1、2009 年国际多媒体信息网络与安全大会 4 中文 2000 字 International Conference on Multimedia Information NETWORKING and Security. 2009:561-563. 基于 PLC 和组态技术的交通灯控制系统设计 Liu Yan J 电力部门 武汉电力科技学院 武汉，中国 Chen Xian Feng 资源与环境工程学院 武汉科技大学 武汉 ,中国 摘要 本文基于 PL
2、C 设计了一种交通灯控制系统，并通过组态软件对交通灯进行自 动控制。在该系统中，更换了原继电器接线，更合理的使用了 PLC 的硬件和软件 资源。本文主要介绍了正常通行时和应急交通时的交通灯设计 ,在紧急交通状况下， 来自东西和南北的交通灯可以实现互锁。同时，本文还详细论述了硬件部分的接线 方式和 PLC 梯形图的设计过程。交通信号灯系统的状态由两个七段数码显示管以 倒计时的形式显示。十字路口交通信号灯的远程监控系统由 MCGS 组态软件进行 实时监控，大大其可靠性提高。同时 ,我们也可以
3、通过组态画面改变交通信号灯的 状态。 关键词 ： PLC；信号灯； SDEC；组态软件； MCGS 第 1 章 介绍 随着社会的进步与发展 ,流畅的交通变得越来越重要。一方面 ,过多的十字路口 和越来越多的车辆造成了严重的交通堵塞；另一方面 ,有必要在有限的时间内保持 车辆和行人快速、安全的通过 1,2。因此，设计了一种交通灯控制系统，用计算机 控制实时数据，来实时显示时间倒计时。此外 ,应用组态技术可以实现对交通信号 灯的实时处理，从而获悉十字路口的路况状态以及实现红绿灯的可视化。该系
4、统由 上位机和下位机组成，其中 MCGS 是上位机 ,下位机由 PLC 系统控制 3。 2009 年国际多媒体信息网络与安全大会 5 常规状态时交通灯 4的时序图如图 1 所示。但也存在一些紧急情况 ,例如，一 些救护车运送病人到医院或消防车灭灾时，消防车和救护车相比其他车辆而言享有 优先通行权。在城市交通控制系统设计时，考虑到了常规交通和紧急交通这两种不 同的控制情况，该过程可由 14 段编码器来进行显示，还可以通过实时监控画面记 录交通灯的状态。
5、紧急交通控制信号由紧急开关控制。如果没有紧急事件发生，所有的交通灯正 常工作 ,而当紧急事件发生时 ,紧急开关打开。在这种情况下 ,紧急车辆优先通过。 一旦紧急车辆通过 ,紧急开关被立即关闭 ,随后紧急车辆行驶方向的绿灯闪烁三次 后变为正常状态。如果有两个紧急车辆同时分别从南北和东西方向驶来 ,紧急交通 控制系统只能先回应来得早的一辆 ,之后再回应另一辆。 图 1 常规状态时间序列图 第 2 章 交通控制系统设计 一、硬件电路设计 CP1H 系列 PL
6、C 作为控制器 , 当系统运行异常时，时间序列程序应停止运行 , 且不显示时间。当紧急时间序列程序结束后 ,倒计时显示程序应重置。 在该系统中，采用 220V 交流电来控制交通灯， 24V 直流电来控制七段译码器， 图 2 显示了东西方向的时间显示方案。 CP1H 系列 PLC 控制器是一个简单的控制器， 它有 24 个输入和 16 个输出端口。因为该系统需要 20 个输出 ,所以还需加一个 I / O 扩展模块。 接线图如图 2 所示。 2009 年
7、国际多媒体信息网络与安全大会 6 图 2 控制系统电路图 二、控制程序设计 在此系统中用到了六个定时器和两个特殊的开环脉冲，其中南北和东西方向的 绿灯闪烁由定时器和特殊脉冲控制。 8 个 内部继电器用来实现紧急情况下两个方向 的互联闭锁，以及向 PLC 发送脉冲。如图 3 所示是控制系统主程序。两个 SDEC 指令用来显示相应的灯倒计时。东西方向绿灯的倒计时显示程序是程序的重要组成 部分，程序片段如图 4 所示。 在程序被写入 PLC 后，所有的交通信号灯都能准确运行，紧急情况下南北和东 西方向的交通灯可以实现严格闭锁。当紧急情况结束后，所有的信号灯都重新回到 设置状态。 因此这些控制程序既精准又简单。 2009 年国际多媒体信息网络与安全大会 7 图 3 控制系统主程序 2009 年国际多媒体信息网络与安全大会 8 图 4 倒计时显示程序 三、监控系统设计 这个计算机系统有两个主要功能：一个是采集 PLC 的输出信号，显示交通信 号灯的实时状态并控制交通灯 5。另
