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1、引言

可编程序控制器（PLC）作为一种以微电脑技术为核心的自动控制装置，已被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源等各种行业。它可靠性高、功能完善、抗干扰性好，具有结构简单、重量轻等优点，是一种专门用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统。采用PLC控制交通信号灯，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，其内部定时器资源十分丰富。

目前，PLC已广泛应用于工业控制中，在交通控制方面应用方面还不是很广泛。PLC应用于交通控制还有很大的潜能，PLC以其可方便操作、可方便编程调试等特点，使得其有逐步取代以往的单片机在交通灯中的地位的趋势。本文主要研究了基于西门子S7-200PLC的交通灯控制系统的设计。

2、交通灯的控制要求

交通灯控制示意图如图1所示。

图1  交通灯控制示意图

交通灯的控制要求：

（1）信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始正常工作，且先南北红灯亮，后东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯熄灭。

（2）南北红灯维持25s，在南北红灯亮的东西绿灯也亮，并维持20s。到20s时，东西绿灯闪亮，闪亮3s后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2s。到2s时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮；南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

（3）东西红灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s，闪亮3s钟，熄灭；南北黄灯亮，维持2s后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

（4）上述信号灯状态周而复始。

3、系统时序图

根据对交通信号灯控制要求的分析，得出这是一个时序逻辑控制系统。画出时序图，这样便于系统软、硬件的设计，图2为交通灯的状态时序图。

图2  交通灯的状态时序图

4、系统的硬件设计

根据控制要求，选用德国西门子公司的S7-200系列PLC作为控制器可满足控制要求。

4.1、PLCI/O点的分配

交通灯控制系统共有一个输入点：启动按钮。输出信号有东西方向、南北方向各两组指示灯驱动信号以及东西方向、南北方向的车辆运行指示灯驱动信号信号甲、乙。由于每一方向的指示灯中，同种颜色的指示灯运行情况相同，为节省输出点数，采用并联输出法。由此确定，系统所需的输入点数为1，输出点数为8，全部为开关量。PLCI/O点分配如表1所示。

表1  PLCI/O点分配

4.2、系统的硬件结构图

根据系统对I/O口量的需求，选用S7-200来完成设计，系统的硬件结构如图3所示。