故障率，提高控制系統(tǒng)的可靠性，而且還可以根據(jù)車流量對各路口的紅綠燈時間進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，使控制變得更加靈活，有效緩解交通擁擠，實現(xiàn)交通系統(tǒng)的最優(yōu)化控制，最大限度地減少十字路口的車輛滯留現(xiàn)象，提高道路的交通利用率，實現(xiàn)對交通狀況的科學(xué)化管理。