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西门子S7-200 PLC对十字路口交通信号灯的控制及梯形图

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2019/1/10

    在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通,并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展,原来的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况,城市交通指挥系统中的很多设施要实现自动化控制,PLC在其中的应用越来越多。

    本节采用S7-200系列PLC对十字路口交通灯进行控制。采用PLC进行控制主要是考虑PLC具有很强的环境适应性,同时其内部定时器资源非常丰富,可对交通灯进行精确控制。由于PLC内部均配有实时时钟,因此通过PLC控制可对交通灯实施全天候无人化管理。另外,由于PLC具有通信联网功能,可以将同一条道路上的交通灯组成局域网进行统一调度管理,这样可以缩短车辆等候时间,实现科学化管理。

    一、系统概述及硬件设计

    1.交通信号灯设置示意图原理图

    本实例以十字路口交通指挥信号灯的控制为例,来讨论PLC在城市交通指挥信号灯自动控制中的应用问题。本实例中,在东、西、南、北四个方向都有红、绿、黄三种指挥灯,所以东西向和南北向的交通指示灯共12盏,交通信号灯设置示意图如图9-1所示。
交通信号灯示意图

    图9-1    交通信号灯示意图

    2.控制要求

    在交通指挥信号灯控制系统工作时,所有信号灯受一个启动开关控制,当按下启动按钮,信号灯系统开始工作,直至按下停止按钮,系统停止工作,对信号灯的控制按照一定的时序要求进行,具体时序图如图9-2所示。交通灯正常循环运行的具体控制要求可描述如下:
交通信号灯时序图

    图9-2    交通信号灯时序图

    (1)接通启动按钮后,信号灯开始工作,南北向红灯、东西向绿灯同时亮;

    (2)东西向绿灯亮30s后,闪烁3次(每次0.5s),接着东西向黄灯亮,2s后东西向红灯亮,35s后东西向绿灯又亮……,如此不断循环,直至停止工作;

    (3)南北向红灯亮35s后,南北向绿灯亮,30s后南北向绿灯闪烁3次(每次0.5s),接着南北向黄灯亮,2s后南北向红灯又亮……,如此不断循环,直至停止工作。

    3.PLC的输入/输出分配表

    根据交通信号灯系统的具体控制要求,系统采用自动工作方式,输入信号有系统开启、停止按钮信号。输出信号有东西方向、南北方向各两组指示灯驱动信号。由于每一方向的两组指示灯中,同种颜色的指示灯同时工作,为节省输出点数,可采用并联输出方法。由此可知,系统所需的输入点数为2,输出点数为6,全部是开关量。据此,可得PLC的输入/输出分配表如表9-1所示。

    表9-1    PLC的输入/输出分配表
PLC的输入/输出分配表

    4.PLC选型

    根据表9-1所示的PLC输入/输出分配表,可知此控制系统属于小型单机控制系统,参看表2-1 S7-200 CPU系列产品主要性能表,本实例选用西门子公司生产的S7-200系列中的小型PLC-CPU222作为控制主机。

    5.PLC硬件接线图

    根据输入/输出地址的定义,PLC外部输入/输出信号的接线图如图9-3所示。其中,每一个方向的两组指示灯中,同种颜色的指示灯并联,用PLC的同一个输出端口,从而减少了对PLC输出点数目的要求。
交通灯的I/O接线图

    图9-3    交通灯的I/O接线图

    二、程序设计

    根据对交通信号灯的控制要求及PLC控制系统的输入/输出地址的定义,可进行交通信号灯控制程序的设计,交通信号灯控制的梯形图如图9-4所示。
交通信号灯梯形图
交通信号灯梯形图
交通信号灯梯形图

    图9-4    交通信号灯梯形图

 

相关例程(有小修改,具体根据实际进行修改):十字路口交通灯例程

www.dzkfw.com.cn/Article/UploadFiles/202305/2023052613104999.zip

Tags:S7-200,西门子plc,交通信号灯的控制  
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