基于winccflexible組態(tài)軟件及PLC控制的車道控

1、基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)摘 要本文在全面討論車道控制機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上, 深入研究了其中的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度出發(fā),提出了基于 plc 的控制系統(tǒng)解決方案。通過(guò)組態(tài)軟件 “ wincc ” , 設(shè)計(jì)討論了車道控制機(jī)的軟件和硬件及其組態(tài), 并建立了控制機(jī)內(nèi)外控 制部分的集成監(jiān)控系統(tǒng)。在分析車道控制系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上,確定了系統(tǒng)的整體 結(jié)構(gòu)。本文重點(diǎn)對(duì)車道收費(fèi)流程控制方案進(jìn)行了深入而詳細(xì)的討論,并提出了基于 PLC 的車道控制組態(tài)設(shè)計(jì)。通過(guò)組態(tài)軟件與 PLC 的實(shí)時(shí)通信,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制和運(yùn)行診斷。本文方案滿足了系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性和時(shí)效性要求 功能,體現(xiàn)了先進(jìn)性和實(shí)

2、用性的統(tǒng)一。關(guān)鍵詞 車道控制, WinCC , PLCAbstractOn the basis of the comprehensive discussion of roadway controller technology,this paper presents a thorough study of the control system structure.From the Angle of system design,one scheme is proposed based on PLC.We discussed the design of the roadway controller

3、system and its software and hardware configuration through the configuration software “ WinCC ” .And an integrated monitoring system to monitor the system's internal and external components is established.The overall structure of the system is determined based on the analysis of the roadway cont

4、roller system's function. To PLC as a tool,in-depth discussion of the driveway charging process plan has been taken.Focus on the configuration of the system,a PLC-based configuration design is proposed.The system could achieve its real-time monitoring, controlling and operation diagnosis by mean

5、s of the real-time communication between the configuration software and the PLC.This scheme could meet the system reliability and stability andtime-effectiveness demand function, embodies the unity of advancement and practicability.Key Words Roadway controller , WinCC , PLC南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文目 錄摘 要

6、. I Abstract . . I 1 緒 論 .1 1.1車道控制機(jī)技術(shù) .1 1.2車道控制系統(tǒng) .1 1.3 WinCC的性能特點(diǎn) .21.4論文的主要研究?jī)?nèi)容 .32 車道控制機(jī)基本設(shè)備及其控制 .3 2.1 車輛檢測(cè)器及自動(dòng)欄桿 .3 2.2 圖像采集設(shè)備與稱重模塊 .4 2.3 操作員鍵盤(pán)與費(fèi)額顯示屏 .7 2.5 報(bào)警系統(tǒng) .122.6系統(tǒng)電氣圖及系統(tǒng)集成 .123 純軟件車道控制機(jī)綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .14 3.1 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 .14 3.2 WinCC Flexible系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) .16 3.3 車輛通過(guò)監(jiān)控仿真 .18 3.4 車輛收費(fèi)仿真 .26 3.5 外部設(shè)備仿真 .

7、29 3.6 車輛計(jì)數(shù)及費(fèi)用統(tǒng)計(jì)仿真 .31 3.7 報(bào)警仿真 .353.8 警報(bào)鳴笛仿真 .414 基于組態(tài)軟件和 PLC 的車道控制仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) . .42 4.1 可編程控制器的組成 .42 4.2 可編程控制器的工作原理 .43 4.3 虛擬車道控制機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) .45 4.4 WinCC flexible與 PLC 的集成 . .454.5 觸摸屏的通信連接 .485 結(jié)論 .51 5.1 本課題的研究成果 .51 5.2 車道控制機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) .51基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)謝 辭 .52 參考文獻(xiàn) .52 附錄 1:外文資料翻譯 .54 A1.1:PLC 和電氣工程技

8、術(shù)概述(譯文 .54 A1.2: PLC and Electrical Engineering (原文 .55 附錄 2:車道控制系統(tǒng)主畫(huà)面 .58 附錄 3:車道控制運(yùn)行組態(tài)主畫(huà)面 .59 附錄 4:車型判斷組態(tài)主畫(huà)面 .60 附錄 5:外部設(shè)備控制組態(tài)主畫(huà)面 .61 附錄 6:計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)組態(tài)主畫(huà)面 .62 附錄 7:報(bào)警主畫(huà)面 .63 附錄 8:警報(bào)鳴笛主畫(huà)面 .64 附錄 9:車道控制機(jī)主電氣圖 .65基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)1 緒 論1.1車道控制機(jī)技術(shù)在高速公路車道收費(fèi)設(shè)備中,車道控制機(jī)是最重要的核心部分,向上與收費(fèi) 站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信,往下控制所有外部設(shè)備,如:車輛檢測(cè)器、通

9、行信號(hào)燈、天 棚信號(hào)燈、霧燈、自動(dòng)欄桿、費(fèi)額顯示器、操作員鍵盤(pán)、視頻數(shù)據(jù)采集器等。 據(jù)此,車道控制機(jī)應(yīng)具有如下基本功能:1.車道控制機(jī)與上位機(jī)通信可達(dá)到控制車輛通行2.車道控制機(jī)可依靠自身邏輯控制達(dá)到對(duì)通行車輛稱重、計(jì)價(jià)、費(fèi)額顯示, 并與上位機(jī)通信完成收費(fèi)3.車道控制機(jī)通過(guò)視頻數(shù)據(jù)采集設(shè)備自動(dòng)采集通行車輛信息, 將車輛圖像信 息上傳至上位機(jī)4.在自動(dòng)控制得基礎(chǔ)上,操作員可手動(dòng)操控外圍設(shè)備的運(yùn)行1.2車道控制系統(tǒng)車道控制系統(tǒng)一般包括上位機(jī)、車道控制機(jī)和外部設(shè)備三大部分。上位機(jī)即車道收費(fèi)站計(jì)算機(jī),采用可滿足數(shù)據(jù)通信要求的計(jì)算機(jī)。車道控制機(jī)則可由不同種類的控制器或控制設(shè)備完成,例如 PLC 、工控機(jī)

