十字路口交通信号灯PLC控制系统简介
1 控制对象及要求
1.1 控制对象
本系统的控制对象有八个，分别是：
东西方向红灯（R—EW）两个； 南北方向红灯 (R—SN) 两个； 东西方向黄灯（Y—EW）两个； 南北方向黄灯 (Y—SN) 两个； 东西方向绿灯（G—EW）两个； 南北方向绿灯 (G—SN) 两个； 东西方向左转弯绿灯(L—EW)两个； 南北方向左转弯绿灯(L—SN)两个。
1.2 控制要求
1．系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作。 2．高峰时段按时序图二（见附图）运行， 正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。
3．高峰时段、 正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行(见附图)。 时序图一 高峰时段
正常时段
晚间时段
0 6:30 7 8:15 16:30 18:30 21 24 小时
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(图中R、Y、G、L分别表示红、黄、绿、左转弯灯，SN、EW分别表示南北向和东西向)
1.2 系统简介
本系统是一个十字路口交通灯的PLC控制系统，利用西门子公司的S7-200可编程逻辑控制器对十字路口的交通灯进行控制。本系统具有一定的智能性，即它可以对交通灯按高峰期、正常期及晚间几个时段进行分段控制。高峰期的控制方案为：
（1） 南北方向左转弯灯和南北南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮； （2） 南北方向绿灯亮35秒，东西方向红灯继续亮； （3） 南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯继续亮；
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（4） 东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮； （5） 东西方向绿灯亮25秒，南北方向红灯继续亮；
（6） 东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。 正常期的控制方案为：
（1） 南北方向左转弯灯和南北南北方向红灯同时亮10秒，同时东西方向红灯亮； （2） 南北方向绿灯亮30秒，东西方向红灯继续亮； （3） 南北方向黄灯闪烁5秒；东西方向红灯继续亮；
（4） 东西方向左转弯绿灯和南北方向红灯同时亮10秒，东西方向红灯继续亮； （5） 东西方向绿灯亮30秒，南北方向红灯继续亮；
（6） 东西方向黄灯闪烁5秒，南北方向红灯继续亮，然后跳至第（1）步依次循环。 晚间的控制方案为：
东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。
1.3 硬件选型
城市道路交通信号控制是典型的开关量顺序控制，采用PLC能充分利用它的优点。在这里我们采用德国西门子公司的S7-200可编程控制器，它是积木式结构，安装比较方便，中央处理单元和信号模板有多种类型，另外还具有如位控单元、PD调节等特殊功能模块。根据本系统输入点数及控制要求，中央处理单元可选用CPU224，该CPU板上本身具有10个数字量输入点，6个非隔离数字量输出点，最多能够带8个数字量信号模板。
电源模块将交流电源转换成供CPU，存储器等所有扩展模块使用的直流电源，是整个PLC系统的能源供给中心，它的好坏直接影响到PLC的稳定性和可靠。S7-200属于小型PLC，电源模块与CPU模块封装在一起，通过连接总线为本机和扩展模块提供+5V（DC）电源。同时，还可通过端子向外输出一个+24V（DC）电源，供本机输入点和扩展模块继电器线圈使用。需注意的是，从资料中我们了解到，外部电源不可与S7-200的传感器电源并联使用。否则，交会导致两个电源的竟争而影响它们各自的输出，缩短其使用寿命，使得一个或两个电源同时失效，使PLC系统产生不正确的操作。正确的使用方法是S7-200的传感器电源和外部电源应该在不同的点上提供电源，而两者之间只能有一个会共连接点。
由于根据控制要求所确定的输入输出点分别一个和八个，由于我们是以一个路口信号单独控制为例，考虑到够用为准。所以我们选择了CPU224这一具有较强控制功能的控制器。
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另外，在硬件选型时，不要忘记完成现场测试及软件编程时所需的一些设备。 综上，得到系统硬件配置如表1所示：
表1 硬件配置表
名 称 DC24V电源 CPU224 PC/PPI编程电缆 STEP7编程软件 PC机
数 量 1 1 1 1 1 2 系统I/O分配
分析PLC的输入和输出信号,在满足控制要求的前提下,要尽量减少占用PLC的I/O点。由系统控制要求可见，由控制开关输入的启、停信号是输入信号。由PLC的输出信号控制各指示灯的亮、灭。在交通灯布置图中，每个方向都有红灯、绿灯、黄灯和左转灯四种，而由于东和西，南和北的信号是一样的，所以这里只用到8个输出便足够。由此可得系统I/O分配如表2所示：
表2 系统I/O分配表
输入/输出 输入 设备/器件名称 程序启停按钮 东西方向绿灯 东西方向黄灯 东西方向红灯 输出 南北方向黄灯 南北方向红灯 东西方向左转弯灯 南北方向左转弯灯 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q5 Q6 Q7 Q8 BOOL BOOL BOOL BOOL 南北方向绿灯 I/O地址 I0.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 符号名 SB0 Q1 Q2 Q3 Q4 数据类型 BOOL BOOL BOOL BOOL BOOL
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