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摘要： 文章利用西门子S7-200plc指令系统进行十字路口交通灯控制的程序设计，给出利用位逻辑指令、顺控指令、比较指令三种不同的设计思路，通过对比，利用比较指令实现的程序，更加简单和容易理解。
Abstract： Based on Siemens S7-200 PLC instruction system for crossroads traffic lights control program design， my paper gives three different design methods which use of bit logic instruction， sequential control instruction and compare instruction. By comparing， the method which using compare instruction is more simple and easy to understand.
关键词： PLC；交通灯控制；程序设计
Key words： PLC；traffic light control system；program design
1006-4311（2012）29-0030-02
0引言
可编程序控制器技术是21世纪六十年代出现的工业控制系统，由于其功能强大，目前在工业自动化领域中使用量非常大，是现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。几乎所有的机电类专业都开设了关于本技术的课程，而十字路口交通灯的程序设计是在PLC课程教学中经常被使用到的例子。下面笔者总结了几种利用西门子S7-200PLC指令实现该控制要求的程序设计方案。
1控制要求
程序控制要求如下：
①有一个启动按钮和一个停止按钮。
②动作顺序如下：
东西红灯点亮时间15s后熄灭，东西绿灯点亮8s，闪3s后熄灭，黄灯亮2s熄灭；
东西红灯点亮的同时，南北绿灯点亮10s，闪3s后熄灭，黄灯点亮2s后熄灭，南北红灯点亮13s。
如此循环，直到按下停止按钮，灯全部熄灭。表1为I/O分配表。
2利用脉冲电路进行程序设计
在进行PLC定时器指令的讲解过程中，利用定时器来实现具有一定占空比的方波控制电路是一个定时器使用的重要方面。通过分析十字路口交通灯的控制要求，可以看到南北方向的红灯，东西方向的红灯是交替亮灭的，我们可以把南北方向的红灯和东西方向的红灯看成是方波电路，利用方波脉冲电路来进行设计控制。
程序中，利用T37，T38形成一个接通15S，断开13S，周期为28S的脉冲电路，时序图如图1示。按下启动按钮后，内部辅助继电器M0.0得电并自锁；其常开触点闭合，东西红灯开始点亮，同时定时器T37开始计时；T37计时到15S之后，T37定时器置位，其常闭触点断开，熄灭东西红灯，常开触点闭合，点亮南北红灯，同时T38定时器开始计时；T38计时到13S之后，T38定时器置位，其常闭触点断开，使T37定时器使能端失电，T37定时器复位；T37定时器复位后，其常开常闭触点恢复常态，即常闭恢复闭合，常开触点恢复断开；T37常开触点恢复断开后，南北红灯熄灭，同时T38定时器也立即复位；T38定时器常闭触点恢复闭合，再次接通东西方向红灯及使定时器T37开始计时。只要M0.0继电器线圈不失电（未按下停止按钮），此过程便不停的循环。
南北方向的绿灯、黄灯是伴随着东西方向的红灯工作的，由东西红灯的通断来控制T39，T40定时器工作，从而控制南北方向绿灯和黄灯的亮灭。当东西红灯点亮后，其常开触点闭合，使得南北绿灯被点亮，同时定时器T39开始计时；T39计时达到10S后，T39定时器置位，其常闭触点断开，常开触点闭合；T39常闭触点断开南北绿灯的常亮10S的电路，常开触点接通南北绿灯的闪烁电路，同时也接通定时器T40能端，T40定时器开始计时；T40定时器计时3S后，T40定时器置位，其常闭触点断开，常开触点闭合；T40常闭触点断开，使南北绿灯的闪烁电路被断开，南北绿灯不再亮，T40常开触点闭合，使南北黄灯点亮。当东西方向的红灯熄灭后，南北黄灯也随之熄灭，南北黄灯点亮时间为2S。
东西方向的绿灯、黄灯是伴随着南北方向的红灯工作的，由南北红灯的通断来控制T41，T42定时器工作，从而控制东西方向绿灯和黄灯的亮灭。程序分析与南北方向的绿灯、黄灯一致，此处不再分析。
由于S7-200PLC系统提供一个能够发出周期为1S的脉冲的内部特殊继电器0.5，所以，我们利用它来产生绿灯的闪烁效果，但是由于绿灯的闪烁效果只是在绿灯常亮结束后的3S内进行，所以用T39（T41）的常开触点允许绿灯闪烁，用T40（T42）常闭触点来进行绿灯闪烁的停止。完成的整体设计程序如图2所示。该程序仅仅使用与触点和线圈有关的指令，是一种通用的编程方法。
3利用顺控指令进行程序设计