10、、 單片機(jī)等。其他輔助設(shè)備有電源、托架等。本文采用西門子 STEP7-300 PLC 為邏 輯控制器構(gòu)成車道控制機(jī)。外部設(shè)備包括:車輛檢測(cè)器、擋車器、通行信號(hào)燈、天棚信號(hào)燈、霧燈、自 動(dòng)欄桿、費(fèi)額顯示器、操作員鍵盤(pán)、視頻數(shù)據(jù)采集器、通信線纜、車輛稱重模塊、 報(bào)警燈等。我國(guó)目前尚未對(duì)車道控制機(jī)出臺(tái)專項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),但車道控制機(jī)作為高速公路 收費(fèi)系統(tǒng)的核心設(shè)備,必須以可靠、穩(wěn)定、高效的系統(tǒng)要求為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,從而達(dá) 到精確管理車輛的目的。南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文1.3 WinCC的性能特點(diǎn)WinCC 是西門子公司開(kāi)發(fā)的組態(tài)技術(shù)軟件。西門子公司的 HMI/SCADA軟件 系統(tǒng) WinCC 在中

11、國(guó)乃至全球有著廣泛應(yīng)用, 憑籍西門子在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的雄厚 技術(shù)實(shí)力和廣泛采用創(chuàng)新和開(kāi)放的軟件技術(shù), WinCC 在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng) 碩果累累。西門子公司的 WinCC 是 Windows Control Conter (視窗控制中心的簡(jiǎn)稱。 它集成了 SCADA 、組態(tài)、腳本(Script 語(yǔ)言和 OPC 等先進(jìn)技術(shù),為用戶提供了 Windows 操作系統(tǒng)(Windows 2000 或 XP 環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。 WinCC 繼承了西門子公司的全集成自動(dòng)化(TIA 產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)和無(wú)縫集成的 特點(diǎn)。作為 SIMATIC 全集成自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分, WinCC 確保與 S

12、IMA TIC S5,S7和 505系列的 PLC 連接的方便和通訊的高效; WinCC 與 STEP7編程軟件的 緊密結(jié)合縮短了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的周期。此外 WinCC 還有對(duì) SIMATIC PLC 進(jìn)行系統(tǒng)診 斷的選項(xiàng),給硬件維護(hù)提供了方便。WinCC 的主要性能特點(diǎn):1.創(chuàng)新軟件技術(shù)的使用。 WinCC 是基于最新發(fā)展的軟件技術(shù)。 西門子公司于 Microsoft 公司的密切合作保證了用戶不斷創(chuàng)新的技術(shù)。2.包括所有 SCADA 功能在內(nèi)的客戶機(jī) /服務(wù)器系統(tǒng)。3.可靈活裁剪,由簡(jiǎn)單任務(wù)擴(kuò)展到復(fù)雜任務(wù)。4.眾多的選件和附加件擴(kuò)展了基本功能。5.使用 Microsoft SQL Sever 20

13、00作為其作為其組態(tài)數(shù)據(jù)和歸檔數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)庫(kù), 可以使用 ODBC,DAO,OLE-DB,WinCC-DB 和 ADO 方便地訪問(wèn)歸檔數(shù)據(jù)。 6.強(qiáng) 大 的 標(biāo) 準(zhǔn) 接 口 (如 OLE,ActiveX 和 OPC 。 WinCC 提 供 了 OLE,DDE,ActiveX , OPC 服務(wù)器和客戶機(jī)等接口或控件,可以很方便地與其他應(yīng) 用程序交換數(shù)據(jù)。7.全集成自動(dòng)化 TIA (Totally Integrated Automation的部件。 TIA 集成了西 門子公司的各種產(chǎn)品包括 WinCC 。 TIA 意味著在組態(tài)、編程、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊方 面的一致性。 1基于 PLC 的車道控制機(jī)

14、組態(tài)設(shè)計(jì)1.4論文的主要研究?jī)?nèi)容本課題是利用組態(tài)軟件 “ WinCC ” 作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái), 將車道控制機(jī)的各控制 子系統(tǒng)作為對(duì)象,設(shè)計(jì)監(jiān)視控制畫(huà)面,研究基于 PLC 的車道控制組態(tài)設(shè)計(jì);通過(guò) 組態(tài)軟件與 PLC 的實(shí)時(shí)通信,實(shí)現(xiàn)對(duì) PLC 控制的車道收費(fèi)系統(tǒng)的模擬。主要研究?jī)?nèi)容包括:1.設(shè)計(jì)組態(tài)軟件畫(huà)面,實(shí)現(xiàn)對(duì)各控制子系統(tǒng)運(yùn)行情況的控制與監(jiān)視。其中包 括:車輛通行計(jì)數(shù),車輛稱重,收費(fèi)器費(fèi)額顯示,車道信號(hào)燈,自動(dòng)欄桿,棚燈, 霧燈,報(bào)警器,擋車器、操作員鍵盤(pán)等2.用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)車道控制及收費(fèi)的模擬,包括:車輛通過(guò)演示,車輛計(jì) 數(shù)演示,費(fèi)額顯示,車輛稱重演示,信號(hào)燈,自動(dòng)欄桿起落演示,棚霧燈開(kāi)

15、關(guān)演 示。通過(guò)組態(tài)軟件中命令語(yǔ)言編寫(xiě)的程序,使虛擬車道控制機(jī)完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng), 用畫(huà)面上的窗口來(lái)顯示來(lái)自 PLC 的各種狀態(tài)信息, 編寫(xiě) PLC 控制程序, 通過(guò)計(jì)算機(jī) 與 PLC 串行通信交換信息和組軟件接收和執(zhí)行 PLC 對(duì)車道控制機(jī)發(fā)出的各種命令, 用 PLC 來(lái)控制“虛擬”車道控制機(jī)。2 車道控制機(jī)基本設(shè)備及其控制2.1 車輛檢測(cè)器及自動(dòng)欄桿一.車輛檢測(cè)器控制功能綜述車輛檢測(cè)器是在每條收費(fèi)車道出口處的路面下埋設(shè)環(huán)形線圈檢測(cè)器,用于統(tǒng)計(jì) 駛出車道的車輛數(shù)和控制自動(dòng)欄桿。當(dāng)車道處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),檢測(cè)器仍處于工作 狀態(tài),以檢測(cè)在車道關(guān)閉時(shí)的違章車輛。車輛檢測(cè)器已發(fā)展到可自動(dòng)識(shí)別車型, 其廣泛應(yīng)用

