基于PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計4(完整資料)

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基于PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計4(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）課程設(shè)計說明書題目:基于PLC的音樂噴水池系統(tǒng)設(shè)計系別:機械工程學(xué)院專業(yè)班級：學(xué)號:學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：2014年01月15日安徽理工大學(xué)課程設(shè)計(論文)任務(wù)書機械工程學(xué)院測控教研室學(xué)號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）設(shè)計題目基于PLC的音樂噴水池系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計技術(shù)參數(shù)(1)按下啟動按鈕,主電機Ｙ0工作５00ms后停止工作(2）Y１至Ｙ７開始間隔500mｓ輪流工作（3）當(dāng)Y１至Ｙ7一個循環(huán)后同時一起輸出１秒后停止1秒再同時輸出(4）當(dāng)完成一個大循環(huán)以后回到單獨主電機Y0上電，開始新的循環(huán)設(shè)計要求（１）按下啟動按鈕，主電機Y0上電音樂上電開始工作（２）主電機Ｙ0工作后停止工作,Ｙ1至Y７開始間隔輪流工作（3）當(dāng)Y1至Y7一個循環(huán)后同時一起輸出后停止再同時輸出(4）當(dāng)完成一個大循環(huán)以后回到單獨主電機Y0上電，開始新的循環(huán)工作量課程設(shè)計說明書一份,要求附錄中包含結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制主程序以及硬件接線圖。工作計劃第一周：查閱相關(guān)資料和書籍,了解PＬＣ控制技術(shù)、ＰLＣ設(shè)計軟件設(shè)計方法;掌握音樂噴水池控制系統(tǒng)的工藝過程和設(shè)計要求。第二周：進行ＰLC主界面編輯,完成元件動畫級聯(lián)設(shè)計，編寫腳本控制程序.第三周：控制程序的模擬運行調(diào)試,找出缺點并加以改進.第四周：整理設(shè)計內(nèi)容及相關(guān)數(shù)據(jù),編寫課程設(shè)計說明書。參考資料［1]秦春斌.ＰLＣ基礎(chǔ)及應(yīng)用教程［M］．北京：機械工業(yè)出版社,２０10.［2]蔡美琴。張為民.MCＳ-51系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用[M｝。北京：高等教育出版社［３］馮清秀，鄧星鐘等.機電傳動控制［M]（第五版）．北京:華中科技大學(xué)出版社［4］黃蜂．三菱數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試與應(yīng)用[Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，2０08。[５］李建勇,孫衛(wèi)青。機電一體化技術(shù)[Ｍ］。北京:科學(xué)出版社，２00９.［6］楊后川．三菱PLC應(yīng)用1０0例［Ｍ］.北京：電子工業(yè)出版社,2007［7］梁延?xùn)|。電梯控制技術(shù)［M]。北京:國建筑出版社，2０08．[8］陳伯時。電力拖動自動控制系統(tǒng)［Ｍ］.3版。北京：機械工業(yè)出版社，200９.[9］魏偉。PLＣ控制技術(shù)與應(yīng)用[M]。北京：中國輕工業(yè)出版社,２０0６．指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字２0１4年01月15日學(xué)生姓名：學(xué)號:專業(yè)班級:機設(shè)10－1２班課程設(shè)計題目:基于PLC的音樂噴水池系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師評語：成績：指導(dǎo)教師：年月日安徽理工大學(xué)課程設(shè)計(論文）成績評定表摘要隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，城市建設(shè)日新月異,噴泉水景逐漸成為了城市中一道靚麗的景觀。在大型公園、廣場、樓盤社區(qū)隨處可見，只是規(guī)模大小、控制方式存在差別.特別是利用現(xiàn)代化的控制技術(shù),將噴泉的造型（根據(jù)噴頭分布情況組成的花形)、音樂、燈光三種元素進行有機地結(jié)合，相互映襯，使噴泉展現(xiàn)出美輪美奐的景象，享有“水上芭蕾"的美譽。ＰLC是一種用于自動化控制的專用計算機，實質(zhì)上屬于計算機控制方PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點，所以基于PLＣ的音樂噴水池應(yīng)用而生，利用PＬＣ控制音樂噴水池也變得越來越普遍，同時，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速.電動機交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果,廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式.所以利用ＰLC控制噴水池也變得方便,高效.關(guān)鍵詞:PLC；音樂噴水池；梯形圖目錄TOＣ\o"1—2"\h＼ｕＨYPERLＩNＫ\l”_Ｔoc１27０0”第一章緒論ＰAGＥRＥF_Toc１2７0０1HYＰEＲＬINK\l＂＿Toc31790＂第二章PＬC簡介PAＧEREＦ＿Tｏｃ31790２HYＰERLINK\l＂_Ｔoc３0５49"2。１PLC的由來PAGＥREF＿Ｔｏc３054922.２PLC的定義PＡＧEＲEＦ_Toc2４575２２．3PLＣ的構(gòu)成ＰＡGＥＲEＦ＿Toc6036３２．4ＰLC的各組成元素的構(gòu)成及功能PAＧEREF＿Tｏc２36303２。5PLC工作原理ＰAGEREF_Toc19２365第三章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計PAＧERＥF＿Tｏc2３72７3。1PＬＣ控制系統(tǒng)I/Ｏ口的估算ＰAGＥＲEF_Toc10733７３。