基于自定義時鐘脈沖的交通紅綠燈控制設計

摘要：以三菱FX2N型PLC為控制核心元件，通過對交通十字路口紅綠燈時序控制分析，設計開發了基于定時器的自定義時鐘脈沖程序段，再以自定義時鐘脈沖程序段作為程序基本單元開發設計出十字路口紅綠燈的控制程序，程序結構簡單、思路清晰，自定義時鐘脈沖可以推廣應用于解決各種有規律循環變化的時序控制問題。
關鍵詞：FX2N；PLC；自定義時鐘脈沖；紅綠燈控制

隨著我國社會經濟的快速發展和人民生活水平的日益提高，城市規模也不斷擴大，城市交通也日益繁忙，作為保障了城市交通安全、有序、快速運行的紅綠燈的控制問題，是城市交通監控指揮系統中最重要的組成部分。交通紅綠燈的控制既要安全可靠，其控制程序又要便于根據道路交通流量情況進行修改。以PLC定時器構成的自定義時鐘脈沖程序段作為程序基本單元設計的交通紅綠燈控制程序結構簡單、思路清晰，在不改變程序結構的情況下，通過定時器設定值的調整快速獲得新的紅綠燈控制規律。下面就以三菱FX2N型PLC作為控制核心元件，闡明交通紅綠燈的控制設計思路和控制方案。

1 工作任務與時序分析
1．1 工作任務
如圖1所示，十字路口分別在東西方向和南北方向裝設兩組紅綠燈，控制要求如下：當按下啟動按鈕SB1時，信號燈開始工作，東西方向綠燈、南北方向紅燈同時亮。各燈之間明滅配合規律(見圖2)：0～30 s之間，南北紅燈一直亮，東西綠燈亮25 s、閃爍3 s(每秒1次)，東西黃燈亮2 s；30～55 s之間，東西紅燈一直亮，南北綠燈亮20 s、閃爍3 s(每秒1次)，南北黃燈亮2 s；其后又回到0～55 s之間的明滅規律，并一直循環下去，直到按下停止按鈕SB2時結束運行為止。

1．2 時序分析
分析圖2所示的各個信號燈時序圖表，可以總結出各個信號燈的明滅規律如下：
(1)東西綠燈從第0 s時刻開始，亮25 s、閃爍3 s、滅27 s；再亮25 s、閃爍3 s、滅27 s；如此循環。
(2)東西黃燈從第28 s開始．亮2 s、滅53 s；再亮2 s、滅53 s；如此循環。
(3)東西紅燈從第0 s時刻開始，滅30 s、亮25 s；再滅30 s、亮25 s；如此循環。
(4)南北綠燈從第30 s時刻開始，亮20 s、閃爍3 s、滅32 s；再亮20 s、閃爍3 s、滅32 s；如此循環。
(5)南北黃燈從第0 s時刻開始，滅53 s、亮2 s；再滅53 s、亮2 s；如此循環。
(6)南北紅燈從第0 s時刻開始，亮30 s、滅25 s；再亮30 s、滅25 s；如此循環。