16、于 ETC 中。 本文中使用的是只具有計(jì)數(shù), 欄桿控制功能的線圈檢測(cè)器。 1.檢測(cè)車輛通過(guò)完成并計(jì)數(shù)車輛檢測(cè)器主要通過(guò)線圈檢測(cè)車輛壓過(guò), 完成車輛通過(guò)次數(shù)計(jì)數(shù), 將感應(yīng)線圈 放置在車道上,每當(dāng)一輛車經(jīng)過(guò)記一次數(shù)。并將計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)所得數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī) 保存,上位機(jī)即收集到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保存以備查看。2.檢測(cè)車輛位置并連接視頻圖像采集設(shè)備捕捉車輛圖像信息車輛檢測(cè)器線圈感應(yīng)到車輛經(jīng)過(guò)時(shí),向車道控制機(jī)發(fā)出信號(hào),車道控制機(jī)接 收到該信號(hào)即刻發(fā)出指令,調(diào)動(dòng)視頻數(shù)據(jù)采集裝置,即攝像機(jī),抓拍下車輛信息。南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文包括車牌,車身照。該圖像信息將自動(dòng)上傳保存至上位計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過(guò)自動(dòng) 分析車牌

17、軟件可獲取該車車牌號(hào)碼,并與系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),保存該數(shù)據(jù)入數(shù)據(jù)庫(kù),以備 查看。3.控制自動(dòng)欄桿聯(lián)動(dòng)當(dāng)線圈檢測(cè)器感應(yīng)到車輛駛出收費(fèi)車道時(shí), 檢測(cè)器即刻向車道控制機(jī)發(fā)出信 號(hào),車道控制機(jī)接收該信號(hào)時(shí),發(fā)出指令,將自動(dòng)欄桿落下,以示意車輛停車?yán)U 費(fèi)。4.車輛檢測(cè)器的正常運(yùn)行過(guò)程當(dāng)車輛即將進(jìn)站, 車輛檢測(cè)器通過(guò)線圈感應(yīng)到車輛, 即刻發(fā)出信號(hào), 車道控制 機(jī)接收到該信號(hào),分別向數(shù)據(jù)圖像采集設(shè)備、自動(dòng)欄桿發(fā)出指令,由此攝像機(jī)即 刻抓拍車輛圖像,包括車身以及車牌圖像;自動(dòng)欄桿落下,車輛進(jìn)站完成。 上位機(jī)同時(shí)記錄下一次車輛通過(guò),并將接收到的圖像信息,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),分析完 成得到的車輛信息保存至計(jì)算機(jī),并在一定的時(shí)間內(nèi)上傳

18、至聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù),以備查 看。由此車輛檢測(cè)器工作完成。二.自動(dòng)欄桿及其控制自動(dòng)欄桿機(jī)核心部分為交流電機(jī)。采用扭矩電機(jī)可使電機(jī)停止在任何位置而 不致?lián)p壞。1.自動(dòng)欄桿機(jī)主要由控制模塊、電機(jī)、感應(yīng)器及欄桿、主機(jī)箱構(gòu)成。2.由控制模塊發(fā)出信號(hào)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn),聯(lián)動(dòng)欄桿起落。3.自動(dòng)欄桿機(jī)具有防砸車功能,當(dāng)欄桿落下時(shí)有車輛通過(guò),感應(yīng)器感應(yīng)到信 號(hào)自動(dòng)反應(yīng)至控制模塊,命令電機(jī)制動(dòng)并反轉(zhuǎn),升起欄桿。4.金屬感應(yīng)器可完成防撞、防砸和車輛通過(guò)欄桿后自動(dòng)落桿功能。5.自動(dòng)欄桿手動(dòng)關(guān)閉或根據(jù)要求,自動(dòng)欄桿可處于常開(kāi)狀態(tài)2.2 圖像采集設(shè)備與稱重模塊一、圖像采集設(shè)備收費(fèi)站卡口系統(tǒng)是在汽車牌照識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合高清卡口系

19、統(tǒng)或基于 工控機(jī)卡口系統(tǒng)的一套完整的應(yīng)用系統(tǒng)。利用攝像機(jī)、汽車牌照識(shí)別技術(shù)軟件和 成套設(shè)備,可以將車輛經(jīng)過(guò)收費(fèi)站時(shí)的圖像和車牌信息即時(shí)記錄下。并在另一層 面上保證了車輛通過(guò)收費(fèi)站計(jì)費(fèi)收費(fèi)的規(guī)范性,同時(shí)對(duì)于違章車輛的篩查和限制 都提供了更為高效的輔助基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)目前市場(chǎng)上有眾多卡口汽車牌照自動(dòng)識(shí)別技術(shù)方案,本文僅以簡(jiǎn)單示例表示 車道控制機(jī)圖像采集設(shè)備,在組態(tài)畫(huà)面上演示。1.車道監(jiān)控?cái)z像機(jī)。由圖像采集卡控制,捕捉拍攝經(jīng)過(guò)車輛圖像2.圖像采集卡。高速公路收費(fèi)專用圖像采集卡實(shí)現(xiàn)視頻圖象通過(guò)計(jì)算機(jī) PCI 總線實(shí)時(shí)傳遞至計(jì)算機(jī)內(nèi)存,圖像采集卡是系統(tǒng)核心部分3. 汽車牌照自動(dòng)識(shí)別軟件