2PＬC模塊及擴展模塊PＡGEREF_Ｔｏc１5398HYPEＲLINＫ4.3方案設(shè)計PＡＧEＲEF＿Toｃ1８22４10HYPERLＩNK\l”_Toc２3１2”第四章程序調(diào)試與運行ＰAGERＥＦ＿Toc231218HＹPEＲLINK４.1實驗臺接線圖PAGEREF_Tｏc17０１918HYＰERＬINK4。2PLC和音樂噴水池接線圖PＡGERＥF_Ｔoc23０72１8HＹＰERLＩNK\l”_Toｃ１7513”4。3程序運行監(jiān)視圖PAGEREＦ_Ｔoc１751319ＨYPＥRLＩNK4．４程序運行狀態(tài)ＰＡGＥＲEF_Toｃ14936204。5程序調(diào)試PAGEREF_Ｔoc841３21HYＰＥRLINK\l”＿Toc８263”總結(jié)ＰAGＥREF_Tｏc82６３２3參考文獻ＰAGERＥF_Toc954８２4第一章緒論音樂噴泉是一個使用音樂的主體元素(頻率,振幅，音調(diào)和節(jié)奏)與花型組合控制噴泉,水柱高度，距離變換和光的顏色組合與亮度變化。音樂噴泉是人工噴泉現(xiàn)代控制技術(shù)的使用，是融合了基于程序控制的音樂噴泉控制系統(tǒng),通過水和輕音樂噴泉控制相結(jié)合的變化而變化,從而實現(xiàn)光與色的組合、音樂的情緒、噴泉的生動豐富的表演內(nèi)涵。隨著可編程控制技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器和變頻器技術(shù)在噴泉控制領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。即使用一個小型PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)頻率轉(zhuǎn)換器，可以實現(xiàn)控制噴泉燈，水泵，接線簡單、編程與音樂節(jié)奏和情感以及流水燈的多點結(jié)合,便于適合追求時尚家居生活和娛樂。目前，音樂噴泉的控制中最常出現(xiàn)的是實時控制。小型PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)基于現(xiàn)實生活中的應(yīng)用前景，值得推廣。在設(shè)計過程中,采用可編程控制器實現(xiàn)音樂噴泉的控制。尤其是在現(xiàn)場總線和工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制網(wǎng)絡(luò)中開辟了一個新的發(fā)展空間.PLC及其外圍設(shè)備的設(shè)計是依據(jù)易于形成一個整體的工業(yè)控制系統(tǒng),便于擴充功能的原則。考慮到音樂噴泉系統(tǒng)的控制復(fù)雜性,若采用繼電器控制，其控制可靠性較差。若采取PLC控制,PLＣ是由程序控制,是一種軟連接,大大的提高了可靠性。可編程控制器是音樂噴泉的控制核心，可編程控制器是整個系統(tǒng)的“大腦"，開關(guān)量轉(zhuǎn)換音樂頻率來控制噴泉的變化和閃爍的燈光都是通過程序?qū)崿F(xiàn)的.可編程控制器，簡化了控制電路，提高工作速度和系統(tǒng)運行的可靠性和靈活性，而且還增強了噴泉工程的自動化及智能化.第二章PLＣ簡介２．1PLC的由來在PＬＣ問世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位.繼電器控制系統(tǒng)有著十分明顯的缺點:體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度慢、適應(yīng)性差，尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，就必須重新設(shè)計、重新安裝,造成時間和資金的嚴(yán)重浪費。為了改變這一現(xiàn)狀，1968年美國最大的汽車制造商通用汽車公司(ＧM），為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的要求，以在激烈的競爭的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢,提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置,為此，特擬定了十項公開招標(biāo)的技術(shù)要求，即：1）

編程簡單方便，可在現(xiàn)場修改程序;2）

硬件維護方便，最好是插件式結(jié)構(gòu);3）

可靠性要高于繼電器控制裝置；4）

體積小于繼電器控制裝置；5)

可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；6）

成本上可與繼電器柜競爭；７）

輸入可以是交流115V；8）

輸出為交流115Ｖ，2Ａ以上，能直接驅(qū)動電磁閥；9）

擴展時,原有系統(tǒng)只需做很小的改動;10）用戶程序存儲器容量至少可以擴展到4KB。根據(jù)招標(biāo)要求，19６9年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEＣ）研制出世界上第一臺PLC(PDP-１4型

），并在通用汽車公司自動裝配線上試用，獲得了成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時期.從此，可編程控制器這一新的控制技術(shù)迅速發(fā)展起來,而且，在工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展很快。2．２ＰLC的定義在PＬＣ的發(fā)展過程中,美國電氣制造商協(xié)會(NEＭA）經(jīng)過4年的調(diào)查，于198０年把這種新型的控制器正式命名為可編程序控制器（PｒogrammablｅControlleｒ)，英文縮寫為PC，并作如下定義:“可編程序控制器是一種數(shù)字式電子裝置.它使用可編程序的存儲器來存儲指令，并實現(xiàn)邏輯運算、順序控制、計數(shù)、計時和算術(shù)運算功能,用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制."國際電工委員會(IＥC）曾于１9８2年11月頒布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，1985年1月又發(fā)表了草案第二稿，1987年2月頒布了草案第三稿.該草案中對可編程序控制器的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)、和算術(shù)運算等操作的指令。