基于CPM2A型PLC带紧急开关的交通灯控制系统的设计

陈世坤　王艳红　邸彩芸

摘要：基于欧姆龙CPM2A型PLC完成了有急通功能的交通灯控制系统的设计，编程过程中借助流程图工具，顺序控制系统的梯形图套用格式。给出了设计的所有工作过程和关键程序段。对PLC初学者有一定的启发作用。

关键词：PLC紧急按钮 流程图 梯形图

引言

可编程序控制器（PLC）是微电子技术、计算机技术、继电器控制技术和通信技术相结合的新型通用的自动控制装置。具有小体积、强大的功能、很高的可靠性，编程控制容易、适合工业应用环境等一系列优点，便于应用于机械制造、电力、交通、轻工、食品加工等行业，既可应用于旧设备改造，也可用于新产品的开发，在工业自动化、机电一体化方面应用非常广泛。欧姆龙CPM2A型PLC是目前应用最广泛的微型PLC之一，本文基于欧姆龙CPM2A型PLC完成了有急通功能的十字路口交通灯控制系统的设计。

一、系統控制要求

设计某十字路口交通灯控制系统，动作情况如所示：按下启动按钮，南北方向红色指示灯亮35S，东西方向绿色指示灯亮30S，闪烁3秒，黄色指示灯亮2秒；然后东西方向红色指示灯亮30S，南北方向绿色指示灯亮20S，闪烁3秒，黄色指示灯亮2秒；如果某一方向发生紧急情况，要求能进行紧急方向强通控制。强行通过信号由拨动开关控制，有紧急情况时，接通该方向的强行通过开关，无论当前系统运行到哪里，一律强制急车放行，接通急车方向的绿色指示灯和另一方向的红色指示灯，直到急车通过为止。急车通过后，断开强通开关，指示灯的状态改为急通方向上的绿色指示灯闪3次，之后进入正常的系统控制。如果两个方向先后出现紧急情况，则先响应先来的一方，之后再响应另一方。在任意时刻按下停止按钮，本次循环结束后，所有灯都熄灭不再循环。

二、系统设计步骤

（1）分析系统所需硬件设备，进行输入，输出端子分配，画出I/O配线图；完成本系统所需硬件如下：输入设备：启动按钮、停止按钮、南北急通开关、东西急通开关；输出设备：南北方向红灯、黄灯、绿灯，东西方向红灯、黄灯、绿灯。I/O地址分配表如下：

（2）按照I/O分配表接线。

（3）程序设计方案：a.分析任务要求可知，本系统是顺序控制系统。首先明确任务要求，根据要求，画出流程图。通过分析系统控制要求，画出流程图如下：

我们借助流程图，根据梯形图的套用格式，很容易即可将交通灯控制系统程序编好。

需要注意：因程序出问题大都在控制部分，为了方便查找问题，通常我在编程时会分块编写，先编控制部分、再编定时部分，最后编输出部分，关键程序段如下：

做到以下几点：

①如果某一方向发生紧急情况，该方向绿灯亮，另一方向红灯亮，具有做法是：将该方向急通开关的常闭触点串联到所有控制回路，停系统；将该方向急通开关的常开触点自锁后并联到控制该方向绿灯的触点上同时并联到另一方向控制红灯的触点上，自锁后的触点与急通开关的常闭触点并联去启动急通方向的绿灯闪。

②如果两个方向先后出现紧急情况，则先响应先来的一方，之后再响应另一方，具体做法是：采用继电器触点互锁。

关键程序段如下：

（4）程序编辑，运行，下载，调试。

三、总结

本系统在设计过程中应用了流程图及梯形图套用格式，采用模块化的编程方法，切实体会到在较复杂的PLC顺序控制系统中借助流程图，可以使设计思路更加清晰，同时借助梯形图套用格式编程，能有效的提高编程效率。在设计过程中进行模块化编程，能更方便查找问题。