20、。軟件可采用嵌入式,嵌入到車道控制機(jī)內(nèi),車道 監(jiān)控?cái)z像機(jī)和圖像采集卡共同構(gòu)成汽車牌照識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)可識(shí)別車輛牌照號(hào) 碼,牌照顏色。并可實(shí)時(shí)監(jiān)控車道畫(huà)面,對(duì)違章沖卡車輛采取抓拍動(dòng)作。 圖 2.1 車道收費(fèi)站汽車牌識(shí)別設(shè)備工作框圖二、稱重系統(tǒng)1. 高速動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的原理概述為了保護(hù)高速公路路面及其他路產(chǎn)免遭超重車破壞, 對(duì)超限車輛進(jìn)行有效的控 制,因而有必要設(shè)置高速動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)對(duì)來(lái)往的車輛進(jìn)行監(jiān)控和管理,禁止超限 車輛駛?cè)敫咚俟?或?qū)σ呀?jīng)在路面上過(guò)往車輛軸重及總重載荷進(jìn)行預(yù)檢,從正 常行駛車輛中篩選出有超限超重嫌疑的車輛。2. 稱重系統(tǒng)工作原理概述高速動(dòng)態(tài)超限預(yù)警稱重系統(tǒng)設(shè)置在安裝在高速公路主

21、線斷面上, 在高速稱重系 統(tǒng)前方設(shè)置路牌,提示司機(jī)即將進(jìn)入稱重區(qū)。在高速稱重系統(tǒng)后方設(shè)置超重報(bào)警南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文顯示裝置,對(duì)超限超重車輛進(jìn)行引導(dǎo),使之退出高速公路或從最近的匝道口駛出 高速公路。另外可增加攝像系統(tǒng)對(duì)超限車輛進(jìn)行圖片抓拍和車牌識(shí)別,將超限超 重車輛的動(dòng)態(tài)稱重?cái)?shù)據(jù)和圖片以及相應(yīng)的車牌傳給上位計(jì)算機(jī)。 23. 車輛計(jì)重收費(fèi)根據(jù)車輛的載荷大小來(lái)確定收費(fèi)額, 也就是依據(jù)對(duì)路面的破壞程度來(lái)確定收費(fèi) 額的。 計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)一般由感應(yīng)器、 傳感器、 稱重平臺(tái)、 稱重儀、 輪軸判別 (識(shí)別 器、車輛分離器等設(shè)備組成,當(dāng)車輛進(jìn)入收費(fèi)車道時(shí),由測(cè)量感應(yīng)器傳感到動(dòng)態(tài) 稱重儀,快速檢

22、測(cè)出車輛的軸重和總重等數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)即時(shí)傳輸至車道收費(fèi)系 統(tǒng),收費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和方法,自動(dòng)顯示該車輛的應(yīng)收費(fèi)額。從整個(gè) 計(jì)重收費(fèi)過(guò)程可以看出,計(jì)重是計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的核心部分和關(guān)鍵部分,也是計(jì)重 收費(fèi)的重要依據(jù)。 3 圖 2.2 龍芯智業(yè)稱重系統(tǒng)原理圖基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì) 圖 2.3 龍芯智業(yè)稱重系統(tǒng)工作原理圖2.3 操作員鍵盤(pán)與費(fèi)額顯示屏一.操作員鍵盤(pán)操作員鍵盤(pán)是車道控制機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)界面部分, 操作員通過(guò)操作員鍵盤(pán)運(yùn)行車 道控制系統(tǒng)。進(jìn)行收費(fèi),檢測(cè)車重,判斷車型,手動(dòng)控制外部設(shè)備,如:棚燈、 霧燈、報(bào)警器以及手動(dòng)控制信號(hào)燈、欄桿起落等。操作員鍵盤(pán)是人機(jī)交互信息最 關(guān)鍵部分

23、。設(shè)計(jì)操作員鍵盤(pán)是,以友好,高效,簡(jiǎn)潔畫(huà)面為目標(biāo)。1.車型判斷。操作員對(duì)過(guò)站車輛進(jìn)行判斷,根據(jù)其車型選擇收費(fèi)種類。2. 超重判斷。過(guò)站車輛經(jīng)過(guò)稱重系統(tǒng)的自動(dòng)稱重所得重量信息將會(huì)自動(dòng)上傳 至收費(fèi)員計(jì)算機(jī),并顯示在操作員操作畫(huà)面上,操作員根據(jù)其是否超重,超重百 分?jǐn)?shù),判斷其是否違章,是否需要作牽引處理。本文中采取我國(guó)普通高速公路收 費(fèi)中常用的一種收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合車輛車型以及其是否超重,超重百分比,及其違 章情況綜合計(jì)算其過(guò)路費(fèi)用。以滬杭甬高速公路收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為參考標(biāo)準(zhǔn),見(jiàn)圖 2.4圖 2.5南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 圖 2.4 客車按車型分類及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 圖 2.5 載貨汽車計(jì)重收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)1.

24、 違章判斷。車道控制機(jī)與汽車牌照自動(dòng)識(shí)別卡口系統(tǒng)相結(jié)合,系統(tǒng)可抓拍 并識(shí)別過(guò)站車輛的車牌信息,車輛顏色,據(jù)此可判斷車輛是否存在套牌,換卡等 違章行為。發(fā)現(xiàn)車輛存在違章行為,操作員可聯(lián)系交通管理部門工作人員對(duì)車輛 進(jìn)行違章處理。并且通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)捕捉記錄到的車輛信息,違章情況,及時(shí)向上基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù),做到實(shí)時(shí)同步,防止同一車輛在同一封閉路段內(nèi)違 章多次處理。2.收費(fèi)功能。主要監(jiān)控內(nèi)容包括:(1綜合車輛情況,給出應(yīng)繳費(fèi)用數(shù)據(jù),并通過(guò)車道控制機(jī)功能將數(shù)據(jù)顯示在費(fèi) 額顯示屏上,使車輛駕駛員獲知繳費(fèi)情況。(2費(fèi)用收訖后,打印票據(jù),給車輛提供收費(fèi)憑證。(3將收費(fèi)費(fèi)