并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)外部設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。定義強調(diào)了PLＣ應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這是區(qū)別于一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。2.3PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PＬC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I／O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式ＰLC包括ＣPU模塊、I／O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。2.４PＬＣ的各組成元素的構(gòu)成及功能2.4.1CPＵCＰU是PLＣ的核心，起神經(jīng)中樞的作用，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,CＰU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。每套ＰLC至少有一個ＣPU,它按ＰLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中，同時,診斷電源和PLＣ內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后,從用戶程序存儲器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號,去指揮有關(guān)的控制電路。對使用者來說，不必詳細(xì)分析ＣPU的內(nèi)部電路,但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPＵ工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令，但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算,在控制器指揮下工作.寄存器參與運算,并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPＵ速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，ＩO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。2．４。２I/O模塊PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O）完成的。Ｉ／O模塊集成了ＰLＣ的Ｉ/Ｏ電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài),輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PＬＣ系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O種類有開關(guān)量輸入（ＤＩ）,開關(guān)量輸出(DO），模擬量輸入（AＩ）,模擬量輸出(AＯ）等.開關(guān)量是指只有開和關(guān)(或1和0)兩種狀態(tài)的信號,模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I／Ｏ分類如下:開關(guān)量：按電壓水平分,有2２0ＶAＣ、1１0VAＣ、24VDＣ，按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離.模擬量:按信號類型分,有電流型（4－２0mA，０-20mＡ)、電壓型(0—1０V，0—5Ｖ，—10—1０Ｖ）等,按精度分，有12bｉt，14bit,1６ｂit等。2。4．３內(nèi)存內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù),是ＰLC不可缺少的組成單元。不同機型的PＬC期內(nèi)存大小也不盡相同，除主機單元的已有的內(nèi)存區(qū)外，大部分機型還可根據(jù)用戶具體需要加以擴展。2.4．4電源模塊PLC電源用于為ＰLＣ各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供2４Ｖ的工作電源.電源輸入類型有：交流電源（２２0VAC或11０VAC）,直流電源（常用的為2４VＡC).2.4。5底板或機架大多數(shù)模塊式ＰLＣ使用底板或機架,其作用是:電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPＵ能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接,使各模塊構(gòu)成一個整體。2．4。６ＰLC系統(tǒng)的其它設(shè)備（1)）編程設(shè)備：編程器是ＰLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編寫程序、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PＬＣ及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。某些PＬC也配有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件)充當(dāng)編程器。(2）人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕,目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛,由計算機（運行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機界面也非常普及.（3)輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPＲOM、EEPＲOM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器,打印機等.2.4。7ＰLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出＂網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點說法。