基于S7-200 PLC的交通信号灯的控制设计

    一、控制要求    在城市中生活的人每天都会见到交通信号灯。最简单的交通信号灯可用于十字交叉路的交通管制。图5-7是交通信号灯设置示意图。现假定交叉的道路是南北向及东西向。每个方向各有红绿黄三色信号灯，这些灯点亮的时序图如图5-8所示。图5-8是按灯置1与置0两种状态绘的，置1表示灯点亮。一个周期内6只信号灯亮灭的时间均已标在图中。灯在控制开关打开后是依周期不断循环的。
    图5-7    十字路交通信号灯设置示意图
    图5-8    十字路交通信号灯工作时序图    二、解决方案    1．方案一    这是一个时间控制程序。分析时序图可以知道，图5-8中A、B、C、D、E、F6点是6只信号灯工作状态变化的切换点。根据梯形图中输出的条件都是用机内器件的关系表达的特点，设想可以选择一些定时器分别表示这些时间，再用这些定时器的触点表达各只信号灯的输出控制规律。交通灯控制程序的编程元件如表5-3所示。    表5-3    十字路交通信号灯控制方案一编程元件表
    十字路交通信号灯控制方案一的梯形图如图5-9所示，梯形图分为两大段落，第一个段落是时间点形成段落，包括形成A、B、C、D、E、F6点的定时器（第1～8支路）及形成绿灯闪烁的震荡控制的定时器（第16、17支路）。这是整个程序的铺垫段落，第二个段落是输出控制段落（第9～15支路），6只信号灯的工作条件均用定时器的触点表示。其中绿灯的点亮条件是两个并联分支，一个是绿灯长亮的控制，一个是绿灯闪亮的控制。图中还安排了南北、东西同时点亮的报警。
    图5-9    十字路交通信号灯方案一梯形图    2．方案二    交通灯的控制程序可不可以使用状态法完成呢？回答是肯定的。状态法程序编制时首先要根据控制要求的分解安排顺控继电器并绘出状态流程图。交通灯控制的一种顺控制继电器安排及状态流程图可以如图5-10所示。该图的特点是将南北向灯与东西向灯看作是两个同时进行的流程，用两个并行的流程分支表示。这是状态流程图的一种典型结构形式，称为带有并行分支的状态流程图。为了解决绿灯闪烁3次的问题，在两个并行分支中还增加了内循环，循环的次数使用计数器C48、C49控制（状态流程图中末表现计数器）。本方案涉及的输入输出继电器、定时器及顺控继电器的用途及地址如表5-4所示。
    图5-10    十字路交通灯状态流程图    表5-4    十字路交通灯控制方案二器件安排表
    交通信号灯状态法梯形图程序见表5-5。梯形图是由流程图转绘而来的。梯形图中各状态的列写可参照流程图中各状态的分布依从上而下、从左而右的顺序安排。梯形图中各个状态的表达是很规范的，只是在分支及分支的汇合处表达有专门的规定，请读者注意Network5及Network47两处的表达方法。    表5-5    十字路交通信号灯控制方案二梯形图