一、問題的提出

十字路口車輛穿梳，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多，本子模塊介紹利用步進梯形指令單流程編程實現(xiàn)的控制系統(tǒng)。

交通燈的控制要求如下：

（一）、控制開關

信號燈受啟動及停止按鈕的控制，當按動啟動按鈕時，信號燈系統(tǒng)開始工作，并周而復始地循環(huán)工作，當按動停止按鈕時，系統(tǒng)將停止在初始壯態(tài)，即南北紅燈亮，禁止通行；東西綠燈亮，允許通行。

（二）、控制要求

1 、北紅燈亮維持 30 秒，在南北紅燈亮的同時，東西綠燈也亮，并維持 25 秒，到 25 秒時，東西方向綠燈閃，閃亮 3 秒后，綠燈滅。在東西綠燈熄滅的同時，東西黃燈亮，并維持 2 秒，到 2 秒時，東西黃燈滅，東西紅燈亮。同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。

2 、西紅燈亮維持 30 秒。南北綠燈亮維持 25 秒，然后閃亮 3 秒，再熄滅。同時南北方向黃燈亮，并維持 2 秒后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。

接下去周而復始，直到停止按鈕被按下為止。

信號燈動作系統(tǒng)可用圖 1 狀態(tài)圖表示。

圖 1 交通指揮信號燈狀態(tài)圖

二、硬件及接線

根據(jù)上述要求可見，系統(tǒng)所需紅、綠、黃各 4 只信號燈，本案由兩個信號燈箱實現(xiàn)；系統(tǒng)需要啟動和停止兩個按鈕，由按鈕箱實現(xiàn)。

可編程控制器的輸入 / 輸出端子分配及硬件連接分別由表 1 及圖 2 所示。其中 SA 開關代表可編程控制器自身的運行開關。

圖 2 PLC輸入/輸出接線圖

表 1 端子分配表

序號端口連接器件

1X 0啟動按扭 SB 1

2X 1停止按扭 SB 2

3Y 0東西綠燈

4Y 1東西黃燈

5Y 2東西紅燈

6Y 4南北綠燈

7Y 5南北紅燈

8Y 6南北紅燈

三、交通信號燈的軟件設計

在本子模塊中，我們采用步進梯形指令單流程編程實現(xiàn)，其狀態(tài)轉移圖如圖 3所示。由圖可知，我們把東西和南北方向信號燈的動作視為一個順序動作，每一個時序同時有兩個輸出，一個輸出控制東西方向的信號燈，另一個輸出控制南北方向的信號燈。

狀態(tài)轉移圖對應的步進梯形圖如圖 4所示，現(xiàn)簡單分析一下工作原理。當啟動按鈕SB1按下時，X0接通，S0置1，系統(tǒng)進入S0狀態(tài)，驅(qū)動Y6、Y0，使南北紅燈及東西綠燈同時亮，Y0接通，狀態(tài)轉移條件滿足，系統(tǒng)將轉移到S20狀態(tài)，在S20狀態(tài)下，Y6、Y0仍被驅(qū)動，即南北方向的紅燈及東西方向的綠燈繼續(xù)亮，同時驅(qū)動定時器T0，定時器的設定時間為25秒，25秒后，狀態(tài)轉移到S21，在S21狀態(tài)下，Y6繼續(xù)保持，但Y0受控于M1，而M1是由兩個定時器T6和T7控制，T6、T7組成一個1秒的震蕩器，即東西方向的綠燈閃亮。在本狀態(tài)下，同時也驅(qū)動定時器T1，定時時間為3秒，3秒時間到，狀態(tài)轉移到S22，在S22狀態(tài)下，Y6仍然被驅(qū)動，南北方向紅燈繼續(xù)亮，同時驅(qū)動T2、Y1，東西方向的綠燈滅，Y1口驅(qū)動的是東西方向的黃燈，故東西方向的黃燈亮，綠燈停。T2的定時時間為2秒，2秒時間到，狀態(tài)轉移到S23，在S23狀態(tài)下，同時驅(qū)動Y2、Y4及T3，東西方向的紅蛋亮，南北方向的綠燈亮，T3的定時時間為25秒，25秒時間到，狀態(tài)轉移到S24。在S24狀態(tài)下，驅(qū)動Y2、T4，東西方向的紅燈繼續(xù)亮，而南北方向的綠燈驅(qū)動口Y4受控于M1，M1是震蕩周期為1秒的震蕩器，故南北方向的綠燈閃亮。T4的定時時間是3秒，3秒后，狀態(tài)轉移到S25。在S25狀態(tài)下，同時驅(qū)動Y2、Y5及T5，即東西方向的紅燈、南北的黃燈亮，T5定時器的定時時間為2秒，2秒時間到，定時器的定時時間到，T5的觸點接通，狀態(tài)又重新轉移到S0。即南北方向的紅燈、東西方向的綠燈亮，系統(tǒng)將重復上述的動作順序，周而復始的繼續(xù)工作。當停止按鈕SB2被按下時，軟繼電器M0接通，其常閉觸點M0斷開，系統(tǒng)執(zhí)行一周后，將停留在S0狀態(tài)，及保持南北方向的紅燈、東西方向的綠燈亮。

圖 3 信號燈狀態(tài)轉移圖

圖 4 信號燈步進梯形圖

審核編輯：郭婷