25、額數(shù)據(jù)信息保存至計(jì)算機(jī)并講統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息上傳至上級(jí)網(wǎng)絡(luò)。 3. 報(bào)警功能當(dāng)車輛出現(xiàn)沖卡,車輛相撞事故,火災(zāi)等各種意外突發(fā)緊急狀況,操作員可即刻 報(bào)警,車道控制機(jī)接收?qǐng)?bào)警信號(hào),開(kāi)啟報(bào)警燈和報(bào)警功放。4. 控制信號(hào)燈以及棚霧燈功能。在各種天氣原因以及特殊情況等條件下,操作員可通過(guò)控制鍵盤(pán)對(duì)棚燈,霧燈以 及通行信號(hào)燈進(jìn)行手動(dòng)控制。5. 考勤記錄功能。工作人員上崗與下班時(shí)間考勤記錄可通過(guò)操作鍵盤(pán)記錄, 數(shù)據(jù)將統(tǒng)計(jì)在計(jì)算機(jī)內(nèi)。二.費(fèi)額顯示屏費(fèi)額顯示屏是為過(guò)站車輛提供明確收費(fèi)數(shù)目的電子顯示屏。 顯示屏上顯示過(guò)站 車輛需繳納的過(guò)站費(fèi)用總數(shù)。顯示屏與車道控制機(jī)和上位機(jī)相連接,將數(shù)據(jù)通過(guò) 數(shù)字形式轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)傳

26、達(dá)給譯碼管,最后由數(shù)碼管顯示。費(fèi)額顯示器安裝于 收費(fèi)島上用于顯示車型、金額、通行狀態(tài)或其他與收費(fèi)系統(tǒng)相關(guān)的信息?？勺詣?dòng) 或手動(dòng)多級(jí)調(diào)節(jié)發(fā)光強(qiáng)度,以防止在夜間產(chǎn)生眩光。數(shù)碼管演示圖見(jiàn)費(fèi)額顯示屏示例圖 2.6。 圖為廈門信達(dá)光電公司生產(chǎn)費(fèi)額顯示 器樣例。1.費(fèi)額顯示屏又微處理器和大規(guī)模集成電路組成。2.通過(guò)譯碼管和數(shù)碼管的轉(zhuǎn)換將費(fèi)額數(shù)字反映至電子屏上。 圖 2.6 費(fèi)額顯示屏示例圖南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文2.4 棚霧燈及信號(hào)燈一、雨棚燈雨棚燈由大量 LED 燈泡構(gòu)成,主要功能是提供照明。其由車道控制機(jī)控制,當(dāng)操作員通過(guò)操作員鍵盤(pán)發(fā)出開(kāi)啟或關(guān)閉指令,車道控制 機(jī)即通過(guò)控制電路開(kāi)啟或關(guān)閉

27、雨棚燈。我國(guó)目前市場(chǎng)上的雨棚燈有節(jié)能型和白熾 燈等,采用節(jié)能型雨棚燈可提高光照效果并減低能耗。示例圖見(jiàn)圖 2.7,示例為保 定恒盛科技有限公司生產(chǎn)的高速公路收費(fèi)棚節(jié)能燈。圖 2.7節(jié)能型雨棚燈示例圖二、霧燈使用 LED 發(fā)光二極管為光源,在迷霧,雨天等能見(jiàn)度低的天氣條件下,開(kāi)啟 霧燈為行駛車輛照明并指示收費(fèi)站車道位置。提供必要的警示引導(dǎo)作用。霧燈的 使用是必要的道路交通安全設(shè)施, 保障高速公路系統(tǒng)正常運(yùn)行及人員和車輛安全。 避免和減少交通事故的發(fā)生。霧燈的控制與雨棚燈相同,由操作員鍵盤(pán)控制,手 動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉。見(jiàn)圖例 2.8,圖為陜西鉅秦科技有限公司產(chǎn)品樣例?；?PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)

28、圖 2.8 收費(fèi)站霧燈圖三、交通信號(hào)燈道路交通信號(hào)燈是為了加強(qiáng)道路交通管理 , 減少交通事故 , 提高道路使用效 率 , 從而改善交通狀況的一種重要工具。當(dāng)車輛駛?cè)胧召M(fèi)島時(shí),紅燈亮起示意車 輛停車。當(dāng)車輛繳費(fèi)完成,轉(zhuǎn)換為綠燈,示意車輛可以通行。見(jiàn)圖例 2.9,圖為山東泰安海闊交通器材廠產(chǎn)品樣例。 圖 2.9 交通信號(hào)燈圖南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文2.5 報(bào)警系統(tǒng)一.報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)由報(bào)警燈, 警報(bào)器和控制單元構(gòu)成。 集中報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)由一臺(tái)集中報(bào)警 控制器和兩臺(tái)以上區(qū)域報(bào)警控制器組成。每個(gè)車道都裝設(shè)區(qū)域報(bào)警控制器。集中 報(bào)警系統(tǒng)裝設(shè)在收費(fèi)站主控制室。1.當(dāng)車輛沖卡或者撞擊自動(dòng)欄桿發(fā)生時(shí)

29、, 自動(dòng)欄桿上的感應(yīng)單元發(fā)出信號(hào), 傳 至車道控制機(jī),車道控制機(jī)聯(lián)動(dòng)區(qū)域報(bào)警控制單元啟動(dòng)報(bào)警燈及報(bào)警器,自動(dòng)完 成報(bào)警。2.當(dāng)遇到匪盜等警情, 操作人員可通過(guò)操作員鍵盤(pán)手動(dòng)或安置在桌面下方的腳 踏式匪警報(bào)警器報(bào)警。3.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警。 由設(shè)置在各重點(diǎn)防火區(qū)域的火災(zāi)探測(cè)器和溫度感應(yīng)器、 區(qū)域 報(bào)警控制單元等組成火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。消防控制設(shè)備主要是:(l火災(zāi)警報(bào)裝置。 (2火災(zāi)電話。 (3事故照明。 (4事故廣播。 (5固定滅火系統(tǒng)控制裝置等。2.6系統(tǒng)電氣圖及系統(tǒng)集成一.系統(tǒng)集成的目標(biāo)系統(tǒng)集成, 就是為了滿足用戶對(duì)車道控制機(jī)在功能、 管理和信息、 共享等方面 的實(shí)際需求,利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式

