【正文】 行時間應該長些；另一車道為副干道，車輛較少，放行時間應該短些。（2）兩條干道的紅綠時間不能隨時間的改變而修改。目前較先進的交通信號燈控制系統(tǒng)的功能：（1）收集交通情報。設在道路上的車輛檢測器隨時把檢測到的車輛數(shù)、車輛行駛速度、車輛阻塞度和空間占有率等情報，通過傳輸系統(tǒng)送到中心處理機處理。（2）控制終端信號機和可變標志。中心處理機根據(jù)交通流量的變化，實時地改變控制模型，隨時發(fā)出控制指令，控制終端信號機和可變標志。（3）誘導車輛。中心處理機根據(jù)收集的交通情報，對于交通阻塞地點，一方面控制有關的終端信號機和可變標志以誘導車輛，另一方面通過通信系統(tǒng)，發(fā)布交通阻塞情報，誘導車輛避開阻塞地點。（4）集中監(jiān)視。通過各種顯示設備和電視監(jiān)視系統(tǒng)，工作人員可了解控制區(qū)域內(nèi)的交通狀況，為迅速排除交通阻塞、處理異常情況、采取人工干預提供直觀依據(jù)。因有上述功能，所以對疏導交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故和交通公害有明顯的效果。 本論文研究的內(nèi)容通過對西門子S7200PLC的學習和應用，首先建立交通燈控制系統(tǒng)模型，力求用組態(tài)王的相關軟件對其進行模擬和仿真，然后再在實驗室設計并搭建硬件電路。在電路搭建成功交通燈控制系統(tǒng)的I/O分配的基礎上，編寫程序，用順序控制法實現(xiàn)對交通燈控制系統(tǒng)的控制。順序控制就是指系統(tǒng)或生產(chǎn)設備在各輸入信號的作用下,內(nèi)部元件狀態(tài)按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的時間順序變化,使得各執(zhí)行機構在生產(chǎn)過程中自動有序地進行操作。將交通燈控制系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)轉換成各個步驟，進行順序精準的控制。通過西門子S72OOPLC的編程方法、原理及編程環(huán)境的研究,實現(xiàn)對交通信號燈的控制，查閱交通燈控制系統(tǒng)的相關資料，以及了解國內(nèi)外前沿技術，發(fā)展趨勢,以達到設計方案更優(yōu)化。將用順序控制方法,實現(xiàn)對交通信號燈控制系統(tǒng)順序控制,并周期循環(huán)運作。用梯形圖將順序控制法語句指令呈現(xiàn)出來，并能按照當時不同的道路情況選擇較合適的交通信號燈的控制。2 交通信號燈控制系統(tǒng)的設計原理 S7200PLC的簡介 S7200PLC的發(fā)展和應用 德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7200、S71200、S7300、S7400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7300）和中、高性能要求的PLC（如S7400）等[1]。西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應用非常廣泛的可編程控制器。西門子公司的產(chǎn)品最早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。20世紀80年代初，S5系統(tǒng)進一步升級——U系列PLC，較常用機型：S590U、95U、100U、115U、135U、155U。1994年4月，S7系列誕生，它具有更國際化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機型為：S7200、300、400。1996年，在過程控制領域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡）及控調技術融為一體。西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化系統(tǒng)，將PLC技術溶于全部自動化領域。由最初發(fā)展至今，SS5系列PLC已逐步退出市場，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動化系統(tǒng)的控制核心，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術內(nèi)核，是對S7系列產(chǎn)品的進一步升級，它是西門子自動化系統(tǒng)最尖端，功能最強的可編程控制器。 S7200PLC的系統(tǒng)組成PLC主要由CPU模塊、輸入/輸出模塊、電源模塊和編程器組成。PLC的特殊功能模塊用來完成某些特殊任務[2]。 （1） CPU模塊主要由微處理器和存儲器組成。