十字路口交通燈PLC程序設(shè)計(jì)

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十字路口交通燈PLC程序設(shè)計(jì)

1.1控制要求

交通燈控制系統(tǒng)的控制要求如下：

1信號(hào)燈受一個(gè)起動(dòng)開(kāi)關(guān)（SB1）控制，當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)開(kāi)始工作，且先南北紅燈亮，東西紅燈亮。

2交通燈按如下順序循環(huán)點(diǎn)亮：紅紅（2s）--紅綠（3s）--紅黃（1s）--紅紅（2s）--綠紅（3s）--黃紅（1s）--紅紅(2s)。

3周而復(fù)始。

1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

依照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門子S7-200系列可編程控制器的特性，選擇適合的型號(hào)。設(shè)計(jì)思想分析如下：給一個(gè)啟動(dòng)的輸入信號(hào)，要協(xié)同一個(gè)SB1的按鈕，當(dāng)SB1啟動(dòng)按鈕動(dòng)作，系統(tǒng)工作。

依照控制要求，將控制過(guò)程分為六步，分別是紅紅、紅綠、紅黃、紅紅、綠紅、黃紅，程序控制繼電器按時(shí)序一步步的跳轉(zhuǎn)。可采用多種方案實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，在此，我們采用傳送指令與時(shí)間繼電器結(jié)合來(lái)控制程序的運(yùn)轉(zhuǎn)。

首先，上電后，按下啟動(dòng)按鈕SB1，I0.0動(dòng)作，為MB10送入數(shù)據(jù)1，中間繼電器M10.0動(dòng)作，啟動(dòng)通電延時(shí)時(shí)間繼電器T37，延時(shí)2s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送，為MB10送入數(shù)據(jù)2。中間繼電器M10.1動(dòng)作,啟動(dòng)時(shí)間繼電器T38，延時(shí)3s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)下一次數(shù)據(jù)傳送，為MB10送入數(shù)據(jù)4。中間繼電器M10.2動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器T39，延時(shí)1s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)第四次數(shù)據(jù)傳送，為MB10送入數(shù)據(jù)8。中間繼電器M10.3動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器T40，延時(shí)2s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)下一次數(shù)據(jù)傳送嗎，為MB10送入數(shù)據(jù)16。中間繼電器M10.4動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器T41，延時(shí)3s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)第六次數(shù)據(jù)傳輸，為MB10送入數(shù)據(jù)32。中間繼電器T42動(dòng)作，延時(shí)1s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。啟動(dòng)下一次數(shù)據(jù)傳送之后，程序進(jìn)入其次個(gè)循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)紅綠燈的循環(huán)控制。

因此，需要一個(gè)信號(hào)輸入，六個(gè)信號(hào)輸出，十字路口有十二個(gè)交通信號(hào)燈，南北、東西

兩個(gè)為一組用一個(gè)輸出信號(hào)控制。通過(guò)如下的十字路口交通燈狀態(tài)分析表、主流程圖、十字路口交通燈時(shí)序圖一一展開(kāi)，十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路逐漸脈絡(luò)明了。

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表1十字路口交通燈狀態(tài)分析表

南北方向交通燈狀態(tài)東西方向交通燈狀態(tài)

紅燈亮2S

紅燈亮8s

綠燈亮3S

黃燈亮1S

綠燈亮3S紅燈亮6S

黃燈亮1S

南北方向交通燈狀態(tài)東西方向交通燈狀態(tài)

紅燈亮2S

紅燈亮30s

綠燈亮20S

黃燈亮5S

綠燈亮20S紅燈亮28S

黃燈亮5S

十字路口交通燈狀態(tài)的分析：

十字路口交通燈如下圖1所示，將12個(gè)交通燈進(jìn)行編號(hào)

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圖1十字路口交通燈狀態(tài)圖這12個(gè)交通燈共有四個(gè)狀態(tài)：

狀態(tài)1：南北紅燈（1、7）亮，東西紅燈（4、10）亮；狀態(tài)2：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西綠燈（6、12）亮；狀態(tài)3：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西黃燈（5、11）亮；狀態(tài)4：南北紅燈（1、7）繼續(xù)亮，東西紅燈（4、10）亮；狀態(tài)5：南北綠燈（3、9）亮，東西紅燈（4、10）繼續(xù)亮；狀態(tài)6：南北黃燈（2、8）亮，東西紅燈（4、10）繼續(xù)亮；主程序流程圖：（如圖3-2所示）

圖3-2主程序流程圖

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圖2十字路口交通燈時(shí)序圖

1.3.1PLC的選型

從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)1個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)6個(gè)，參照西門子S7-200系列特性，選用主機(jī)為CPU222。

輸入電路采用了雙向光電耦合器，24VDC極性可任意選擇，1M、2M為輸入端子的公共端。1L、2L為輸出公共端。

CPU222另有24V、280mA電源供PLC輸入點(diǎn)使用。

1.3.2PLC的地址分派

列出交通信號(hào)燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分派表，見(jiàn)表3-2。

