基于PLC的交通燈的設計

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　　摘要：實現交通燈的控制方法很多，傳統的方法實現都存在一個共同的問題，就是工作的可靠性、穩定性和抗干擾能力有限。而PLC是專為在工業環境下應用而設計的，其工作的可靠性非常高，具有很強的抗干擾能力，能在很惡劣的環境下長期連續可靠地工作，平均無故障時間長，故障修復時間短。本文主要介紹如何用PLC實現交通燈的控制，說明了其設計方法，解釋了程序的工作原理。
　　關鍵詞：PLC 交通燈 時序分析
　　
　　隨著社會的發展和進步，上路的車輛越來越多。而道路建設卻往往跟不上城市發展的速度，因此城市交通的問題日益突出在這個時候，道路交通燈的正常運行以及合理的功能就是交通暢通的重要保證PLC編程簡單，易維護，可以隨著不同場合的需要靈活改變程序以實現不同的功能需求，且可靠性高，性價比較好。
　　一、PLC的結構及各部分的作用
　　可編程控制器的結構多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結構。通常由中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）、電源和編程器等幾個部分組成。
　　1．中央處理單元（CPU）
　　CPU作為整個PLC的核心，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成電路的芯片上。
　　2．存儲器（RAM、ROM）
　　存儲器主要用于存放系統程序、用戶程序及工作數據。存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器;存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數據的存儲器稱為數據存儲器。
　　3．輸入輸出單元（I/O單元）
　　I/O單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關、按鈕、傳感器等。
　　4．電源
　　5．編程器
　　二、PLC的工作原理
　　PLC采用循環掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執行程序，直到遇到結束符后又返回第一條，如此周而復始不斷循環。
　　1．輸入處理
　　輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通端狀態，并將讀入的信息存入內存中所對應的映象寄存器。接著進入程序執行階段。
　　2．程序執行
　　根據PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執行程序。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存的內容，會隨著程序執行過程而變化。
　　3．輸出處理
　　程序執行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的狀態，在輸出處理階段轉存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅動外部負載。
　　三、交通信號控制系統
　　1.控制要求
　　信號燈受啟動及停止按鈕的控制，當按下啟動按鈕時，信號燈系統開始工作，并周而復始地循環工作，當按下停止按鈕時，系統將停止在初始狀態，所有信號燈都熄滅。
　　2.控制規律
　　系統啟動以后，南北紅燈全亮35s，同時東西方向綠燈亮20s，東西左轉彎紅燈亮；2、東西紅燈亮20s之后開始閃爍，滅0.5s，亮0.5s，閃亮3s；3、東西方向綠燈閃亮3s后變成黃燈亮，維持2s；4、東西方向黃燈亮2s后變成紅燈亮，同時東西左轉彎綠燈亮，維持10s；5、東西左轉彎綠燈亮10s后變成紅燈亮。至此東西方向全是紅燈亮，維持40s；同時南北方向控制紅燈滅，綠燈亮，維持20s，南北左轉彎繼續紅燈亮；6、南北方向綠燈亮20s后開始閃爍，周期1秒，滅0.5s，亮0.5s，閃亮3s；7、南北方向綠燈閃亮3s后變成黃燈亮，維持2s；8、南北方向黃燈亮2s后變成紅燈亮，同時南北左轉彎綠燈亮，維持10s；9、南北左轉彎綠燈亮10s后變成紅燈亮，至此東西方向全是紅燈亮，同時東西方向控制紅燈滅，綠燈亮，東西左轉彎繼續亮；10、按上述步驟循環，實現交通燈控制。
　　
　　四、結語
　　該系統的設計實現了可編程序控制器(PLC)對十字路口交通控制，充分體現了PLC交通燈的簡單易行，并且工作可靠、穩定性好和抗干擾能力強。

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