30、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu) 選產(chǎn)品, 將各子系統(tǒng)有機(jī)地連接成為一個(gè)整體 (各子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng) , 并使之能 夠?qū)崿F(xiàn)信息共享和協(xié)同工作,提高管理系統(tǒng)對(duì)突發(fā)事件的響應(yīng)能力,發(fā)揮整體效 益,以達(dá)到整體優(yōu)化的目的,從而為用戶提供舒適、安全、高效的工作和生活環(huán) 境。這種連接不是各個(gè)子系統(tǒng)的簡(jiǎn)單堆積,而是借助于自動(dòng)化系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把 現(xiàn)有的分離的設(shè)備、功能、信息組合到一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一的、協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之 中,從而能夠把先進(jìn)的高技術(shù)成果,巧妙靈活地運(yùn)用到現(xiàn)有的車道控制機(jī)系統(tǒng)中, 以充分發(fā)揮其更大的作用和潛力。簡(jiǎn)單地說(shuō),系統(tǒng)集成就是借助于系統(tǒng)支撐平臺(tái) 對(duì)相關(guān)軟件、硬件以及多元化信息進(jìn)行綜合和統(tǒng)一的過(guò)程

31、、這里的系統(tǒng)平臺(tái)是指 支撐應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的環(huán)境。系統(tǒng)集成的定位可從以下幾個(gè)方面:1.系統(tǒng)集成借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等 先進(jìn)的技術(shù)手段,通過(guò)對(duì)人機(jī)系統(tǒng)的合理優(yōu)化 , 實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效管理,為管理基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)決策提供服務(wù)支持。2.系統(tǒng)集成通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)各種內(nèi)外部設(shè)備的集中式管理、分 布式管理和設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的目的是為了構(gòu)建信息傳輸和軟硬件 資源共享的信息平臺(tái),為實(shí)現(xiàn)車道控制系統(tǒng)的全面集成奠定基礎(chǔ)。3.系統(tǒng)集成應(yīng)達(dá)到的基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)車道控制系統(tǒng)相關(guān)子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)和協(xié)同 運(yùn)作。相關(guān)子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的最大好處在于,一且出現(xiàn)事故,

32、可以通過(guò)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)在 危險(xiǎn)發(fā)生的第一時(shí)間采取措施,從而減少損失和有效阻止不良事態(tài)的進(jìn)展,為使 用者提供可靠、高效、便利的工作環(huán)境。二.系統(tǒng)集成的原則1.開(kāi)放性。系統(tǒng)集成的過(guò)程主要是解決不同系統(tǒng)和產(chǎn)品之間接口和協(xié)議的標(biāo) 準(zhǔn)化問(wèn)題,從而使它們之間具有互操作性。2.可靠性和穩(wěn)定性。3.實(shí)用型和經(jīng)濟(jì)性。以最小的代價(jià)來(lái)最大限度地滿足用戶的需求。4.高效率。系統(tǒng)性能是系統(tǒng)集成中最重要的因素之一。系統(tǒng)性能主要包括:系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力、通信帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力等幾個(gè)方面。 5.可擴(kuò)充性。系統(tǒng)的可擴(kuò)充性取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性,模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 有利于系統(tǒng)升級(jí)和功能擴(kuò)充。三.系統(tǒng)電氣圖 圖 2.10

33、 系統(tǒng)電氣圖南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文3 純軟件車道控制機(jī)綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介一.組態(tài)軟件的功能組態(tài)軟件的使用者是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)人員。 組態(tài)軟件使用者主要以圖形組態(tài)的 方式生成適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng),不需要用戶修改軟件的源代碼程序。組態(tài)軟 件有下列功能:1.生成圖形畫(huà)面。組態(tài)軟件的畫(huà)面由各種圖形對(duì)象組成,自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)技 術(shù)人員在組態(tài)時(shí)很容易生成各種圖形對(duì)象, 把被控對(duì)象 (如反應(yīng)罐、 溫度計(jì)、 鍋爐、 趨勢(shì)曲線、 報(bào)表等 形象地畫(huà)出來(lái)。 只需在圖形對(duì)象的屬性對(duì)話框中選擇各種屬性, 設(shè)置有關(guān)的參數(shù),通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)連接實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的屬性與 I/O設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 的邏輯連接

34、。例如,用一個(gè)矩形填充體模擬現(xiàn)場(chǎng)容器的液位,在組態(tài)這個(gè)矩形的 填充屬性時(shí),指定代表液位的變量名稱、液位的上下限及對(duì)應(yīng)的填充高度,就可 以完成液位的圖形組態(tài)。這個(gè)組態(tài)過(guò)程通常叫做動(dòng)畫(huà)連接。2.現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)交換。通過(guò)組態(tài)使來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形 畫(huà)面上的各元素關(guān)聯(lián)起來(lái)。用組態(tài)軟件生成的應(yīng)用系統(tǒng)投入運(yùn)行后,與被控對(duì)象 相連的 I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí),會(huì)使畫(huà)面上對(duì)應(yīng)的圖形對(duì)象的屬性發(fā)生變化。 3.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制與參數(shù)調(diào)整?？梢园凑战M態(tài)要求和操作人員的指令將控制 數(shù)據(jù)發(fā)送給 I/O設(shè)備,對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施控制或調(diào)整控制參數(shù)。4. 報(bào)警信號(hào)的處理與記錄 發(fā)生報(bào)警時(shí)及時(shí)將報(bào)警信息以聲音、 圖像

35、的方式通 知給操作人員,并記錄報(bào)警信息,以備以后檢索。5.存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢。6.各類報(bào)表的生成和打印輸出。7.具有與第三方程序的接口,方便數(shù)據(jù)共享。通信及第三方程序接口組件是開(kāi)放系統(tǒng)的標(biāo)志,是組態(tài)軟件與第三方程序交 互及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)的重要手段之一。二.組態(tài)軟件的系統(tǒng)組成組態(tài)軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)通?？梢試@人機(jī)界面系統(tǒng)、 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、 通信系統(tǒng)、 控制系統(tǒng)等四大部分進(jìn)行?；?PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)1.人機(jī)界面系統(tǒng)。靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)屬性設(shè)置兩個(gè)過(guò)程。靜態(tài)圖形設(shè)計(jì), 利用組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素線、填充形狀、文本及設(shè)備圖庫(kù),在組態(tài)環(huán) 境中“組合”工程的模擬靜態(tài)畫(huà)面。靜

