十字路口交通灯的控制
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、问题的提出
十字路口车辆穿梳，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号
灯控制方式很多，本子模块介绍利用步进梯形指令单流程编程实现的控制系统。
交通灯的控制要求如下：
一）、控制开关
信号灯受启动及停止按钮的控制，当按动启动按钮时，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环工作，当按动停止按钮时，系统将停止在初始壮
，即南北红灯亮，禁止通行；东西绿灯亮，允许通行。
二）、控制要求
、北红灯亮维持 30 秒，在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，并维持 25 秒，到 25 秒时，东西方向绿灯闪，闪亮 3 秒后，绿灯灭。在东西绿灯熄
灭的同时，东西黄灯亮，并维持 2 秒，到 2 秒时，东西黄灯灭，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
、西红灯亮维持 30 秒。南北绿灯亮维持 25 秒，然后闪亮 3 秒，再熄灭。同时南北方向黄灯亮，并维持 2 秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯
。
接下去周而复始，直到停止按钮被按下为止。
信号灯动作系统可用图 1 状态图表示。
图 1 交通指挥信号灯状态图
、硬件及接线
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根据上述要求可见，系统所需红、绿、黄各 4 只信号灯，本案由两个信号灯箱实现；系统需要启动和停止两个按钮，由按钮箱实现。
可编程控制器的输入 / 输出端子分配及硬件连接分别由表 1 及图 2 所示。其中 SA 开关代表可编程控制器自身的运行开关。
图 2 PLC 输入/输出接线图
表 1 端子分配表
序号 端口 连接器件
1 X 0 启动按扭 SB 1
2 X 1 停止按扭 SB 2
3 Y 0 东西绿灯
4 Y 1 东西黄灯
5 Y 2 东西红灯
6 Y 4 南北绿灯
7 Y 5 南北红灯
8 Y 6 南北红灯
、交通信号灯的软件设计
在本子模块中，我们采用步进梯形指令单流程编程实现，其状态转移图如图 3 所示。由图可知，我们把东西和南北方向信号灯的动作视为一个顺序
动作，每一个时序同时有两个输出，一个输出控制东西方向的信号灯，另一个输出控制南北方向的信号灯。
状态转移图对应的步进梯形图如图 4 所示，现简单分析一下工作原理。当启动按钮SB1 按下时，X0 接通，S0 置1，系统进入S0 状态，驱动Y6、
，使南北红灯及东西绿灯同时亮，Y0 接通，状态转移条件满足，系统将转移到S20 状态，在S20 状态下，Y6、Y0 仍被驱动，即南北方向的红灯
及东西方向的绿灯继续亮，同时驱动定时器T0，定时器的设定时间为25 秒，25 秒后，状态转移到S21，在S21 状态下，Y6 继续保持，但Y0 受控
M1，而M1 是由两个定时器T6 和T7 控制，T6、T7 组成一个1 秒的震荡器，即东西方向的绿灯闪亮。在本状态下，同时也驱动定时器T1，定时
时间为3 秒，3 秒时间到，状态转移到S22，在S22 状态下，Y6 仍然被驱动，南北方向红灯继续亮，同时驱动T2、Y1，东西方向的绿灯灭，Y1 口
驱动的是东西方向的黄灯，故东西方向的黄灯亮，绿灯停。T2 的定时时间为2 秒，2 秒时间到，状态转移到S23，在S23 状态下，同时驱动Y2、Y4
T3，东西方向的红蛋亮，南北方向的绿灯亮，T3 的定时时间为25 秒，25 秒时间到，状态转移到S24。在S24 状态下，驱动Y2、T4，东西方向的
红灯继续亮，而南北方向的绿灯驱动口Y4 受控于M1，M1 是震荡周期为1 秒的震荡器，故南北方向的绿灯闪亮。T4 的定时时间是3 秒，3 秒后，
态转移到S25。在S25 状态下，同时驱动Y2、Y5 及T5，即东西方向的红灯、南北的黄灯亮，T5 定时器的定时时间为2 秒，2 秒时间到，定时器的
定时时间到，T5 的触点接通，状态又重新转移到S0。即南北方向的红灯、东西方向的绿灯亮，系统将重复上述的动作顺序，周而复始的继续工作
当停止按钮SB2 被按下时，软继电器M0 接通，其常闭触点M0 断开，系统执行一周后，将停留在S0 状态，及保持南北方向的红灯、东西方向的绿
灯亮。
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图 3 信号灯状态转移图 图 4 信号灯步进梯形图
［返 回
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