基于S7—200PLC控制的交通信号灯

基于S7—200PLC控制的交通信号灯

【摘要】随着社会经济的不断发展，交通问题却日益严重，交通事故频繁发生。交通问题已成为交通管理部门需要解决的重要问题。然而交通灯的出现使交通问题明显得到了改善，交通事故也得以锐减。但却也有很多不完善和不合理的地方，可PLC可编程器的问世却解决了这些问题，使交通灯更加的完善和科学化。本次的模拟实验就是利用PLC可编程器控制交通灯，此实验结果也说明了PLC的适用性、广泛性及可靠性。

【关键词】交通灯;PLC可编程器

1.设计方案与要求

1.1 交通灯模拟控制要求

自动控制时：

东西红灯亮并持续9秒，在东西红灯亮的同时南北绿灯也亮，并维持4秒。到4秒时，南北绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭，在南北绿灯熄灭时，南北黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，南北黄灯熄灭，南北红灯亮，同时，东西红灯熄灭，绿灯亮。

南北红灯亮并维持9秒。东西绿灯亮并维持4秒，到4秒时，然后闪亮3秒后熄灭，同时东西黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时东西红灯又亮，南北绿灯又同时亮，如此周而复始。

手动控制时：

东西/南北黄灯以1S的周期闪烁。

1.2 I/O端口分配

根据上面的控制要求，这次的设计需要用到3个输入点和13个输出点。具体的分配的情况如下表：

表1 I/O分配表

开始 I0.1 南北黄灯 Q1.6

停止 I0.0 数码管a段 Q0.0

手动 I0.2 数码管b段 Q0.1

东西红灯 Q1.1 数码管c段 Q0.2

东西绿灯 Q1.2 数码管d段 Q0.3

东西黄灯 Q1.3 数码管e段 Q0.4

南北红灯 Q1.4 数码管f段 Q0.5

南北绿灯 Q1.5 数码管g段 Q0.6

图1 交通信号灯外部接线图

2.硬件设计

本次实验主要是以西门子生产的S7系列的PLC为核心，加上数个发光二极管、开关和一个数码管设计的。如图1所示，为此次实验的电路接线图。

如图1所示的电路图为PLC外部接线图，其中Q0.0-Q0.6分别接数码管的a，b，c，d，e，f，g各段;+12v接数码管的共阳极和发光二极管的“+”极;三个开关的公共段接+24v。

3.软件设计

3.1 工作流程图

如图2所示的是交通灯工作的流程图。

图2 交通灯工作的流程图

3.2 程序设计

4.检查调试

4.1 硬件检查

对于硬件的检查主要是用万用表来实现。

检查电气线路上的电焊点是否齐全、紧固，有松动或发热变色现象，保持电气线路的接触良好。

②在不通电的情况下，用万用表测量各条线路两接点之间是否导通和硬件两端的电阻，看是否有电阻显示，如果有电阻值则说明线路是通的，硬件是好的，没有则说明没有通或硬件是坏的。需要仔细检查原因，并且解决问题。

4.2 系统程序调试

对于PLC，首先应该对PLC的外部接线、供电系统、执行机构、检测元件和开关的运行等进行检查。

（1）外部接线的检查包括对输入/输出接线的正确性检查。

（2）供电系统的包括对PLC的供电电源接线的正确性检查和电压检查、外部供电电源的检查等。

（3）执行机构的运行检查包括执行机构对输入信号的响应时间和灯的亮灭等状态检查。

（4）检测元件和开关是PLC输入信号的来源。要对检测元件、开关、按钮等信号在运行后的响应进行检查，了解他们的状态是否有相应的变化等。

调试的方法是：根据程序的执行顺序先后，用手动的方法对输入点进行开闭的动作，检查程序是否按照要求进行动作、相应的输出信号是否存在，延时的时间是否正确，再用手动给出相应的反馈输入信号，直到整个运行程序正确运行。

4.3 联机调试

首先接通所有的电源，然后将前面的正确程序输入到外接控制电路的PLC中，按照前面程序调试时的方法进行调试，只是，原先的模拟开关变成了真正的开关，指示灯变成了真正的被控对象发光二级管。根据各个部分的器件动作，看看是否符合自己的控制目地，如果不是，则进行修改调试直到程序正确运行为止。

5.总结

本次设计经过多次实验，都表现出良好的效果，此次实验再次表明了PLC的稳定性及可靠性。

参考文献

[1]廖常初.PLC基础及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例.人民邮电出版社，2004

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[5]廖常初.PLC梯形图的顺序控制设计法[J].电工技术杂志，2001.

[6]王永华，等.现代电气控制及PLC应用技术[J].北京航空航天大学出版社，2000.

荣华良（1982—），女，河南许昌人，助教，研究方向：自动控制。