S7-200PLC中的顺序控制继电器（S）是专门用于编制与时序相关的控制程序的，他能够按照自然地工艺过程编制状态控制程序。PLC厂家提供了3条指令步开始（LSCR）、步转移（SCRT）、步结束（SCRE），通过3条指令的配合来完成顺序控制。
“载入SCR”指令（LSCR）标记SCR段的开始，“SCR结束”指令（SCRE）标记SCR段的结束。SCR段程序是否执行取决于标志该步段开始的顺序控制继电器S是否置位，在SCR段输出时，常用特殊标志位继电器0.0执行SCR段输出操作。
“SCR转换”指令（SCRT）提供一种从现用SCR段向另一个SCR段转换控制的方法。当“SCR转换”令使能
4利用比较指令进行程序设计
S7-200plc指令系统中提供了比较指令，用于完成两个相同类型的数据比较。在梯形图中，如果用带参数和运算符的动合触点表示比较指令，当比较结果为真时，触点闭合；否则断开。我们计算出红绿灯运行一个周期的时间是28S，设计一个定时时间为28S的定时器，然后取定时器当前值与各个灯亮的时间进行比较，满足条件时进行点亮。程序分析如下：定时器T37设定时间为28S，当按下启动按钮后，内部辅助继电器M0.0得电并保持，定时器T37开始计时，等到计时时间到28S时，T37定时器置位，其常闭触点断开，使得定时器的使能端断电、T37定时器复位，其常闭触点恢复闭合后，定时器再次计时，如此反复。当定时时间在0-15S范围内时，东西红灯点亮；0-10S范围内时南北绿灯常亮；10-13S范围内时南北绿灯闪烁；13-15S范围内时南北黄灯亮；15-28S范围内时，南北红灯亮；15-23S范围内时东西绿灯亮；23-2
本文利用常用的PLC编程指令编程实现控制，通过实际验证，以上三种设计方案均可以完成十字路口交通灯的控制。也可以看出，三种方法中，利用比较指令进行程序的编制，程序更简单也更容易理解。当然，由于PLC控制功能强大，除了以上实现十字路口交通灯的程序控制的方式外，还有其他的方式可以实现。
参考文献：
李宁.电气控制与PLC应用技术[M].北京理工大学出版社，2011.
孙平.PLC定时器的优化设计[J].浙江水利水电专科学校学报，2008（04）.
[3]纪彩彦，张艳明.PLC在交通信号灯自动控制中的应用设计[J].工业控制计算机，2006（09）.
Abstract： Based on Siemens S7-200 PLC instruction system for crossroads traffic lights control program design， my paper gives three different design methods which use of bit logic instruction， sequential control instruction and compare instruction. By comparing， the method which using compare instruction is more simple and easy to understand.
关键词： PLC；交通灯控制；程序设计
Key words： PLC；traffic light control system；program design
1006-4311（2012）29-0030-02
0引言
可编程序控制器技术是21世纪六十年代出现的工业控制系统，由于其功能强大，目前在工业自动化领域中使用量非常大，是现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。几乎所有的机电类专业都开设了关于本技术的课程，而十字路口交通灯的程序设计是在PLC课程教学中经常被使用到的例子。下面笔者总结了几种利用西门子S7-200PLC指令实现该控制要求的程序设计方案。
1控制要求
程序控制要求如下：
①有一个启动按钮和一个停止按钮。
②动作顺序如下：
东西红灯点亮时间15s后熄灭，东西绿灯点亮8s，闪3s后熄灭，黄灯亮2s熄灭；
东西红灯点亮的同时，南北绿灯点亮10s，闪3s后熄灭，黄灯点亮2s后熄灭，南北红灯点亮13s。
如此循环，直到按下停止按钮，灯全部熄灭。表1为I/O分配表。
2利用脉冲电路进行程序设计
在进行PLC定时器指令的讲解过程中，利用定时器来实现具有一定占空比的方波控制电路是一个定时器使用的重要方面。通过分析十字路口交通灯的控制要求，可以看到南北方向的红灯，东西方向的红灯是交替亮灭的，我们可以把南北方向的红灯和东西方向的红灯看成是方波电路，利用方波脉冲电路来进行设计控制。
程序中，利用T37，T38形成一个接通15S，断开13S，周期为28S的脉冲电路，时序图如图1示。按下启动按钮后，内部辅助继电器M0.0得电并自锁；其常开触点闭合，东西红灯开始点亮，同时定时器T37开始计时；T37计时到15S之后，T37定时器置位，其常闭触点断开，熄灭东西红灯，常开触点闭合，点亮南北红灯，同时T38定时器开始计时；T38计时到13S之后，T38定时器置位，其常闭触点断开，使T37定时器使能端失电，T37定时器复位；T37定时器复位后，其常开常闭触点恢复常态，即常闭恢复闭合，常开触点恢复断开；T37常开触点恢复断开后，南北红灯熄灭，同时T38定时器也立即复位；T38定时器常闭触点恢复闭合，再次接通东西方向红灯及使定时器T37开始计时。只要M0.0继电器线圈不失电（未按下停止按钮），此过程便不停的循环。
