程序设计项目举例：十字路口交通信号灯控制优化方案

1.十字路口交通信号灯控制设计内容和控制要求

十字路口交通信号灯受开关总体控制，按一下起动按钮，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，所有信号灯熄灭。信号灯控制的具体要求如表5-7所示。

表5-7 十字路口交通信号灯控制要求

2.输入和输出点分配

输入和输出点分配如表5-8所示。

表5-8 十字路口交通信号灯控制的PLC输入点和输出点分配

3.PLC的I／O接线

根据信号控制要求和I／O口分配，其接线如图5-40所示。图中用一个输出点驱动两个信号灯，如果PLC输出点的电流不够，可以用一个输出点驱动一个信号灯，也可以在PLC输出端增设中间继电器，再通过中间继电器去驱动信号灯。

图5-40 十字路口交通信号灯PLC接线图

4.程序设计

（1）方法一：用基本逻辑指令编程

十字路口交通信号灯控制的时序图如图5-41所示。用基本逻辑指令设计的信号灯控制梯形图如图5-42所示。

图5-41中脉冲发生器产生周期为1s（通0.5s，断0.5s）的方波脉冲，供信号等闪光控制用。

按照图5-42所示交通信号灯控制的梯形图，编写指令程序（见表5-9）并写入PLC的RAM中，运行并调试程序。

图5-41 十字路口交通信号灯控制的时序图

图5-42 十字路口交通信号灯控制的梯形图(www.xing528.com)

表5-9 图5-42所示梯形图对应的指令程序表

（续）

按起动按钮SB1，信号系统起动，东西、南北两侧信号灯周期性地工作；按停止按钮SB2，信号系统中止运行，所有信号灯熄灭。

（2）方法二：用顺序功能图编程

根据交通信号灯控制的时序图（见图5-41），画出交通信号灯控制的顺序功能图如图5-43所示。

图5-43 交通信号灯控制的顺序功能图

当PLC进入运行状态，M0得电自锁。当白天／黑夜开关S断开，此时动断触点X2闭合，因停止按钮是断开的，X1动断触点闭合，此时按下起动按钮，动合触点X0闭合，因此状态由M0转到M1，Y0、Y4得电，红2、绿1灯亮。延时25s后，状态由M1转到M2，红2灯亮、黄1灯闪（闪烁由图5-43中的C16实现）。又延时5s后，状态由M2转到M3，红1、绿2灯亮。延时30s后，状态由M3转到M4，红1灯亮、黄2灯闪。又延时5s后，状态由M4转回到M0，执行下一循环。

当白天／黑夜开关S闭合时，只有黄灯的闪烁，问题是这样解决的：M8012（PLC内部产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器），其线圈由PLC自动驱动，即PLC通电后M8002保持100ms的周期振荡，利用其动合触点驱动计数器线圈C16，当C16累计到10个脉冲时（1s时间），计数器C16动作，C16动合触点驱动时间继电器T4，T4定时1s后动作，T4动合触点闭合将C16复位，其后周而复始，使C16线圈接通1s后又断开1s，动断触点C16接到控制线圈Y1和Y4回路，使Y1和Y5时而接通1s时而断开1s，从而产生了在白天／黑夜开关S闭合时黄灯闪烁的效果。其梯形图程序如图5-44所示。

当按下停止按钮，X1闭合，其动断触点X1分别接到Y0～Y5的线圈回路，使Y0～Y5断电，所有灯灭。同时使程序从M0后不再执行。

图5-44 十字路口交通信号灯控制梯形图

5.运行与调试程序

1）将梯形图程序输入到计算机。

2）按图5-40所示连接好PLC的输入与输出端，将PLC与计算机连接好。

3）对程序进行调试运行。将S闭合，按下起动按钮SB1，观察HL1～HL6的指示状态；将S打开，按下起动按钮SB1，观察HL1～HL6的指示状态。按下停止按钮，再观察HL1～HL6的指示状态。

4）调试、运行并记录。