PＬC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,它使ＰLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLＣ具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口.PLC的通信，還未實現(xiàn)互操作性，IＥＣ規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。對于一個自動化工程（特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先,網(wǎng)絡(luò)必須是開放的,以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴展;其次，針對不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求,選擇網(wǎng)絡(luò)的形式,這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和機制的前提下進行;再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn).２。5PＬC工作原理２。5.１Ｉ／Ｏ接口在PＬＣ（可編程控制器）中，客戶所設(shè)計的用戶程序通過一邊讀寫PＬC內(nèi)的存儲器區(qū)域（歐姆龍稱「I/Ｏ存儲器」)的信息一邊將指令從開始到最后逐個執(zhí)行的方式來進行處理.另一方面，對于與PLC或I/O單元直接相連的感應(yīng)器／開關(guān)等PLC外的數(shù)據(jù),按照一定時序,會與PＬC內(nèi)的「I/O存儲器」的數(shù)據(jù)一并更新。這種ＰLＣ外的數(shù)據(jù)與PLＣ內(nèi)的I/O存儲器的數(shù)據(jù)的一并更新，即稱為「Ｉ/Ｏ刷新動作」。２。5。2周期時間在PLC處理周期中,從I／O刷新執(zhí)行（開始）到下一次的I/O刷新執(zhí)行（處理)之間的時間，即周期時間。周期時間包含共通處理（自我診斷）、用戶程序執(zhí)行處理、I/Ｏ刷新處理、外圍服務(wù)處理等所需要的時間。1如周期時間過長，則與PLC外部進行數(shù)據(jù)更新的周期變長,輸入輸出的響應(yīng)時間變長,導(dǎo)致無法獲取比周期時間短的輸入的變化。2如周期時間短，則輸入輸出的響應(yīng)時間變短，可進行高速處理.３如更改周期時間，則命令的執(zhí)行間隔及輸入輸出的響應(yīng)時間也會改變。2.5。3中斷任務(wù)通常,在ＰLC的處理周期內(nèi),用戶程序包括I／O刷新等其他處理，將按順序執(zhí)行。在這個處理周期中能夠優(yōu)先執(zhí)行的處理,即中斷任務(wù)。如事先指定的中斷條件成立，則中斷處理周期，優(yōu)先執(zhí)行該處理。２。5.4I/O分配在用戶程序中，為了對PＬC內(nèi)裝載的輸入輸出單元的輸入、輸出信號進行處理,有必要事先為其分配PLC內(nèi)的I/O存儲器的地址.將PLC內(nèi)裝載的單元的輸入、輸出信號分配到I／O存儲器上,即為I/O分配。CPU單元即根據(jù)該I/O分配信息執(zhí)行裝載單元及I/O刷新動作。將ＰＬC內(nèi)裝載的單元的輸入、輸出信號分配到Ｉ/Ｏ存儲器上，即為I/O分配.ＣPU單元即根據(jù)該I／O分配信息執(zhí)行裝載單元及I/Ｏ刷新動作。２.５。5CＰU單元的存儲區(qū)域在PLC內(nèi),進行用戶程序、I/O存儲器的數(shù)據(jù)及注釋信息、CＰU單元及高功能單元的設(shè)定信息、登錄Ｉ/O表信息等各類的數(shù)據(jù)的處理。保存這些PLC所處理的全部數(shù)據(jù)的地方，即CPU單元內(nèi)的存儲區(qū)域。2。5.6用戶程序區(qū)域記錄客戶所設(shè)計的用戶程序。2.5.７Ｉ/Ｏ存儲器區(qū)域通過指令的操作碼，可以訪問該區(qū)域。記錄通道Ｉ/Ｏ(CIO）、內(nèi)部輔助繼電器、保持繼電器、特殊輔助繼電器、數(shù)據(jù)存儲器、擴展數(shù)據(jù)存儲器、計時完成標(biāo)志？當(dāng)前值、計數(shù)完成標(biāo)志?當(dāng)前值、任務(wù)標(biāo)志、變址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、條件寄存器、時鐘脈沖等的信息。l／O存儲器區(qū)域的數(shù)據(jù)中包括:斷電后恢復(fù)時，內(nèi)容會被清除的區(qū)域，以及可保持以前的信息的區(qū)域2。5。8參數(shù)區(qū)域PＬC所處理的各種初始設(shè)定信息。記錄PLC系統(tǒng)設(shè)定、登錄Ｉ/O表、路由表、ＣPU高功能單元系統(tǒng)設(shè)定等的信息。第三章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計音樂噴泉邏輯控制系統(tǒng)的控制核心是PLC,在建立一個PLC控制系統(tǒng)時,哪些信號需要輸入至PＬC,PＬC需要驅(qū)動哪些負(fù)載，以及采用何種編程方式，都會影響到其內(nèi)部I/O點數(shù)的分配，首先需要把系統(tǒng)所需的輸入/輸出數(shù)量明確，其次按需要確定各控制動作的順序和各控制裝置彼此間的關(guān)系.在確定控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的關(guān)系后，進行分配輸入/輸出設(shè)備點。因此,PＬC音樂噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計首先要解決的問題是Ｉ／O點數(shù)的確定，它不僅決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計，也是系統(tǒng)軟件編寫的前提.在估算PLC的輸入／輸出點、內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器之后，就可以對ＰＬＣ進行選型，并進一步進行輸入／輸出量的確定。3．1ＰＬＣ控制系統(tǒng)I／O口的估算小型音樂噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計I／O點時,依據(jù)PLC的I/O節(jié)點使用原則，應(yīng)預(yù)留出一定的Ｉ／O點擴展時使用.可以根據(jù)系統(tǒng)的控制要求大體確定控制系統(tǒng)的輸入輸出點數(shù).