基于PLC步进编程的交通灯控制设计

摘 要交通灯是交通管理中的重要组成部分，可以充分利用PLC进行交通灯的控制设计，不仅能够实现交通灯的自动控制，还可以充分发挥PLC自身的通讯联网功能，统一管理同一条道路上的信号灯组成的局域网，可以大大提升交通灯的控制效率，实现对交通的科学管理，减少车辆在红绿灯的等候时间，并维持交通秩序。本文就基于PLC步进编程交通灯控制设计进行探讨，旨在为人们提供一定的参考。

【关键词】PLC 交通灯 控制设计

PLC为可编程序控制器，是一宗新型的工业控制装置，以微处理器为基础，充分利用自动控制技术、计算机技术和通讯技术等来实现系统控制，PLC的结构比较简单，并且编程过程比较方便，具有较高的可靠性，因此在工业领域的自动控制中得到了广泛的应用，能够实现自动控制。交通灯在维持交通秩序中非常重要，对于交通灯的控制设计，也可以充分利用PLC步进编程。

1 交通灯PLC控制装置的设计需求

将PLC应用到交通灯控制设计中，首先要了解交通灯PLC控制装置的设计需求，才能结合交通灯控制的实际需求来进行针对性的设计，从而取得良好的效果，满足人们的需求。交通灯控制装置是在十字路口对车辆进行自动疏导的系统，是维持交通秩序的重要组成部分。将PLC应用到交通灯控制装置中，可以大大提升交通等控制系统的实用性，为交通事业提供最大化的价值。为了实现城市交通灯的有效控制，实现对车辆和行人的高效疏导，一定要明确交通灯PLC控制装置自动控制的要求。在东西方面，绿灯亮的时间设置为25秒，黄灯亮的时间设置2秒，红灯亮的时间设置30秒，当绿灯转化为黄灯时，会闪3次，每次亮0.5秒、灭0.5秒。当东西方向的绿灯亮时，南北方向的红灯亮，设置时间为30秒，当东西方向的红灯亮时，南北方向的绿灯亮，亮25秒，然后通过闪三次转化为黄灯亮，黄灯量的时间为2秒，绿灯闪也为亮0.5秒、灭0.5秒，连续闪三次。交通灯控制系统的控制时间段为早上6点到晚上11点，其余的时间黄灯闪烁，为晚上，系统处于空闲状态。在紧急情况下，也可以实现手动控制，强制东西方向或者南北方向的通行。

2 交通灯PLC控制装置的设计

交通灯PLC控制装置的设计主要包括硬件的设计和软件的设计。

2.1 软件设计

交通灯PLC控制系统的软件设计主要包括控制时序设计、交通灯PLC控制系统符号设置、PLC控制程序流程框图设计和PLC编制梯形图和步进程序流程图的绘制。

（1）在具体设置之前，要对控制时序进行分析，结合交通灯的布置示意图进行分析，在十字路口的南北方向和东西方向都要设置信号灯，两个方向一共要设置6个信号灯，每一个方向都有红灯、黄灯和绿灯。交通控制的周期为1分钟，红灯亮30秒，绿灯、绿灯闪烁和黄灯共亮30秒。每一个周围都为四段双流程控制。因此在系统的设计中，可以在整个程序中设置一个60s的脉冲定时器T0来实现对系统的控制，在不同的时刻触发不同的控制功能时段。

（2）交通灯PLC控制器中使用的符号设置包括晚上状态继电器，软件编号为S40，白天状态初始步S10，手动初始步S2，自动初始步S1，东西方向强制通行软件编号S50，南北方向强制通行S60，初始状态继电器S0，自动标志继电器M0，M0为1时表示的是自动状态，晚上标志继电器M1，M1为1时表示的是晚上。

（3）设计PLC控制程序流程框图可以分为三个部分，分别为初始化控制、自动控制程序和手动控制程序。其中初始化控制就是当PLC运行时，辅助继电器会形成一个脉冲，对继电器S0进行激活。在手动控制程度中，如果将手动/自动切换开关从SA1换到ON，此时手动程序启动，通过SA2控制开关就可以实现南北方向和东西方向的强制通行，其中将SA2换到ON时表现南北方向的强制通行，将SA2换到OFF则表示的是东西方向的强制通行。自动控制程序就是将手动/自动切换开关从SA1换到OFF位置时，此时自动程序就启动，可以启动晚上和白天的控制程序。

（4）对于PLC编制梯形图和步进程序流程图的绘制，一般结合PLC输出、输入分配设置表、交通灯PLC控制程序图等来进行设计，先设计出PLC的步进指令控制流程图，然后再设计出步进指令控制程序梯形图。

2.2 硬件设计

交通灯PLC控制系统的硬件设计主要包括PLC控制装置的接线图设计、控制系统程序符号设置、PLC出和输入地址的分配设计。对于交通灯的输出、输入地址的分配设计，要合理分配，输入元件有SA1和SA2，元件的作用分别为手动自动选择开关和强制通行，输入继电器分别为XO和X1。输出元件主要包括HL1、HL2、HL3、HL4、HL5和HL6，其作用分别为东西绿灯、东西黄灯、东西红灯、南北红灯、南北绿灯和南北黄灯，输入继电器分别为Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6。分配好交通灯的输出、输入地址后，则要结合输出、输入地址的分配表来绘制出交通灯PLC控制装置的接线原理图。

2.3 交通灯PLC控制装置装调

交通灯PLC控制装置装调首先要完成控制装置的安装和接线，将相关的元件按照控制装置接线图安装在一个合适尺寸的控制箱内，然后再进行接线。按照布置图布置好相关的灯具，将元件软件和PLC输出的对应端子接通，完成于信号灯具的公用端接通。完成好交通灯控制装置的接线之后，将PLC控制程序梯形图在电脑中编制好，下载到PLC中进行调试，使其达到控制的要求。

3 结语

基于PLC步进编程的交通灯控制设计可以实现交通灯的自动控制，实现城市交通的有序管理，大大提升交通管理效率。在基于PLC步进编程的交通灯控制设计过程中，首先要分析交通灯的实际设计需求，然后结合具体的需求设计好相关的硬件和软件，做好交通灯PLC控制装置装调，使其在交通管理中发挥重要的作用。

参考文献

[1]黄露.基于PLC的顺序控制系统的设计方法及实例[J].广西民族师范学院学报，2014，14（03）：26-29.

[2]张少钦.基于PLC步进编程的交通灯控制设计[J].工程技术：引文版，2016，21（11）：298-299.

[3]樊战亭，张小青.基于PLC的步进电动机控制系统研究[J].咸阳师范学院学报，2012，27（04）：23-26.

作者简介

周旋（1983-），女，辽宁省阜新市人。学士。讲师。研究方向为动力与电气工程。

作者单位

沈阳汽车工业学院 辽宁省沈阳市 110015