定時(shí)器T=PTS;定時(shí)實(shí)際時(shí)間=設(shè)定值精度

1ms:T32,T96

10ms:T33~T36,T97~T100100ms:T37~T63,T101~T255

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表3-2交通信號(hào)燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分派表

輸入信號(hào)

名稱工作按鈕

SB1

輸入點(diǎn)編號(hào)

I0.0

定時(shí)元件

T37:狀態(tài)一2ST38:狀態(tài)二3ST39:狀態(tài)三1ST40狀態(tài)四2ST41:狀態(tài)五3ST42:狀態(tài)六1S

名稱南北紅燈南北綠燈南北黃燈東西紅燈東西綠燈東西黃燈

輸出信號(hào)

輸出點(diǎn)編號(hào)L0L1L2L3L4L5

Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5

1.3.3PLC的接線形式

如圖3-5所示

端口I0.0為接入系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的傳送信號(hào)，端口Q0.0接南北紅燈，端口Q0.1接南北綠燈，端口Q0.2接南北黃燈，端口Q0.3接?xùn)|西紅燈，端口Q0.4接?xùn)|西綠燈，端口Q0.5接?xùn)|西黃燈。

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1.4系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

1.4.1系統(tǒng)的梯形圖

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1.4.2語(yǔ)句表

Network1////程序采用傳送指令與時(shí)間繼電器控制交通燈各狀態(tài)的循環(huán)LDSM0.1MOVB0,MB10

Network2////為MB10送1，南北方向?yàn)榧t燈，東西方向?yàn)榧t燈LDI0.0MOVB1,MB10OT42

Network3////為MB10送2，南北方向?yàn)榧t燈，東西方向?yàn)榫G燈LDT37MOVB2,MB10

Network4////為MB10送4，南北方向?yàn)榧t燈，東西方向?yàn)辄S燈LDT38MOVB4,MB10

Network5////為MB10送8，南北方向?yàn)榧t燈，東西方向?yàn)榧t燈LDT39MOVB8,MB10

Network6////為MB10送16，南北方向?yàn)榫G燈，東西方向?yàn)榧t燈

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LDT40MOVB16,MB10

Network7////為MB10送32，南北方向?yàn)辄S燈，東西方向?yàn)榧t燈LDT41MOVB32,MB10Network8//狀態(tài)1：2s

LDM10.0TONT37,+20Network9//狀態(tài)1：3s

LDM10.1TONT38,+30Network10//狀態(tài)1：1s

LDM10.2TONT39,+10Network11//狀態(tài)1：2s

LDM10.3TONT40,+20Network12//狀態(tài)1：3s

LDM10.4TONT41,+30Network13//狀態(tài)1：1s

LDM10.5TONT42,+10Network14//南北方向紅燈亮LDM10.0OM10.3OM10.1=Q0.0OM10.2

Network15//南北方向綠燈亮LDM10.4=Q0.1Network16//南北方向黃燈亮LDM10.5=Q0.2Network17//東西方向紅燈亮LDM10.0OM10.5OM10.3=Q0.3OM10.4

Network18//東西方向綠燈亮LDM10.1=Q0.4Network19//東西方向黃燈亮LDM10.2=Q0.5

1.5系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試

連接好試驗(yàn)箱上電路，輸入口I0.0接按鈕開(kāi)關(guān)K1.，輸出口接試驗(yàn)箱上交通燈試驗(yàn)區(qū)。開(kāi)啟STEP7Micro/WIN32編程軟件，將寫(xiě)好的程序輸入程序框，編譯、下載并運(yùn)行程序，觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果。并開(kāi)啟程序監(jiān)控，可得結(jié)果如下：

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上電后，按下啟動(dòng)按鈕SB1，I0.0動(dòng)作，為MB10送入數(shù)據(jù)1，中間繼電器M10.0動(dòng)作，啟動(dòng)通電延時(shí)時(shí)間繼電器T37，延時(shí)2s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送，為MB10送入數(shù)據(jù)2。中間繼電器M10.1動(dòng)作,啟動(dòng)時(shí)間繼電器T38，延時(shí)3s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)下一次數(shù)據(jù)傳送，為MB10送入數(shù)據(jù)4。中間繼電器M10.2動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器T39，延時(shí)1s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)第四次數(shù)據(jù)傳送，為MB10送入數(shù)據(jù)8。中間繼電器M10.3動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器T40，延時(shí)2s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)下一次數(shù)據(jù)傳送嗎，為MB10送入數(shù)據(jù)16。中間繼電器M10.4動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器T41，延時(shí)3s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)第六次數(shù)據(jù)傳輸，為MB10送入數(shù)據(jù)32。中間繼電器T42動(dòng)作，延時(shí)1s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。啟動(dòng)下一次數(shù)據(jù)傳送之后，程序進(jìn)入其次個(gè)循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)紅綠燈的循環(huán)控制。

經(jīng)驗(yàn)證，程序在試驗(yàn)箱上運(yùn)行正常。

1.6總結(jié)

經(jīng)過(guò)五