基于PLC與MCGS組態(tài)軟件的交通燈控制

1、摘要設(shè)計(jì)了路口交通燈監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案,介紹了用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈運(yùn)行控制的方法。采用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)設(shè)計(jì),在組態(tài)軟件中實(shí)時(shí)反映交通燈的運(yùn)行狀態(tài),并能通過監(jiān)控畫面控制交通燈的信號(hào), PLC控制系統(tǒng)和組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。關(guān)鍵詞：PLC;MCGS組態(tài);交通燈目錄第一章 緒論1第二章 通燈系統(tǒng)控制要求22.1 交通燈系統(tǒng)控制要求22.2 交通燈路況模擬圖2第三章 交通燈系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)33.1可編程器件選擇33.2 MCGS組態(tài)軟件33.3 I/O地址分配表33.4交通燈系統(tǒng)控制PLC程序43.5組態(tài)程序5第四章 交通燈控制系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果64.1 進(jìn)入運(yùn)行界面64.2 啟動(dòng)64.3

2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)接線74.4 控制74.5 監(jiān)控9第五章 結(jié)束語109第一章 緒論隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的消費(fèi)水平不斷的提高，私人車輛不斷的增加。人多、車多道路少的道路交通狀況已經(jīng)很明顯了。所以采用有效的方法控制交通燈是勢在必行的。單片機(jī)也可以控制交通燈系統(tǒng)，由于單片機(jī)電子元件的可靠性沒有PLC可靠性高，容易出現(xiàn)系統(tǒng)的錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生一些不便，甚至事故，所以為保證交通的暢行，十字路口的交通燈的控制顯得尤為重要，不能有差錯(cuò)，在正常工作中，為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性一般選用PLC來控制交通燈。組態(tài)控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域逐漸興起，成為一種新型的軟件開發(fā)技術(shù)。只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)、數(shù)據(jù)組態(tài)、畫面

3、組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開發(fā)工作，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、過程控制等功能。而當(dāng)前很多自動(dòng)控制系統(tǒng)中，常常選用可編程序控制器(PLC)作為控制設(shè)備，用于數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)判別和輸出控制。在PLC 與計(jì)算機(jī)通訊的基礎(chǔ)上，通過組態(tài)軟件可以對(duì)PLC的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)控，進(jìn)一步對(duì)控制對(duì)象的工作過程進(jìn)行全程模擬仿真，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。因其充分利用了計(jì)算機(jī)和PLC 的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)而得到廣泛應(yīng)用。本文利用計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，利用MCGS組態(tài)軟件作為程序開發(fā)平臺(tái)，下位機(jī)采用歐姆龍系列可編程序控制器，組成一個(gè)簡單實(shí)用的十字路口交通燈控制系統(tǒng)，以解決路口人行橫道中行人闖紅燈而引起的交通

4、安全問題。第二章 通燈系統(tǒng)控制要求2.1 交通燈系統(tǒng)控制要求交通燈對(duì)我們?nèi)祟悂碚f是個(gè)必不可少的交通信號(hào)工具，它關(guān)系著我們的人身安全。尤其在大城市里，絕容不得有半點(diǎn)失誤。本文的控制要求如下：按啟動(dòng)按鈕，交通燈開始工作，按停止按鈕，交通燈停止工作。系統(tǒng)啟動(dòng)后，南北方向紅燈亮20S，同時(shí)東西方向綠燈亮15S,到15S 時(shí)東西方向綠燈開始閃亮3S 后熄滅，然后過渡到東西方向黃燈亮2S 后熄滅；之后東西方向紅燈亮，南北方向紅燈熄滅，南北方向綠燈亮。東西方向紅燈亮20S，在此同時(shí)南北方向綠燈亮15S，到15S 時(shí)南北方向綠燈開始閃亮，閃亮3S 后熄滅，然后過渡到南北方向黃燈亮2S 后熄滅；之后又回到南北方

5、向紅燈亮，東西方向紅燈熄滅，東西方向綠燈亮的狀態(tài)。兩個(gè)方向的綠燈閃亮間歇時(shí)間均為1S。兩個(gè)方向的信號(hào)燈，按上面的要求周而復(fù)始地進(jìn)行工作。2.2 交通燈路況模擬圖圖1 交通燈狀況模擬圖第三章 交通燈系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)3.1可編程器件選擇在眾多的PLC設(shè)備中，我們選用了西門子的S7-200型PLC。由于它價(jià)格低、體積小、可靠性高、運(yùn)行速度快、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，使它在各行各業(yè)中得到迅速發(fā)展。另外，我們學(xué)習(xí)的主要為西門子S7-200系列單片機(jī)。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備也是在S7-200的基礎(chǔ)上搭建而成的，因此，選擇更好的S7-200PLC。3.2 MCGS組態(tài)軟件MCGS(Monitor and Control Ge

6、nerated System)是一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。包含“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”，為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、曲線和報(bào)表輸出、企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及高性能、高可靠性、低成本的嵌入系統(tǒng)等功能。MCGS組態(tài)軟件功能強(qiáng)大，操作簡單，易學(xué)易用。同時(shí)使用MCGS組態(tài)軟件能夠避開復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟、硬件問題，集中精力去解決工程問題本身，根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點(diǎn)，組態(tài)配置出高性能、高可靠性和高度專業(yè)化的工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)。3.3 I/O地址分配表

7、圖2 I/O分配表圖3 I/O分配表3.4交通燈系統(tǒng)控制PLC程序圖4 PLC程序3.5組態(tài)程序 圖5 組態(tài)程序第四章 交通燈控制系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果4.1 進(jìn)入運(yùn)行界面 圖6 進(jìn)入運(yùn)行界面4.2 啟動(dòng)圖7 啟動(dòng)開始界面按下啟動(dòng)按鈕后，啟動(dòng)指示燈變綠，系統(tǒng)開始進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)東西綠燈亮，南北紅燈亮。車運(yùn)行。4.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)接線圖8 實(shí)驗(yàn)接線圖4.4 控制讓PC機(jī)與PLC進(jìn)行通信，使用的是PLC的PPI協(xié)議，控制的目的是用組態(tài)軟件的程序控制PLC，進(jìn)而使實(shí)驗(yàn)臺(tái)的交通燈進(jìn)行工作。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下。 圖9 控制實(shí)驗(yàn)圖4.5 監(jiān)控使用PLC編程軟件編寫PLC程序，下載到PLC的CPU內(nèi)，根據(jù)PLC程序運(yùn)行交通燈，此時(shí)讓組態(tài)軟件程序清空，讓PLC程序控制組態(tài),來達(dá)到控制交通現(xiàn)場。圖10 監(jiān)控實(shí)驗(yàn)圖第五章 結(jié)束語根據(jù)交通燈控制系統(tǒng)的控制要求，利用組態(tài)技術(shù)及PLC構(gòu)成了簡單可靠的交通燈控制系統(tǒng)。通過RS232 數(shù)據(jù)線傳輸?shù)絇LC 運(yùn)行正常。通過組態(tài)畫面能夠?qū)崟r(shí)的反映交通信號(hào)燈的工作狀態(tài)。利用工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PLC 與上位機(jī)通信方法簡單易行，MCGS 工作為上位機(jī)工控軟件給用戶提供了良好