基于PLC的交通灯的设计

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　　摘要：实现交通灯的控制方法很多，传统的方法实现都存在一个共同的问题，就是工作的可靠性、稳定性和抗干扰能力有限。而PLC是专为在工业环境下应用而设计的，其工作的可靠性非常高，具有很强的抗干扰能力，能在很恶劣的环境下长期连续可靠地工作，平均无故障时间长，故障修复时间短。本文主要介绍如何用PLC实现交通灯的控制，说明了其设计方法，解释了程序的工作原理。
　　关键词：PLC 交通灯 时序分析
　　
　　随着社会的发展和进步，上路的车辆越来越多。而道路建设却往往跟不上城市发展的速度，因此城市交通的问题日益突出在这个时候，道路交通灯的正常运行以及合理的功能就是交通畅通的重要保证PLC编程简单，易维护，可以随着不同场合的需要灵活改变程序以实现不同的功能需求，且可靠性高，性价比较好。
　　一、PLC的结构及各部分的作用
　　可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构。通常由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等几个部分组成。
　　1．中央处理单元（CPU）
　　CPU作为整个PLC的核心，起着总指挥的作用。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。
　　2．存储器（RAM、ROM）
　　存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器;存放应用软件的存储器称为用户程序存储器；存放工作数据的存储器称为数据存储器。
　　3．输入输出单元（I/O单元）
　　I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。I/O单元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。
　　4．电源
　　5．编程器
　　二、PLC的工作原理
　　PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环。
　　1．输入处理
　　输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通端状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。接着进入程序执行阶段。
　　2．程序执行
　　根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而变化。
　　3．输出处理
　　程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。
　　三、交通信号控制系统
　　1.控制要求
　　信号灯受启动及停止按钮的控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环工作，当按下停止按钮时，系统将停止在初始状态，所有信号灯都熄灭。
　　2.控制规律
　　系统启动以后，南北红灯全亮35s，同时东西方向绿灯亮20s，东西左转弯红灯亮；2、东西红灯亮20s之后开始闪烁，灭0.5s，亮0.5s，闪亮3s；3、东西方向绿灯闪亮3s后变成黄灯亮，维持2s；4、东西方向黄灯亮2s后变成红灯亮，同时东西左转弯绿灯亮，维持10s；5、东西左转弯绿灯亮10s后变成红灯亮。至此东西方向全是红灯亮，维持40s；同时南北方向控制红灯灭，绿灯亮，维持20s，南北左转弯继续红灯亮；6、南北方向绿灯亮20s后开始闪烁，周期1秒，灭0.5s，亮0.5s，闪亮3s；7、南北方向绿灯闪亮3s后变成黄灯亮，维持2s；8、南北方向黄灯亮2s后变成红灯亮，同时南北左转弯绿灯亮，维持10s；9、南北左转弯绿灯亮10s后变成红灯亮，至此东西方向全是红灯亮，同时东西方向控制红灯灭，绿灯亮，东西左转弯继续亮；10、按上述步骤循环，实现交通灯控制。
　　
　　四、结语
　　该系统的设计实现了可编程序控制器(PLC)对十字路口交通控制，充分体现了PLC交通灯的简单易行，并且工作可靠、稳定性好和抗干扰能力强。

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