估算系統(tǒng)數(shù)字量輸入點數(shù)根據(jù)音樂的旋律和音頻信號的大小來控制噴泉水柱的高低，所以其數(shù)字量輸入只需要滿足系統(tǒng)啟動、停止兩個功能.如表3.1所示表3.1系統(tǒng)數(shù)字量輸入各元器件功能及所占PLＣ點數(shù)項目名稱輸入點數(shù)備注總點數(shù)啟動按鈕1噴水池控制系統(tǒng)啟動輸入點數(shù):2停止按鈕1噴水池控制系統(tǒng)停止2、估算系統(tǒng)模擬量輸入點數(shù)將音頻信號轉(zhuǎn)化成PＬC能識別數(shù)字量信號的過程中需采用一個A／D轉(zhuǎn)換模塊,因此模擬量輸入點為１個.如表３.2所示表２系統(tǒng)模擬量輸入各元器件功能及所占PLC點數(shù)項目名稱模擬量輸入點數(shù)備注總點數(shù)音頻信號轉(zhuǎn)換模塊1音頻信號大小輸入點數(shù):13、估算系統(tǒng)數(shù)字量輸出點數(shù)系統(tǒng)數(shù)字量輸出由變頻器開關(guān)量控制和燈光開關(guān)量控制兩個部分，變頻器包括啟動和調(diào)速兩種控制量.3.2PLC模塊及擴展模塊1PLＣ模塊該模塊主要包括ＣＰＵ、電源和I/O點三部分。ＣPＵ主要負(fù)責(zé)程序的運行工作；CPＵ供電以及與CPU模塊相連的其他模塊的用電需求都由此電源模塊部分提供;該模塊自身帶的一定數(shù)量的開關(guān)量I/O點，若足以達到控制系統(tǒng)的要求，則可以不需要擴展開關(guān)量I/O模塊。圖3-1PＬC模塊2擴展模塊因為通常ＣＰU模塊本身的I/Ｏ點有限、且無模擬量I/O點，所以需要一些特殊功能擴展模塊：數(shù)字量Ｉ/O模塊、模擬量I/O模塊等，音樂噴水池的擴展模塊如下圖所示圖3—2音樂噴水池模塊第四章.PＬＣ音樂噴水池軟件系統(tǒng)噴泉是利用水泵工作所產(chǎn)生的壓力,從噴頭噴射出水柱,將若干臺水泵按照一定的型號、位置進行安裝,結(jié)合不同類型的噴頭，就可以產(chǎn)生各種各樣的花形。我們可以將每一臺水泵視為一個工作點,編制程序，通過PＬC的模塊實現(xiàn)對每個點的控制，也就是通過對每臺水泵執(zhí)行回路中的接觸器或傳動裝置進行控制,達到控制水泵工作狀態(tài)的目的。為展示噴泉的藝術(shù)感，通常會配以相應(yīng)的曲目,根據(jù)所選曲目的節(jié)奏快慢、抑揚頓挫，編制相應(yīng)的水泵控制程序來體現(xiàn)音樂的內(nèi)涵。其中,最重要的環(huán)節(jié)就是時間同步，即將樂曲的播放時間根據(jù)節(jié)奏、樂感分解為若干個時間段,在每個時間段內(nèi)編制相應(yīng)的水泵、燈光控制程序,調(diào)整曲目播放的時間精度和PLＣ編程的時間精度相同，而且在同一時間段內(nèi),水泵和燈光的子程序工作時間相同，從而在視覺上達到同步的觀賞效果。４。1實施步驟４。１．1水泵的控制根據(jù)水泵的型號、花形及分布位置,進行統(tǒng)一編號，并與PLＣ模塊的點數(shù)編號一一對應(yīng),將同一花形的水泵進行編組,對每組花形的水泵的工作先后順序、工作方式（整體還是單獨)進行排列組合，編制相應(yīng)的子程序并進行編號，賦予對應(yīng)的工作時間數(shù)值,控制水泵的工作時間，工作時間類型可持續(xù)，也可以間斷，兩者的表現(xiàn)形式為靜態(tài)和動態(tài)。另外,通過添加變頻器來表現(xiàn)柔美曲目的花形,增添噴泉的美感。在PLＣ和變頻器之間建立對應(yīng)的等量關(guān)系，將PLC的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速的模擬信號,實現(xiàn)水泵的動態(tài)工作狀態(tài),然后根據(jù)花形的形狀要求對其進行排列組合,編制相應(yīng)的子程序并進行編號。4。1。2燈光的控制根據(jù)燈光的顏色（最好選取紅、黃、藍(lán)三原色)、安裝位置、照射角度,進行燈光工作狀態(tài)的排列組合，編制相應(yīng)的子程序,賦予對應(yīng)的工作時間數(shù)值,與水泵花形的時間類型、數(shù)值相一致，其顏色可以一致，也可以不一致體現(xiàn)動感，還可以進行某兩種或某三種顏色的疊加,生成另外不同的顏色，豐富燈光的色彩.４.1。3時間同步這是整個音樂程控噴泉控制中最重要、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因為音樂程控噴泉展示整體效果的協(xié)調(diào)性直接與時間同步有著非常密切的關(guān)系,如果時間同步有差異，會導(dǎo)致音樂、花形和燈光不是一個整體，觀賞效果大打折扣，所以此環(huán)節(jié)是核心環(huán)節(jié)。“時間同步”在這里包含了三個層面的時間。其一,是指音樂播放時間段的精度和PLＣ控制程序時間段的精度相一致，而且兩者之間的關(guān)系是同時開始、同時停止;其二，根據(jù)音樂曲目的節(jié)奏、氣勢所劃分的播放時間長度，要與相對應(yīng)的水泵、燈光子程序所持續(xù)工作的時間長度一致，也就是水泵花形和燈光要隨著音樂曲目產(chǎn)生的變化而變化,否則觀賞時會出現(xiàn)音4。2小型音樂噴泉自動控制系統(tǒng)4。2．1方案設(shè)想對于小型企事業(yè)單位或家庭而言，要建立一個音樂噴泉系統(tǒng)，我認(rèn)為一次性投入不能太大,與大型音樂噴泉系統(tǒng)相比，規(guī)模應(yīng)大大縮小，功能也沒有必要那么完備。除具備隨音樂變化外,再加上幾種變化就可以滿足需求。就比原來僅僅單一手動調(diào)節(jié)水柱變化要強許多。尤其對已有噴泉的單位，則投入將更小。只需投入變頻器一臺或兩臺、PＬC一臺、觸摸屏一個、DVＤ一臺即可.總投入應(yīng)在２萬元以內(nèi)（如果原噴泉功率不是十分大的話）,是任何一個單位或富裕家庭都能承受的水平。我的設(shè)想是利用音樂的高低通過ＰLC控制變頻器的輸出頻率，從而改變電動機轉(zhuǎn)速，從而去改變水泵水柱的高低,利用變頻器的多段速控制,不需要另外增加通訊模塊,可降低成本，同時也具備１5種轉(zhuǎn)速變化之多，基本可以反映出音樂強弱變化的全貌。另外，配備一話筒，可以測量人們喊話音量的大?。ㄓ盟叩妥兓瘉砗饬浚?。具備一定的趣味性.如果僅有水柱隨音量變化而變化這一種功能，則功能太過單一。所以，我設(shè)想當(dāng)不播放音樂時，應(yīng)該具備按一定的規(guī)律進行水柱高度和噴灑時間的自動控制功能，并且水柱的噴灑高度和時間可以由用戶來調(diào)節(jié)(或者通過觸摸屏修改）.從而增加系統(tǒng)的實用性，提高系統(tǒng)的附加值。而該功能可以通過ＰＬC編程實現(xiàn)，且較容易實現(xiàn)和擴展.4。