用PLC来控制十字路口交通灯的编程方法很多，可以运用经验编程法设计出梯形图，由于程序较为复杂，不易理解，所以有时设计起来难以得心应手。对于交通灯的控制，它的工作过程是按一定的顺序进行的，这种符合一定顺序的工作任务，通常有一种更简单通用的设计方法——顺序控制设计法。

顺序控制设计法主要分为步进逻辑公式设计法和顺序功能图设计法两大类。顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC）是一种新颖的、按照工艺流程图进行编程的图形编程语言，如何用顺序功能图设计法来实现十字路口交通灯的PLC控制呢？

2十字路口交通灯的控制要求

当按下启动按钮后，东西方向的绿灯亮8s，闪烁4s后熄灭，接着黄灯亮4s后熄灭，红灯亮16s后熄灭；与此同时，南北方向的红灯亮16s后熄灭，绿灯亮8s，闪烁4s后熄灭，接着黄灯亮4s后熄灭。如此循环下去，直到按下停止按钮，所有灯熄灭。根据它的控制要求，可以画出交通灯运行时序图参见图1所示。

图 1交通灯控制的时序图

3分配输入点和输出点

根据十字路口交通信号灯控制要求，确定系统需要2个输入点和6个输出点，I/O地址分配如表1所示。

表1 I/O地址分配表

4设计控制程序

4.1控制状态表

根据控制要求和时序图，可以列出十字路口交通灯东西方向和南北方向控制状态表，分别参见表2、表3所示。

表2 交通灯东西方向控制状态表

表3 交通灯南北方向控制状态表


4.2编制顺序功能图

从状态表可以看到，东西和南北两个方向的交通灯是在满足配合关系的前提下独立并列工作的，可以分别作为一个分支，可以采用单序列结构和并列分支的编程方法，绘制出如图2所示的系统顺序功能图。

图 2交通灯控制的SFC图

（1）工程名的建立。启动MELSOFT系列GX Developer编程软件，创建新文件并命名为“交通灯”选择PLC类型为“FX2N（C）”，在程序类型框内选择“SFC”，单击“确定”进入SFC块。

（2）初始化状态的建立。双击块标题里的黑色框，系统弹出“块信息设置”对话框；在对话框的块标题里输入“程序初始化”，并在“块类型”中选择“梯形图块”，然后单击“执行”按钮，进入程序初始化梯形图编程界面。在右边的梯形图编程界面中，输入图3的梯形图，然后单击“程序变换/编译”图标。

 图 3初始化梯形图的输入

（3）顺序功能图（SFC块）的输入：双击左侧管理窗口中“程序”下的“MAIN”图标，双击其“块标题”栏中的“No.1”，输入名称“交通灯控制”，单击“执行”进入顺序功能图的编程界面，从顺序功能图（SFC块）的第4行，运用快捷工具或快捷键完成步（STEP）符号、转移（TR）符号和跳（JUMP）符号的输入，完成的顺序功能参见图4所示。

图 4顺序功能图的输入

4.3将顺序功能图转换成梯形图

（1）顺序功能图（SFC块）各步及转移条件对应的梯形图的输入：先将光标移至第2行的转移位置单击，再将光标移至右边对应的梯形图编辑栏中，双击后输入X常开触点，单击“确定”按钮，再按快捷键F8—Enter—F4，启动转移条件的梯形图输入完毕，如图5所示。利用同样的方法，对应输入各状态步和转移条件的梯形图。

图 5启动转移条件梯形图的输入

（2）顺序功能图（SFC块）向梯形图转换：当顺序功能图（SFC块）对应的梯形图输入完毕，单击快捷工具栏中的“程序批量变换/编译”图标进行程序变换和编译。选择左侧管理窗口中“程序”下的“MAIN”图标，右击选择其中“改变程序类型”，单击“确定”按钮，再双击“MAIN”即出现利用顺序功能图（SFC块）编程方法转换成的梯形图。         

图 6十字路口交通灯控制系统梯形图

单击“梯形图/列表切换”图标，就会将梯形图切换到指令表画面。得到完整的步进顺控指令表。

5结束语

    顺序功能图设计法是一种先进的设计方法，可以将复杂的程序化整为零，使程序的调试、修改和阅读变得容易，并且大大缩短了设计周期，提高了设计效率。

参考文献

[1]杨杰忠.可编程序控制器及其应用(三菱 第三版).北京:劳动社会保障出版社.

[2]葛志凯.电气控制与PLC技术及实训.北京:科学出版社.

作者简介

吴顺华（1969-）男 工学学士 讲师 研究方向：电气自动化工程与教学领域