36、態(tài)圖形設(shè)計(jì)在系統(tǒng)運(yùn)行后保持不變。動(dòng)態(tài) 屬性設(shè)置則完成圖形的動(dòng)畫(huà)屬性,與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的變量建立相關(guān)性的連接 關(guān)系,作為動(dòng)畫(huà)圖形的驅(qū)動(dòng)源。2. 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 工控組態(tài)軟件的核心部件, 是數(shù)據(jù)處理中心及構(gòu)建分布 式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ),它負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、 報(bào)警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求處理等。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,各個(gè)部件獨(dú)立地向?qū)崟r(shí)數(shù) 據(jù)庫(kù)輸入和輸出數(shù)據(jù),并完成自己的差錯(cuò)控制以減少通信信道的傳輸錯(cuò)誤,通過(guò) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù),形成互相關(guān)聯(lián)的整體。3.通信系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的軟件系統(tǒng),組態(tài)軟件在運(yùn) 行環(huán)境中調(diào)用相應(yīng)的 I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,將數(shù)據(jù)傳送到工程中

37、各個(gè)部分,完成整 個(gè)系統(tǒng)的通信過(guò)程。 組態(tài)軟件與 I/O設(shè)備之間通常通過(guò) :串行通信方式 (支持 Modem 遠(yuǎn)程通信 、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式、適配器方式、 DDE 方式、 OPC 方式、 ODBC 方式等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。4.控制系統(tǒng)?？刂乒δ苤饕憩F(xiàn)在彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)備 (如 PLC,DCS, 智能儀表或 PC-based 設(shè)備 控制能力的不足 , 擴(kuò)大 PC-based 設(shè)備在控制系統(tǒng)中所占比例方面。 工控組態(tài)軟件引入“策略”的概念來(lái)描述組態(tài)軟件的控制功能。策略相當(dāng)于高級(jí) 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中的函數(shù),是經(jīng)過(guò)編譯后可執(zhí)行的功能實(shí)體。 圖 3.1組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文3.2

38、WinCC Flexible系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)“ WinCC Flexible ”是運(yùn) 行于 Windows XP Professional SP2, Windows XP Professional SP3版本西門子公司設(shè)計(jì)的組態(tài)軟件,采用模塊化設(shè)計(jì),可用在多種 HMI 設(shè)備上,擁有世界多國(guó)語(yǔ)言支持,軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。一、 WinCC flexible的組件WinCC flexible 工程系統(tǒng)。 WinCC flexible 工程系統(tǒng)是用于處理所有基本組態(tài) 任務(wù)的軟件。 WinCC flexible 版本決定了在 SIMATIC HMI 系列中可以組態(tài)哪些 HMI 設(shè)備。WinCC flexible

39、運(yùn)行系統(tǒng)。 WinCC flexible運(yùn)行系統(tǒng)是用于過(guò)程可視化的軟件。 在運(yùn)行系統(tǒng)中,您可以在過(guò)程模式下執(zhí)行項(xiàng)目。WinCC flexible 選件。 WinCC flexible 選件可以擴(kuò)展 WinCC flexible 的標(biāo)準(zhǔn)功 能。 每個(gè)選件需要一個(gè)單獨(dú)的許可證。二、 WinCC flexible的工程系統(tǒng)WinCC flexible是用于所有組態(tài)任務(wù)的工程系統(tǒng)。 WinCC flexible采用模塊化 的設(shè)計(jì)。 隨著版本的逐步升高,所支持的設(shè)備范圍以及 WinCC flexible 的功能都 得到了擴(kuò)展。 WinCC flexible包括了性能從 Micro Panel到簡(jiǎn)單的 P

40、C 可視化的一系 列產(chǎn)品。 因此, WinCC flexible的功能性可以與 ProTool 系列的產(chǎn)品和 TP Designer相媲美。三、 WinCC flexible Runtime在運(yùn)行時(shí),操作員可以監(jiān)控過(guò)程。 具體說(shuō),涉及到下列任務(wù):1.與自動(dòng)化系統(tǒng)之間的通訊。2.圖像在屏幕上的可視化3.過(guò)程操作,例如,通過(guò)設(shè)置設(shè)定值或打開(kāi)和關(guān)閉閥門。4.當(dāng)前運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)的歸檔,例如過(guò)程值和報(bào)警事件四、 WinCC flexible的自動(dòng)化概念WinCC flexible 可以控制 單臺(tái)、多臺(tái)和具有集中功能的 HMI 系統(tǒng)基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì) 圖 3.2 西門子 WinCC flexi

41、ble自動(dòng)化概念圖WinCC flexible 全 自 動(dòng) 化 解 決 方 案 不 僅 涉 及 HMI 系 統(tǒng) (例 如 WinCC flexible ,還涉及附加的組件,例如 PLC、過(guò)程總線和外圍設(shè)備。WinCC flexible提供了與 SIMATIC 產(chǎn)品系列和 SIMOTION 產(chǎn)品系列非常成熟的 集成功能。1.組態(tài)和編程的一致性2.數(shù)據(jù)保持的一致性3.通訊的一致性五、 WinCC 系統(tǒng)構(gòu)成1.變量管理器2.圖形編輯器3.報(bào)警記錄4.變量歸檔5.報(bào)表編輯器6.全局腳本7.文本庫(kù)8.用戶管理器9.交叉引用表南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文3.3 車輛通過(guò)監(jiān)控仿真一.創(chuàng)建項(xiàng)目用于組

