一、前言
　　
　　交通燈控制系統(tǒng)是一個老掉牙的問題，各種方式的控制系統(tǒng)也不斷產(chǎn)生。隨著我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，城市化進程不斷加強，機動車輛也不斷增多，交通信號控制功能不斷擴展，其控制效率要求不斷提高。基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)能把可編程控制器的軟硬件系統(tǒng)功能強大、可靠性好，邏輯編程方法簡單，易于開發(fā)復雜控制系統(tǒng)、有豐富的擴展模塊和聯(lián)網(wǎng)能力和應用范圍十分廣泛的特點結(jié)合起來，使系統(tǒng)易于實現(xiàn)。
　　
　　本系統(tǒng)采用日本松下電工生產(chǎn)的超小型FP0系列PLC作主控系統(tǒng)，其體積小但功能強大。我們按照現(xiàn)有十字路口的交通燈的設計方案來說明基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)的方便性特點，也間接說明其在滿足控制系統(tǒng)要求的功能擴展上也易于實現(xiàn)。
　　
　　二、系統(tǒng)控制設計
　　
　　1、系統(tǒng)功能要求
　　
　　交通燈系統(tǒng)啟動時，紅、綠、黃燈按一定時序輪流發(fā)亮。首先，南北紅燈亮，東西綠燈亮。南北紅燈維持35s（可由用戶設定），在南北紅燈亮同時東西綠燈也亮，并維持30s，到了30s時，東西路燈閃亮，閃亮周期為1s。綠燈閃亮3s后熄滅，東西黃燈亮，并維持2s。到2s時，東西黃燈熄、紅燈亮，同時南北紅燈熄，綠燈亮。東西紅燈亮維持25s（可由用戶設定）,南北綠燈亮維持20s。到20s時，南北綠燈亮3s后滅，南北黃燈亮，并維持2s。到2s時，南北黃燈熄、紅燈亮，同時東西綠燈亮，開始下一周期的動作；系統(tǒng)可進行時間顯示；當緊急狀態(tài)要一側(cè)方向通過時，可以使南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮或者南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；在特殊情況下，系統(tǒng)可以人為根據(jù)各方向車流量，進行各車道通行時間的變更；在某時段如23：00至次日6：00車流量很少情況下，系統(tǒng)可以設定為各方向的只有黃燈閃爍。
　　
　　2、系統(tǒng)設計
　　
　　2.1硬件設計
　　
　　硬件主要采用日本松下電工生產(chǎn)的小型FP0－C32CT型（帶日歷時鐘功能）PLC，其I/O分別各有16個；根據(jù)系統(tǒng)要求需要進行I/O擴展要求，需要配一級擴展單元FP0－E16YT，其有16個輸出。其I/0分配如表1，其控制輸入輸出接線原理圖如圖1所示。輸出設備是電壓高，功率大的設備，可由PLC輸出給中間繼電器，再通過中間繼電器進行外部設備的輸出控制。
　　　　　　
　　2.2軟件設計
　　
　　系統(tǒng)軟件設計內(nèi)容包括交通燈順序循環(huán)控制、兩方向的急停控制、數(shù)碼時間顯示控制、定時時段控制、各路通行時間變更控制幾部分。順序循環(huán)控制主要采用定時器指令編寫，通過時間的順序運行，來達到各路燈的按要求輸出；通過配合各路急停開關的閉鎖實現(xiàn)各方向的紅燈或綠燈亮，當急停開關恢復后，又通過對定時器的內(nèi)部經(jīng)過值SV賦值，達到路燈進行切換恢復的目的，程序參考圖2。我們可以通過PLC內(nèi)部的日歷時鐘功能，對內(nèi)部運行的時鐘數(shù)據(jù)存儲區(qū)進行取值比較，用類似急?？刂频姆椒?，實現(xiàn)某時段各方向的黃燈閃（程序略）；由于前面采用的定時器獨立的，故對于各路通行時間變更控制可以采用對定時器TM0對TM4的設定值SV賦值來改變，當然各方向時間也不能無限增大和減小，我們可以通過比較指令限制其在的數(shù)值范圍（程序略）。通過對定時器TM0對TM4中變化的經(jīng)過值EV，我們可以通過指令實時把他們轉(zhuǎn)為BCD碼，再由專門指令直接轉(zhuǎn)換為七段碼數(shù)值，用于對各方向時間的顯示（程序略）。
　　　　三、系統(tǒng)擴展性
　　
　　隨著城市交通系統(tǒng)的日趨復雜和控制自動化程度的加大，使用該套PLC的交通燈控制系統(tǒng)，也能實現(xiàn)其自動控制的過程。如某些交通道路有六車道及人行道等，各道進行相應時序控制；有些交通道路采用智能化控制，根據(jù)車流量自動改變各方向的通行時間，并通過*控制系統(tǒng)對各路口交通信號和系統(tǒng)參數(shù)進行遠程監(jiān)控和設置等；FP0系列PLC體積小，軟硬件功能強，具有運行速度快、程序容量大、指令功能強、具有遠程通訊功能等等，其可進行三級I/O擴展單元，zui大I/O點數(shù)達128個，在通訊方面，F(xiàn)P0可以經(jīng)RS232口直接連接調(diào)制解調(diào)器，在選用調(diào)制解調(diào)器方式下，F(xiàn)P0使用AT命令自動撥號以實現(xiàn)遠程通訊；其也可以使用C-NET通訊單元，把多個FP0單元連接一起構(gòu)成分布式控制網(wǎng)絡，實現(xiàn)計算機監(jiān)控，計算機與多臺PLC連接圖如圖3所示。通過上面說明，使用基于PLC的控制可以滿足交通燈系統(tǒng)硬件功能的擴展和分布式監(jiān)控網(wǎng)絡化的需要。
　　　　四、總結(jié)
　　
　　通過調(diào)試，本系統(tǒng)使用PLC中的定時器分段設置，容易配合急?？刂啤⒏鞣较驎r間變更控制和間的顯示，該交通信號燈的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，接線容易，程序編寫的控制算法靈活方便，在軟硬件的維護上比較容易，可靠性也比較高。在可擴展性方面比較容易，易實現(xiàn)智能的交通監(jiān)控和控制，滿足根據(jù)道路情況和季節(jié)變化情況的通行時間的改變，減少各方向的車輛滯留，緩解交通擁擠情況，其經(jīng)濟和社會效益比較明顯。