在PLC控制系統(tǒng)中CPU模塊相當于人的大腦和心臟采用周期性循環(huán)掃描、分時操作的工作方式不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序刷新系統(tǒng)的輸出，存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)[5]。（2）輸入/輸出I/O模塊是CPU與現(xiàn)場I/O設備或其他外部設備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平和輸出驅動能力的I/O模塊供用戶選用。I/O模塊要求具有抗干擾性能并與外界絕緣因此多數(shù)都采用光電隔離回路、消抖動回路、多級濾波等措施。I/O模塊可以制成各種標準模塊根據(jù)輸入、輸出點數(shù)來增減和組合。I/O模塊還配有各種發(fā)光二極管來指示各種運行狀態(tài)[8]。（3）電源模塊PLC配有開關式穩(wěn)壓電源的電源模塊用來對PLC的內(nèi)部電路供電[9]。（4）編程器編程器用作用戶程序的編制、編輯、調試和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它經(jīng)過接口與CPU聯(lián)系以便完成人機對話互動。編程器分簡易型和智能型兩種。簡易型編程器只能在線編程它通過一個專用接口與PLC連接。智能型編程器即可在線編程又可離線編程還以遠離PLC插到現(xiàn)場控制站的相應接口進行編程。智能型編程器有許多不同的應用程序軟件包功能齊全適應的編程語言和方法也較多。 交通信號燈控制系統(tǒng)設計的控制方法在交通信號燈控制系統(tǒng)中運用到了順序控制設計法，順序控制就是指系統(tǒng)或生產(chǎn)設備在各輸入信號的作用下,內(nèi)部元件狀態(tài)按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的時間順序變化,使得各執(zhí)行機構在生產(chǎn)過程中自動有序地進行操作[10]。PLC 順序控制設計法最基本的思路是將控制系統(tǒng)的一個完整的工作周期劃分為若干個順序相連的階段,這些階段稱為步,然后用轉換條件控制代表各步的內(nèi)部編程元件(例如輔助繼電器M ,狀態(tài)繼電器S 等) ,使其狀態(tài)按照一定的時間順序變化,最終輸出控制相應執(zhí)行機構的動作步是根據(jù)輸入量狀態(tài)的變化來劃分的。在任何一步之內(nèi)各輸出量的狀態(tài)不變,但相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。步的這種劃分方法代表各步編程元件的狀態(tài)與各輸出量狀態(tài)之間有著極為簡單的邏輯關系。順序控制設計法中的轉換條件可以是外部的輸入信號,例如:按鈕、指令開關、行程開關(包括有觸點或無觸點行程開關、光電開關、干簧管開關、霍爾元件開關等位置檢測開關) 、壓力繼電器、時間繼電器之類的信號轉換元件等,也可以是PLC 內(nèi)部產(chǎn)生的信號,例如:定時器、計數(shù)器的觸點提供的信號,還可能是若干信號的“與”、“或”、“非”邏輯狀態(tài)。讓他們的狀態(tài)按一定的順序變化,然后用代表各步的編程元件控制PLC 的各輸出位[10]。3 交通信號燈控制系統(tǒng)總體結構框架的設計 方案的選擇與論證成本系統(tǒng)就現(xiàn)在掌握的技術而言有以下兩種方案：方案一：使用51或者PIC單片機來設計一套十字路口交通燈的控制系統(tǒng)單片機雖說PIO端口比較多、單片價格較為便宜但是其編程相比較PLC而言較為復雜且不容易維護，要求較高的單片機專業(yè)知識故而不選擇本方案。 方案二：使用西門子S7200 PLC可編程控制器，其編程方法簡單易學且功能強大工業(yè)控制能力較為強大一臺小型的PLC內(nèi)有成百上千個可以為用戶提供使用的變成元件可以實現(xiàn)非常復雜的控制能力就控制能力而言較普通的單片機要強一些具有很高的性能價格比故而本系統(tǒng)選擇西門子 S7200 PLC作為本設計的主控制器。 總體方案的確定PLC的最小控制系統(tǒng)是由CPU模塊、I/O模塊、以及編程裝置模塊組成的，一般經(jīng)由相應的模擬信號送入輸入模塊中處理再送達CPU模塊中在CPU模塊中根據(jù)客戶提前用編程裝置中所設定的相應程序處理輸入的信號最后經(jīng)由輸出模塊將相應的數(shù)字信號轉化為相應的模擬信號輸出到指定的外設中以此達到控制的效果。這僅僅是一個PLC的最小控制系統(tǒng)此方法可利用相應的通信設備和技術達到控制若干PLC系統(tǒng)的運行從而達到中小型工業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)和運營。 CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、編程裝置組成可編程序控制器 PLC最小控制系統(tǒng)[12]。采用S7200 PLC設計交通燈控制系統(tǒng)，要求能實現(xiàn)交通燈的各種控制功能，在常規(guī)交通燈控制功能及基礎