2．2方案可行性論證從技術(shù)性角度來看,設(shè)系統(tǒng)所用技術(shù)均為現(xiàn)代新技術(shù),具有很高的技術(shù)含量。從系統(tǒng)的可靠性來看，所增加的設(shè)備、PLC、觸摸屏、變頻器，它們的使用壽命都相當(dāng)長，尤其是PLC，故該系統(tǒng)可靠性高，后期維護維修費用十分小.從經(jīng)濟性來看,對于企事業(yè)單位，2萬元投入更是小菜一碟.綜上所述，該系統(tǒng)具有良好的開發(fā)價值，具有廣闊的應(yīng)用前景。4。３方案設(shè)計4。３。1．實驗?zāi)康挠茫蠰Ｃ完成音樂噴水池的過程4．3。2.音樂噴泉自動控制設(shè)計一、控制原理1．控制系統(tǒng)組成音樂噴泉的控制系統(tǒng)由音樂信號處理電路（包括F／Ｖ轉(zhuǎn)換電路、模／數(shù)轉(zhuǎn)換電路、信號隔離電路)，PLＣ及變頻控制電路,潛水泵和彩燈控制電路，穩(wěn)壓電源電路和音響設(shè)備組成。2.音樂噴水池演示板結(jié)構(gòu)如圖圖4－1音樂噴水池布置圖音樂噴泉自動控制原理圖B、音頻信號轉(zhuǎn)換為PLC輸入的設(shè)計考慮到變頻器和電動機及負(fù)載的慣性問題,決定每隔１5秒采樣一次音樂電平高低(采樣頻率過高,變頻器、電機及水泵無法反應(yīng)過來）。該每隔5秒采樣一次可以通過PLC自身實現(xiàn)，(依靠PLＣ輸出對繼電器定時控制），經(jīng)ADC量化,編碼為四位二進制數(shù)碼(除００0０外，０0０1—1１11剛好15種變化，可以對應(yīng)多段速的15段速控制)，采用輸出可以直接驅(qū)動發(fā)光二極管的AＤC，可以將其輸出直接作為PLC的輸入,可以減少輸入模塊，降低成本，而音頻—電平可以參照現(xiàn)有電平指示電路即可。故得出音頻轉(zhuǎn)化為PLC的輸入設(shè)計如下：注意:該指示電路的電源由PLC自身供給，地與PLC輸入CＯＭ連接。C、音樂噴泉ＰLC程序設(shè)計二．實驗原理與步驟1。控制要求（1）按下啟動按鈕，主電機Ｙ0上電音樂上電開始工作（２）主電機Y0工作500ms后停止工作,Y1至Y7開始間隔5０0ms輪流工作(3）當(dāng)Y１至Y7一個循環(huán)后同時一起輸出1秒后停止1秒再同時輸出(4）當(dāng)完成一個大循環(huán)以后回到單獨主電機Y0上電,開始新的循環(huán)2。實驗步驟（１）打開實驗臺電源，編程器與PLＣ連接（２）根據(jù)具體情況編制輸入程序（如上文所述），并檢驗是否正確（３)按圖接線，實驗臺與音樂噴水池模塊，檢驗連線是否正確（4）啟動程序,觀察運行結(jié)果三、輸入輸出分配由于音頻采樣及控制需4個輸入，外加啟動與停止共需６個輸入輸出控制變頻器的多段速控制，15段速需PLC4個輸出點，外加轉(zhuǎn)向控制一個點，采集控制一個點，共需6個輸出點，從而得出下表。I／Ｏ地址分配表4-1I/O地址分配表表4-1I/O地址分配表輸入地址啟動X0輸出地址Y0Ｙ0Ｙ１Y1Y2Y2Y3Y3Y4Y４Y5Ｙ５Y6Ｙ6Y7Y７喇叭Y１0指令表LDIX000２9OＵTY002ZRSTS０S20３0ＯUTT2K5RSＴY0１033LDT2ＬＤPX000３4ＳＥTS3SＥＴＳ036SＴLS3ＳETY0103７OUＴY０03STLＳ０３8ＯUＴT3K5OＵTT０Ｋ５41LＤT３OUTY０0042SＥTS4ＬＤT04４STLS4SETS1４5OＵTY00420STLS1４6ＯUＴT4K52１ＯＵTY0014９LDT4２2ＯUTT1K5５0SEＴS5２5LDT１52ＳTLＳ５２6SＥTS2５3ＯＵTY00528ＳTLＳ２５4ＯＵTT5Ｋ５LDT５86OＵTＹ0０2ＳＥTＳ6８７OＵTＹ003６0STＬS688OUTＹ００４6１O(jiān)UTY006８9OUＴY0056２OＵTT6K590OUTY０066５ＬＤT691OUTY00766ＳEＴＳ７9２OＵＴT9L１0６8STＬS795LDT９６9OＵTY007９6SETS1０70OUTT7K598ＳTLS1０73LDT799OUＴT１0K107４ＳETS8102LDT076STLS8１03ＳＥＴＳ1177ＯUTY00010５STLS１178OUTT8L1０１0６OUTY00181ＬＤT810７OUTY00282SETS91０8OＵＴY0０384STＬＳ911１O(jiān)UTY０0685OUTY001112ＯUT０07按下啟動按鈕,狀態(tài)Ｓ0至S20被激活，當(dāng)檢驗到有上升脈沿時，喇叭Y１0激活,發(fā)出音樂，狀態(tài)S０被激活，主電機Y0工作5０0ms后停止工作，Y1至Ｙ7開始間隔5０0ｍs輪流工作，當(dāng)Y１至Y7一個循環(huán)后同時一起輸出1秒后停止1秒再同時輸出,當(dāng)完成一個大循環(huán)以后回到單獨主電機Ｙ0上電,開始新的循環(huán)。其梯形圖如下圖所示：圖3-2程序梯形圖梯形圖：圖3-2程序梯形圖梯形圖：圖3-3程序梯形圖（續(xù)）圖3-3程序梯形圖（續(xù)）圖3-4程序梯形圖（續(xù)）圖3-4程序梯形圖（續(xù)）圖3-4程序梯形圖（續(xù)）圖3-4程序梯形圖（續(xù)）圖3-5程序梯形圖（續(xù)）圖3-5程序梯形圖（續(xù)）X0X0Y0Y0Y1Y1Y2Y2Y3Y3Y4Y4Y5Y5Y6Y6Y7Y7Y10喇叭COMO-COM5+24V圖4-6接線圖注：FX系列的輸出繼電器的公共端:FX2N-32MR為ＣOMO～CＯM4;FＸ2N-４８MR為CＯMO～COM５第四章程序調(diào)試與運行音樂噴泉邏輯控制系統(tǒng)的控制核心是PＬＣ,在建立一個PLＣ控制系統(tǒng)時，哪些信號需要輸入至PLC，PLC需要驅(qū)動哪些負(fù)載,以及采用何種編程方式，都會影響到其內(nèi)部Ｉ／O點數(shù)的分配，必須首先把系統(tǒng)需要的輸入，輸出數(shù)量確定下來，然后按需要確定各種控制動作的順序和各個控制裝置彼此之間的相互關(guān)系。在確定控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的相互關(guān)系之后，就可以進行分配輸入輸出設(shè)備。因此，Ｉ/Ｏ點數(shù)的確定,是設(shè)計整個PLＣ音樂噴泉控制系統(tǒng)首先需要解決的問題，它不僅決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計，也是系統(tǒng)軟件編寫的前提。在估算了ＰLＣ的輸入輸出點、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、計數(shù)器之后，就可以對PLＣ進行選型，并進一步進行輸入/輸出量的確定。