西门子模块1FL6042-2AF21-1LB1

西门子模块1FL6042-2AF21-1LB1

交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管理，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器s7-200实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的plc设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位较为重要，广泛的应用于各个行业。

随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加**。

1.交通灯控制系统的设计要求

1.1 结合十字路通灯路况的模拟控制系统

在plc交通灯模拟模块中，主干道东西南北每面都有3个控制灯，分别为：

●禁止通行灯 （亮时为红色）

●准备禁止通行灯 （亮时为黄色）

●通行灯 （亮时为绿色）

另外人行道东西南北每面都有2个控制灯，分别为：

●禁止通行灯 （亮时为红色）

●通行灯 （亮时为绿色）

结合十字路通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统，当交通灯系统启动开关接通时：

（1）南北向（列）和东西向（行）主干道均设有绿灯20s,绿灯闪亮3s,黄灯2s和红灯25s.

当南北主干道红灯点亮时，东西主干道应依次点亮绿灯，绿灯闪亮，黄灯，反之，当东西主干道红灯点亮时，南北主干道依次点亮绿灯，绿灯闪，黄灯。

（2）南北向和东西向人行道均设为通行绿灯和禁行红灯。南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮，当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。东西人行道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮时点亮，当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西人行道绿灯也要对应闪亮，其它时间为红灯。

（3）除此之外另设两个功能，使用10个脉冲开关。实现让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量。其中8个安装在人行道的两边，当东西方向行走的盲人要过马路的时候，按下脉冲开关东西向人行道绿灯亮起，南北向主干道红灯闪亮，延迟10秒恢复原来的控制系统，南北向脉冲开关对应东西向功能相同。另外两个脉冲开关可以控制车流量，当东西向主干道等待车量较多的时候，按下东西向控制脉冲开关，东西向主干道延长绿灯点亮时间延长15秒。东西向人行道绿灯也要对应延长，南北向脉冲开关对应东西向功能相同

2.交通灯控制系统的设计

2.1 可编程控制器选择

本次交通灯设计用的是来自西门子可编程控制器，产品规格：s7-200系列是一类可编程逻辑控制器。这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制的需要，具有紧凑的设计，良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得s7-200可以近乎完善地满足小规模的控制要求。特点是结构紧凑，使用方便，具有很强的适应性，缺点是输入输出口配置数量固定，主要用小型plc.

2.2 可编程控制器i/o地址分配

该西门子模块为cpu224型，输入地址有10个，输出有14个，能够满通灯控制系统的设计要求。确定i/o地址是设计整个plc交通灯控制系统首先要解决的问题，决定着系统硬件部分的设计，也是系统软件编程的前提。根据系统的设计要求，分别定义了输入地址i0.0~i0.5共6个，输出q0.0~q0.6共7个。具体输入、输出定义如表1所示。

2.3 梯形图的设计

（1）交通灯主程序

网络1-网络5、网络6-网络10、网络11-网络17、网络18-网络21、网络22-网络

一个多站系统包含多个操作员终端（OS 客户机），这些终端通过终端总线从一个或多个 OS 服务器接收数据（项目数据、过程值、归档数据、报警和消息）。该终端总线与工厂总线共享传输介质或者设计为独立的总线（使用 TCP/IP 协议的工业以太网）。

在这种结构中，可以设置冗余 OS 服务器以满足更高的可用性要求。运行状况检查设备会监视运行在 OS 服务器上的关键应用程序是否出现软件故障。如果检测到故障，则触发到冗余系统的切换机制。冗余 OS 服务器的同步是自动、高速进行的。

OS 客户端不仅可以访问一对 OS 服务器/服务器对上的数据，而且可以同时访问多对 OS 服务器对上的数据(多客户端模式)。这样就可以将一个工厂划分成几个工艺单元，将相应数据分配给几个 OS 服务器/服务器对。这种分布式系统除了可扩展性以外，还能将各个工厂区域相互分开，从而提高了系统的可用性。

SIMATIC PCS 7 支持zui多 18 个 OS 服务器或 18 对冗余 OS 服务器的多用户系统。在多客户机模式下，OS 客户机可以同时访问 18 个 OS 服务器/服务器对中的一个或多个服务器/服务器对上的数据（zui多可有 40 个 OS 客户机同时访问）。

OS 服务器设计为具有客户端功能，使其可以从同一多用户系统中的其它 OS 服务器问数据（归档、消息、标签、变量）。这意味着一台 OS 服务器上的过程图形可与其它 OS 服务器上的变量相链接（与区域无关的显示）。

与 OS 单站类似，也可通过以下网络组件之一将 OS 服务器连接到工业以太网

IE：CP 1623 通信模块（预装在 SIMATIC PCS 7 工业工作站中）CP 1628 或 CP 1613 A2，用于与zui多 64 个自动化站进行通信

BCE：标准以太网卡 (10/100/1000 Mbps) 和可以与zui多 8 个自动化系统（非冗余站）进行通信的基本通信以太网

该 OS 服务器还具有两个可用于连接终端总线的板载 10/100/1000 Mbps 以太网 RJ45 端口。