基于S7—200 PLC交通灯控制系统的设计

【摘要】可编程控制器（PLC）因其结构紧凑，使用方便，具有很强的适应性等优点，在交通灯控制领域应用广泛。通过用可编程控制器（S7-200 PLC）控制交通灯模拟工作，详细叙述了交通灯的PLC控制系统的设计方法。主要介绍了交通灯的PLC控制系统的设计要求，列出了具体的输入输出地址，并给出了系统梯形图的设计。该PLC控制系统在对交通灯的模拟控制中取得了良好的效果，完全满足本系统提出的控制要求。

【关键词】S7-200 PLC；交通灯；程序

Abstract：Programmable logic controller（PLC）because of its compact structure，convenient use，strong adaptability，widely used in traffic lights control.Through the use of programmable logic controller（S7-200 PLC）to control the traffic light simulation work，described in detail the design method of PLC traffic lights control system.Mainly introduces the design requirements of PLC traffic lights control system，a list of input and output address specific，and gives the design of ladder diagram of the system.The PLC control system has achieved good results in the simulation to control the traffic lights control system，fully meet the requirements.

Keywords：S7-200 PLC；traffic lights；program

交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器S7-200 PLC实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。

1.交通灯控制系统的设计要求

1.1 结合十字路通灯路况的模拟控制系统

在PLC交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面都有3个控制灯，分别为：

禁止通行灯 （亮时为红色）

准备禁止通行灯 （亮时为黄色）

通行灯 （亮时为绿色）

另外人行道东西南北每面都有2个控制灯，分别为：

禁止通行灯 （亮时为红色）

通行灯 （亮时为绿色）

结合十字路通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统，当交通灯系统启动开关接通时：

（1）南北向（列）和东西向（行）主干道均设有绿灯20S，绿灯闪亮3S，黄灯2S和红灯25S。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮绿灯，绿灯闪亮，黄灯，反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪，黄灯。

（2）南北向和东西向人行道均设为通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮，当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西人行道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮时点亮，当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西人行道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。

（3）除此之外另设两个功能，使用10个脉冲开关。实现让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量。其中8个安装在人行道的两边，当东西方向行走的盲人要过马路的时候，按下脉冲开关东西向人行道绿灯亮起，南北向主干道红灯闪亮，延迟10秒恢复原来的控制系统，南北向脉冲开关对应东西向功能相同。另外两个脉冲开关可以控制车流量，当东西向主干道等待车量较多的时候，按下东西向控制脉冲开关，东西向主干道延长绿灯点亮时间延长15秒。东西向人行道绿灯也要对应延长，南北向脉冲开关对应东西向功能相同。

1.2 十字路通灯模拟控制时序图

具体如图1～4所示。

2.交通灯控制系统的设计

2.1 可编程控制器选择

本次交通灯设计用的是来自西门子可编程控制器，产品规格：S7-200系列是一类可编程逻辑控制器。这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制的需要，具有紧凑的设计，良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得S7-200可以近乎完善地满足小规模的控制要求。特点是结构紧凑，使用方便，具有很强的适应性，缺点是输入输出口配置数量固定，主要用小型PLC。

2.2 可编程控制器I/O地址分配

该西门子模块为CPU224型，输入地址有10个，输出地址有14个，能够满通灯控制系统的设计要求。确定I/O地址是设计整个PLC交通灯控制系统首先要解决的问题，决定着系统硬件部分的设计，也是系统软件编程的前提。根据系统的设计要求，分别定义了输入地址I0.0～I0.5共6个，输出地址Q0.0～Q0.6共7个。具体输入、输出地址定义如表1所示。

2.3 梯形图的设计

（1）交通灯主程序

网络1-网络5、网络6-网络10、网络11-网络17、网络18-网络21、网络22-网络25如图5～9所示。

（2）主干道交通灯子程序

网络1-网络13如图10所示。 （下转封三）（上接第131页）

图10 网络1-网络13

（3）东西盲人行走子程序

网络1如图11所示。

图11 网络1

（4）南北盲人行走子程序

网络1如图12所示。

图12 网络1

（5）东西绿灯延时子程序

网络1-网络14如图13所示。

图13 网络1-网络14

（6）南北绿灯延时子程序

网络1-网络14如图14所示。

图14 网络1-网络14

3.结束语

本文通过用可编程控制器（S7-200 PLC）控制交通灯系统工作，实践证明方案可行。另外，无论在城市交通灯的使用中还是学校的实训和培训工作中，只要对控制要求或软件上相对应的参数设置加以改进，就能满足各种不同场合对交通灯控制系统的使用要求。

参考文献

[1]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2007.