基于PLC和触摸屏的十字路口交通灯监控系统设计

陈冰+李凤

摘 要： 本文介绍了一种基于PLC和触摸屏的十字路口交通灯监控系统，系统采用三菱公司的FX2N-48MR PLC作为控制器，使用F940GOT-SWD触摸屏实现对交通灯系统的监控，具有倒计时显示功能，参数易修改，过程可监控等优点。

关键词： PLC； 触摸屏； 交通灯

0前言

随着社会的发展和进步，城市交通的畅通问题日益突出，一方面十字路口多、人员流动大、道路窄、车辆增加快，容易造成道路交通的阻塞；另一方面又要在有限的时间内既快又保证车辆和行人的安全。针对此要求，设计了基于PLC和触摸屏的带倒计时显示的十字路口交通灯监控系统。系统组成如图1所示。

1 系统概述及控制要求

交通灯监控系统主要由主干道灯、人行道灯、倒计时显示和触摸屏监控等四个部分组成。监控系统的控制要求如下：

（1）主干道灯部分

正常情况下，交通灯的东西主干道和南北主干道上均设有两组红黄绿灯，均按60秒一个循环周期轮流放行，红绿黄灯切换的要求如下：

东西主干道：绿灯22s，绿闪5s，黄灯3s，红灯30s；

南北主干道：红灯30s，绿灯22s，绿闪5s，黄灯3s。

（2）人行道灯部分

东西和南北人行道均设有通行绿灯（用绿人表示）和禁行红灯（用红人表示）。人行道灯要求如下：

东西人行道：延时3s，绿灯24s，绿闪3s，红灯30s

南北人行道：红灯30s，延时3s，绿灯24s，绿闪3s

（3）倒计时部分

交通灯的倒计时采用2个LED数码管从30s开始每隔1s减1，减到0后再开始下一周期的循环显示。

（4）触摸屏监控部分

该系统采用三菱公司生产F940GOT-SWD触摸屏实现对交通灯的运行状态进行实时监控。

2 硬件设计

根据控制要求，本系统经分析选用三菱公司的FX2N-48MR的PLC作控制器。为了方便行人过马路，特在四个路口采用红、绿发光二极管设置4组红绿小人作为人行道灯。绿人亮，行人可通过；红人亮，行人禁行。由于使用24V直流电源，所以在电路中需串联510Ω的电阻。为了表示绿人左右双腿的动感，特采用双闪电路，双闪电路受Y17和Y27的 控制。X0，X1启动、停止信号有触摸屏触摸键发出。

3 软件设计

交通灯的顺序功能图设计采用顺序功能图并行分支设计。该程序一共有5个分支，分别为东西主干道、南北主干道、东西人行道、南北人行道和倒计时分支。这里重点介绍倒计时模块的程序设计。

3.1倒计时模块程序设计

编写倒计时模块时，采用译码指令结合计数器和减法指令来实现倒计时，即使用BCD指令和SEGD指令实现倒计时。利用特殊辅助继电器M8013（1s脉冲）给计数器C0提供计数脉冲，其设定值是30，即计时30s。由于计数器C0是一个加计数器，其值逐渐递增，而倒计时要求从30s开始每隔1s减去1，所以运用减法指令SUB，30减去C0當前值的结果放入D0，则D0中的值就是一个每隔1s递减的数值。将D0中的数值用BCD指令变成8位BCD码，最后用SEGD指令分别显示倒计时的个位和十位。

4 触摸屏监控部分

该监控系统使用三菱公司F940GOT-SWD8色触摸屏，GOT通过RS422口和RS232口实现与PLC和个人电脑之间的通讯。画面制作软件选用FX-PCS-DU/WIN-C，通过GOT画面可以监视各种设备并改变PLC数据。根据系统要求需要制作初始画面、操作画面、监视画面和倒计时画面等四个用户画面。

4.1监视画面

监视画面如图2所示，画面中的“##/？？？####”和“##：##：##”显示PLC当前的日期和时间，东西和南北方向的12盏主干道灯以及东西和南北方向的16盏人行道灯利用工栏中的标签指示器“ ”制作。

4.2倒计时画面

倒计时画面如图3所示。画面中的两个LED数码管采用工具栏中的图形指示器“ ”制作。

5结束语：

通过联机机调试，该监控系统完全可以满足设计要求，并且具有参数易修改，过程可监控，能实现远程控制等优点，在很大程度上减轻了交警的劳动强度。不足之处是倒计时的红绿显示要靠外部电子器件控制，且设计中没有报警模块和左行灯。

参考文献

[1] FX系列PLC编程及应用/廖常初主编. --北京：机械工业出版社，2005.4（2006.3）.

[2]可编程控制器技术与应用系统设计/陈在平，赵相宾主编。-北京：机械工业出版社2002.6.

[3]触摸屏与PLC入门/严盈富主编.—北京：人民邮电出版社，2006.11.

作者简介：陈冰，1980年9月生，男，汉，河南漯河人，漯河职业技术学院讲师，主要从事计算机与自动化技术的教学与研究工作。endprint