南北方向的绿灯、黄灯是伴随着东西方向的红灯工作的，由东西红灯的通断来控制T39，T40定时器工作，从而控制南北方向绿灯和黄灯的亮灭。当东西红灯点亮后，其常开触点闭合，使得南北绿灯被点亮，同时定时器T39开始计时；T39计时达到10S后，T39定时器置位，其常闭触点断开，常开触点闭合；T39常闭触点断开南北绿灯的常亮10S的电路，常开触点接通南北绿灯的闪烁电路，同时也接通定时器T40能端，T40定时器开始计时；T40定时器计时3S后，T40定时器置位，其常闭触点断开，常开触点闭合；T40常闭触点断开，使南北绿灯的闪烁电路被断开，南北绿灯不再亮，T40常开触点闭合，使南北黄灯点亮。当东西方向的红灯熄灭后，南北黄灯也随之熄灭，南北黄灯点亮时间为2S。
东西方向的绿灯、黄灯是伴随着南北方向的红灯工作的，由南北红灯的通断来控制T41，T42定时器工作，从而控制东西方向绿灯和黄灯的亮灭。程序分析与南北方向的绿灯、黄灯一致，此处不再分析。
由于S7-200PLC系统提供一个能够发出周期为1S的脉冲的内部特殊继电器0.5，所以，我们利用它来产生绿灯的闪烁效果，但是由于绿灯的闪烁效果只是在绿灯常亮结束后的3S内进行，所以用T39（T41）的常开触点允许绿灯闪烁，用T40（T42）常闭触点来进行绿灯闪烁的停止。完成的整体设计程序如图2所示。该程序仅仅使用与触点和线圈有关的指令，是一种通用的编程方法。
3利用顺控指令进行程序设计
S7-200PLC中的顺序控制继电器（S）是专门用于编制与时序相关的控制程序的，他能够按照自然地工艺过程编制状态控制程序。PLC厂家提供了3条指令步开始（LSCR）、步转移（SCRT）、步结束（SCRE），通过3条指令的配合来完成顺序控制。
“载入SCR”指令（LSCR）标记SCR段的开始，“SCR结束”指令（SCRE）标记SCR段的结束。SCR段程序是否执行取决于标志该步段开始的顺序控制继电器S是否置位，在SCR段输出时，常用特殊标志位继电器0.0执行SCR段输出操作。
“SCR转换”指令（SCRT）提供一种从现用SCR段向另一个SCR段转换控制的方法。当“SCR转换”令使能
摘自：毕业论文工作总结www.udooo.com
有效时，该指令会复原当前现用段的顺序控制继电器S位，并设置被引用段的S位。在本程序的设计过程中，我们将整个控制过程划分为S0.0，S0.1两步，其中S0.0步为东西红灯亮灭控制，S0.1步为南北红灯亮灭控制。S0.0步中T37控制东西红灯点亮时间15S，当T37计时时间到后，转换到S0.1步；T38控制南北绿灯的常亮10S；T39延时13S为实现绿灯常亮10S后的3S闪烁，以及控制南北黄灯的点亮。S0.1步中T40控制南北红灯点亮时间13S，当T40计时时间到后，转换到S0.0步；T41控制东西绿灯的常亮8S；T39延时11S为实现绿灯常亮8S后的3S闪烁，以及控制东西黄灯的点亮。完整梯形图如图3示。4利用比较指令进行程序设计
S7-200plc指令系统中提供了比较指令，用于完成两个相同类型的数据比较。在梯形图中，如果用带参数和运算符的动合触点表示比较指令，当比较结果为真时，触点闭合；否则断开。我们计算出红绿灯运行一个周期的时间是28S，设计一个定时时间为28S的定时器，然后取定时器当前值与各个灯亮的时间进行比较，满足条件时进行点亮。程序分析如下：定时器T37设定时间为28S，当按下启动按钮后，内部辅助继电器M0.0得电并保持，定时器T37开始计时，等到计时时间到28S时，T37定时器置位，其常闭触点断开，使得定时器的使能端断电、T37定时器复位，其常闭触点恢复闭合后，定时器再次计时，如此反复。当定时时间在0-15S范围内时，东西红灯点亮；0-10S范围内时南北绿灯常亮；10-13S范围内时南北绿灯闪烁；13-15S范围内时南北黄灯亮；15-28S范围内时，南北红灯亮；15-23S范围内时东西绿灯亮；23-2
摘自：毕业论文如何写www.udooo.com
6S范围内时东西绿灯闪；26-28S范围内时，东西黄灯亮。完整梯形图如图4所示。本文利用常用的PLC编程指令编程实现控制，通过实际验证，以上三种设计方案均可以完成十字路口交通灯的控制。也可以看出，三种方法中，利用比较指令进行程序的编制，程序更简单也更容易理解。当然，由于PLC控制功能强大，除了以上实现十字路口交通灯的程序控制的方式外，还有其他的方式可以实现。
参考文献：
李宁.电气控制与PLC应用技术[M].北京理工大学出版社，2011.
孙平.PLC定时器的优化设计[J].浙江水利水电专科学校学报，2008（04）.
[3]纪彩彦，张艳明.PLC在交通信号灯自动控制中的应用设计[J].工业控制计算机，2006（09）.