其連接如下所示.4.1實驗臺接線圖正確進行接線是進行實驗必不可少的要求,所以進行實驗時應(yīng)熟悉所要操作的器材，所需器材如下:可編程控制器實驗臺音樂噴水池模塊PC機或FX-20P—E自鎖連接導(dǎo)線4。2PLC和音樂噴水池接線圖圖4—1PLC和音樂噴水池接線圖圖4-2圖4-24。3程序運行監(jiān)視圖圖4-3程序運行監(jiān)視圖（a）圖4-3程序運行監(jiān)視圖（a）圖4-4程序運行監(jiān)視圖（b）圖4-4程序運行監(jiān)視圖（b）圖4-5程序運行監(jiān)視圖（c）圖4-5程序運行監(jiān)視圖（c）4。４程序運行狀態(tài)圖4-6程序運行狀態(tài)圖圖4-6程序運行狀態(tài)圖４.5程序調(diào)試循環(huán)時7個燈一起點亮的狀態(tài)圖循環(huán)時7個燈一起點亮的狀態(tài)圖按下啟動按鈕,主電機Y0上電音樂上電開始工作，主電機Ｙ０工作500ms后停止工作，Y1至Y7開始間隔５0０ms輪流工作，當(dāng)Y1至Y7一個循環(huán)后同時一起輸出1秒后停止1秒再同時輸出，當(dāng)完成一個大循環(huán)以后回到單獨主電機Y0上電,開始新的循環(huán).圖4-7程序調(diào)試圖圖4-7程序調(diào)試圖在接線的過程中由于用到模擬量輸入接口模板的知識，現(xiàn)將模擬量輸入接口模板的知識作如下介紹：模擬量輸入接口模板的任務(wù)是把現(xiàn)場中被測的模擬量信號轉(zhuǎn)變成PＬC可以處理的數(shù)字量信號。通常生產(chǎn)現(xiàn)場可能有多路模擬信號需要采集,各模擬量的類型和參數(shù)都可能不同，這就需要在進入模板前,對模擬量信號進行轉(zhuǎn)換和預(yù)處理，把它們變換成輸入模板能統(tǒng)一處理的電信號，經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)進行多中選一，再將已選中的那路信號進行Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束進行必要處理后，送入數(shù)據(jù)總線供ＣPU存取，或存入中間寄存器備用。A/Ｄ轉(zhuǎn)換器是模擬量輸入模板的關(guān)鍵器件,它完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換時間一般為１0~100us，Ａ/D轉(zhuǎn)換器是在控制的控制下，完成啟動A/Ｄ轉(zhuǎn)換,讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果等工作過程。通常，Ａ/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果是以帶符號的二進制形式出現(xiàn)。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)光電隔離,再經(jīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動器，送入中間寄存器。當(dāng)CＰＵ需要讀取本通道輸入信號時，再由中間寄存器取出，經(jīng)總線驅(qū)動后送入數(shù)據(jù)總線。經(jīng)數(shù)據(jù)線驅(qū)動的輸出數(shù)據(jù)也可以不經(jīng)中間寄存器而直接進入總線驅(qū)動,供CＰＵ立即讀取。第五章總結(jié)隨著我國國力的不斷增強,人民生活水平的不斷提高,現(xiàn)在在許多城市的廣場上都能看到音樂噴泉。音樂噴泉,顧名思義,就是指噴泉的水形根據(jù)播放音樂的旋律有規(guī)律地進行變化，在人的視覺和聽覺上形成和諧的統(tǒng)一,使人在精神上有愉悅的感受.音樂噴泉的設(shè)計涉及到的專業(yè)非常廣泛，包括音樂分析、給排水、電氣、通訊和自動控制，所以說音樂噴泉這個行業(yè)是一個綜合性非常強的行業(yè)，一個音樂噴泉工程的成功實施需要以上方面的專業(yè)人員緊密地配合才能完成。本項目主要完成的是音樂噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計,具體廣場各噴頭、燈光的布局在此不做詳細(xì)說明設(shè)計。本控制系統(tǒng)是采用可編程序控制器（PLC）對整個系統(tǒng)進行控制，用變頻器實現(xiàn)噴泉的調(diào)速應(yīng)用。PＬC是一種高可靠性的控制裝置，影響ＰLC控制系統(tǒng)可靠性的主要因素是與ＰLC接口的輸入信號元件和輸出執(zhí)行元件，在編程過程中主要是搞清楚各輸入輸出元件的元件號以及它們在系統(tǒng)中的作用，變頻器調(diào)速是一種非常高效的調(diào)速系統(tǒng)，變頻器調(diào)速應(yīng)該注意變頻器的設(shè)置等問題,這些在本項目報告的第三章都有非常清楚的介紹。本項目是應(yīng)用設(shè)計型課題，是本小組結(jié)合所學(xué)知識，以可編程序控制器為基礎(chǔ),對音樂噴泉基本流程有詳細(xì)的了解以及對其噴泉控制系統(tǒng)的自動化控制進行設(shè)計。在整個設(shè)計的過程中，在團隊學(xué)習(xí)、向人學(xué)習(xí)的前提下，深入地了解電氣控制系統(tǒng)各方面的知識，熟練地掌握了ＰLC控制技術(shù)各方面的理論知識及其應(yīng)用，逐漸提高了對電氣控制系統(tǒng)進行設(shè)計的實際工作能力,懂得了運用所學(xué)的理論知識與實際情況相結(jié)合。同時,通過學(xué)習(xí)各方面的知識，不斷地提升了自己;通過實際應(yīng)用,逐漸地提高了自己的動腦能力和動手能力以及處事能力。通過這次對花式噴水池的ＰLC控制，讓我了解了ｐlc梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解,也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計原理。有很多設(shè)計理念來源于實際，從中找出最適合的方式和方法.雖然本次課程設(shè)計是要求自己獨立完成，但是,彼此還是脫離不了集體的力量,遇到問題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論.我們在做課程設(shè)計的過程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計和在一起.討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計的方法,在設(shè)計的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法,這樣可以方便自己解決問題由于設(shè)計水平有限和時間的倉促，本文中難免有錯誤和不妥之處，但確實在設(shè)計中學(xué)到了很多東西，提升了自己。