交通信号灯控制优化方案

十字路口是通过交通灯的控制来维持交通秩序的。图4-101所示是十字路口交通信号灯示意图。信号灯的动作受开关总体控制，按一下启动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯控制的时序图如图4-102所示。通过分析得到信号灯的控制要求，见表4-16。

图4-101 交通信号灯示意图

图4-102 交通信号灯控制的时序图

表4-16 交通信号灯控制要求

1.硬件及外部电路

根据信号灯的控制要求，所用的器件有：启动按钮SB1、停止按钮SB2、红黄绿色信号灯各4只。I/O端口接线如图4-103所示，由图可见，启动按钮SB1接于输入继电器X000端，停止按钮SB2接于输入继电器X001端，东西方向的绿灯接于输出继电器Y000端，东西方向黄灯接于输入继电器Y001端，东西方向的红灯接于输出继电器Y002端，南北方向绿灯接于输出继电器Y004端，南北方向的黄灯接于输出继电器Y005端，南北方向红灯接于输出继电器Y006端。将输出端的COM1及COM2用导线相连，输出端为交流220V电源。如果信号灯的功率较大，一个输出继电器不能带动两只信号灯，则可以采用一个输出点驱动一只信号灯，也可以采用输出继电器先带动中间继电器，再由中间继电器驱动信号灯。

2.软件设计(www.xing528.com)

灯亮采用编程软件定时器实现，灯闪采用由定时器组成的脉冲发生器实现。现在来分析一下由T10及T11组成脉冲发生器的梯形图，如图4-105所示。

由图4-104可知，当M100闭合时，T10得电。延时0.5s后，T10触点闭合，定时器T11得电。延时0.5s后，其动断触点T11断开，T10线圈断电，其触点T10断开，而定时器T10再次得电。0.5s后，T10再次闭合…。如此周而复始，即可得到T10触点的工作波形如图4-105所示。

图4-103 I/O端口接线图

图4-104 周期为1s的脉冲发生器

图4-105 T10触点的脉冲波形

图4-106所示为用基本逻辑指令编制的交通信号灯控制的梯形图。工作时，PLC处于运行状态，按动启动按钮SB1，则辅助继电器M10得电并自锁。由梯形图可知，首先接通输出继电器Y006及Y000，使得南北方向的红灯亮、东西方向的绿灯亮。按停止按钮SB2，则辅助继电器M100断电并解除自锁，整个系统停止运行，所有信号灯熄灭。整个程序的运行都是利用定时器来实现交通灯亮灭控制的。