42、態(tài)用戶界面的基礎(chǔ)就是項(xiàng)目。在項(xiàng)目中創(chuàng)建并組態(tài)操作及監(jiān)控車道控制機(jī)系統(tǒng)所必需的所有對(duì)象 畫(huà)面,用來(lái)描述并操作車道控制機(jī)系統(tǒng)。 變量,用來(lái)在 HMI 設(shè)備和車道控制機(jī)系統(tǒng)之間傳送數(shù)據(jù)。 報(bào)警,用來(lái)指示 HMI 設(shè)備上車道控制機(jī)系統(tǒng)的操作狀態(tài)。 創(chuàng)建項(xiàng)目步驟:打開(kāi) WinCC flexible軟件,起始畫(huà)面出現(xiàn)項(xiàng)目向?qū)Чぞ呖驁D,如圖 3.3所示。 單擊“使用項(xiàng)目向?qū)?chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目”按鈕,彈出“選擇項(xiàng)目類型選項(xiàng)”如圖 3.4所示。單擊“小型項(xiàng)目”按鈕,進(jìn)入“設(shè)備選擇”對(duì)話框,如圖 3.5所示。選 擇 HMI 設(shè)備和 PLC 。單擊“下一步”以應(yīng)用“畫(huà)面模板”頁(yè)面上提供的標(biāo)準(zhǔn)設(shè) 置。單擊“下一步”以應(yīng)用

43、“庫(kù)”頁(yè)面上提供的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。然后輸入有關(guān)項(xiàng)目的信息單擊“完成”按鈕,確認(rèn)新建的工程,完成新建工程的操作。 圖 3.3 新建項(xiàng)目向?qū)?圖 3.4 選擇項(xiàng)目類型向?qū)Щ?PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì) 圖 3.5設(shè)備選擇向?qū)?圖 3.6 項(xiàng)目向?qū)л斎腠?xiàng)目有關(guān)信息圖二.創(chuàng)建用戶定義的變量在工程瀏覽器中左邊的目錄樹(shù)中點(diǎn)擊“通訊 -變量 -添加變量”圖標(biāo),右側(cè)的內(nèi) 容顯示區(qū)會(huì)顯示當(dāng)前工程中定義的變量。雙擊內(nèi)容顯示區(qū)最下面的“新建”圖標(biāo), 彈出“定義變量”屬性對(duì)話框如圖 3.7所示。南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文可以用鼠標(biāo)單擊選項(xiàng)卡頂部的屬性標(biāo)簽,選中某一選項(xiàng)卡,定義相應(yīng)的屬性。 需要使用下列對(duì)象來(lái)

44、組態(tài)填充量顯示: 儲(chǔ)存填充量的變量 以數(shù)字形式顯示填充量的輸出域 以圖形方式顯示填充量的棒圖 用于設(shè)定標(biāo)簽的文本域 圖 3.7定義變量窗口一 圖 3.8 變量定義窗口二基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì) 表 3.1 觸摸屏的變量表 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 圖 3.9 組態(tài)畫(huà)面的變量表三.車輛經(jīng)過(guò)畫(huà)面組態(tài)設(shè)計(jì)通過(guò)用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)車道控制機(jī)的純軟件仿真監(jiān)控系統(tǒng), 介紹用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn) 被控對(duì)象的仿真方法,利用組態(tài)軟件的命令語(yǔ)言編寫(xiě)用戶程序的方法。所謂的純 軟件仿真,是指不用硬件 (PLC和 PLC 的用戶程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)虛擬車道的控制,而是用 組態(tài)軟件的命令語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬車道

45、的控制。 圖 3.10 車輛通過(guò)流程圖基于 PLC 的車道控制機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)在初始化程序中, 對(duì)車道控制機(jī)的外部設(shè)備的初始狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。 有車輛檢測(cè) 器傳來(lái)的信號(hào)時(shí)車道控制機(jī)開(kāi)始工作。欄桿默認(rèn)處于落下位置,小車駛?cè)胲嚨朗?費(fèi)站內(nèi)停下。接收車型判斷,收費(fèi)判斷。信號(hào)燈此時(shí)處于紅燈狀態(tài)。小車完成收 費(fèi),欄桿抬起,信號(hào)燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色,車輛通過(guò)收費(fèi)站。一次收費(fèi)完成。在此狀態(tài) 中,操作員可手動(dòng)控制棚燈、霧燈及報(bào)警燈的開(kāi)閉。1.初始化設(shè)計(jì)在定義各設(shè)備起始值時(shí),即按照系統(tǒng)默認(rèn)值設(shè)定。初始化組態(tài)畫(huà)面時(shí),首先將組態(tài)設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)勾畫(huà)好。根據(jù)組態(tài)軟件項(xiàng)目向 導(dǎo)的輔助,本設(shè)計(jì)以圖 3.11為樹(shù)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組態(tài)畫(huà)面。在組態(tài)畫(huà)面中,首先設(shè)置起始畫(huà)面。起始畫(huà)面為整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)始,每次打開(kāi) 系統(tǒng)將出現(xiàn)該畫(huà)面。因此為提供一個(gè)友好的界面,本設(shè)計(jì)將起始畫(huà)面設(shè)定為不提 供具體控制功能的歡迎畫(huà)面。從起始畫(huà)面可切換到所有其他畫(huà)面,并且每個(gè)分畫(huà) 面都可以一步返回起始畫(huà)面。起始?xì)g迎畫(huà)面見(jiàn)圖 3.12。 圖 3.11組態(tài)畫(huà)面結(jié)構(gòu)樹(shù)形圖 圖 3.12 起始?xì)g迎畫(huà)面(Start Screen南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文2.組態(tài)畫(huà)面靜態(tài)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)在起始畫(huà)面下,分兩個(gè)部分。運(yùn)行演示組畫(huà)面和系統(tǒng)組畫(huà)面。運(yùn)行演示畫(huà)面 主要為系統(tǒng)綜合組態(tài)畫(huà)面。包括車道控制機(jī)系統(tǒng)的所有內(nèi)部外部設(shè)備的演示和虛 擬運(yùn)行畫(huà)面。運(yùn)行畫(huà)面可以顯示現(xiàn)場(chǎng)