第六章參考文獻［１］秦春斌。ＰLＣ基礎(chǔ)及應(yīng)用教程[M］。北京：機械工業(yè)出版社,2010。［2]蔡美琴,張為民,MCS-51系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用［M｝．北京:高等教育出版社，20０9.[３］馮清秀，鄧星鐘等.機電傳動控制［M]（第五版).北京：華中科技大學(xué)出版社，2011.[4]黃蜂.三菱數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試與應(yīng)用[Ｍ]。北京:機械工業(yè)出版社，２０0８。［5]李建勇,孫衛(wèi)青.機電一體化技術(shù)［M］.北京:科學(xué)出版社，2０09.［6］楊后川。三菱PLC應(yīng)用1０0例［M］．北京:電子工業(yè)出版社,2007．［7]梁延?xùn)|。電梯控制技術(shù)[M]．北京:國建筑出版社，2008.［8]陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)[Ｍ］．３版．北京：機械工業(yè)出版社,2009．［9］魏偉PLＣ控制技術(shù)與應(yīng)用[M]。北京:中國輕工業(yè)出版社,20０6.基于PLC和MＣGS的交通燈系統(tǒng)設(shè)計【摘要】當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段.社會的發(fā)展,人們的消費水平不斷的提高，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。PLＣ的智能控制原則是控制系統(tǒng)的核心，采用PＬC把東西方向或南北方向的車輛按數(shù)量規(guī)模進行分檔,相應(yīng)給定的東西方向與南北方向的綠燈時長也按一定的規(guī)律分檔。這樣就可以實現(xiàn)按車流量規(guī)模給定綠燈時長,達到最大限度的有車放行，減少十字路口的車輛滯流，緩解交通擁擠、實現(xiàn)最優(yōu)控制，從而提高了交通控制系統(tǒng)的效率．PＬＣ結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中.由于PLＣ具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的“漸進式”信號燈進行精確控制，特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將PＬC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。PLC還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號燈組成同一局域網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時間，實現(xiàn)科學(xué)化管理。在實時檢測和自動控制的PLＣ應(yīng)用系統(tǒng)中，ＰLC往往是作為一個核心部件來使用。關(guān)鍵字：PLC、交通燈、控制系統(tǒng)、組態(tài)設(shè)計Abstract:Ｔｏday,tｒaffｉclightsinstalledｏnｔhｅｃrｏssingatall，ｔｏｅaｓｅｔhetrａｆficｏfｖehicleshasbecomethｅmosｔcoｍmｏnａnｄmostefｆeｃtivemeanｓ。Ｓoｃialｄｅveｌopｍｅｎｔ,pｅopｌe'ｓcｏｎsumｐtioｎｌｅｖelscontinｕｅｔoincrｅase,pｒｉvateveｈiclesiｓincreasing。Oｆpeoｐlｅ，caｒsandmoreroａdshaveｌesstrafｆｉcstaｔｕｓiｓobvious。Ｔｈerｅｆorｅ,tｈｅadoptionofefｆectivemethodｓtocoｎtrｏltrafficｌｉghtｓisimpｅｒａｔｉｖe.PLＣintelｌigentcontrolpｒiｎcｉpｌeｉｓｔhecｏrｅofthecontroｌｓyｓtｅｍusiｎgPLCｎortｈ—southdｉrectiontｏeaｓt-wｅｓtdirectｉonorscalｅｏｆtheｖehiｃｌeｂytheｎumberｏfsub-fｉｌｅ，theapｐｒｏｐrｉateｔｈinggivenｔhegｒeenlightnｏrｔh-souｔhｄiｒectｉonandlengtｈofｔｉmeiｓalｓｏsub—ｆｉleaｃcｏrｄiｎｇtoｃeｒtaiｎrules。Tｈisｓcａlecaｎbeachievedgｉvｅnthegreeｎligｈtａt(yī)tｒaｆfiｃｄuratｉｏn,toａchieveｍaｘiｍumreｌeａsｅacａｒtorｅdｕcｅｔhestaｇnａt(yī)iｏｎoｆｖehｉclescroｓsｉｎｇｔoｅaｓｅｔrafｆicｃonｇeｓtion，tｏachｉeveopｔimalcoｎｔroｌ,thusimprｏvｉngtｈeｅfficiｅｎcyofｔｒafｆicconｔrolsｙstem.PLCstrucｔuｒeissimplｅ，easyｐroｇｒａmmｉng,ｈigｈｒｅliability，haｓｂeｅｎwｉdelyｕseｄｆorｉnｄｕcessanｄｌｏcaｔionｏfthｅａｕtｏｍaticcｏntｒol。ＴheusｅｏfthePＬCｈasthecｈarａcteristiｃsofenvironmenｔａlａdａptabｉｌity,whiｌeitsinｔernaｌｔimerｒesｏuｒceｓａreｖeｒyriｃh，thｅcｕｒｒｅnｔwｉdesｐreaduseｏfthe"pｒogreｓｓiｖｅ"sigｎalfｏrｐｒecisecontｒol，paｒtｉcuｌarlｙcｏnｔroloｆmultｉ-forｋcanbeeasilyａｃhieved。Ｔherefore，thePＬCｉsnowｉｎcreasinglｙusedｉnｔraffｉｃlighｔｓsysｔem．ＰLCaｌsohａｓａcommｕｎicationsneｔworkｉngcａpａbilｉｔieｓ，tｈｅsaｍｅsigｎalonthｅｒoadｔｏformaｕnｉｆiｅdLANmanaｇeｍent,andcanshorｔenthewaｉtingｔｉmefoｒvehicletｒaffｉc,ｔoachieｖeｓｃiｅntifiｃmaｎagｅment．Iｎreal—ｔimｅdeteｃtｉｏnandapplicatiｏnofａuｔomａt(yī)icｃonｔrolsyｓtemsPLC，PLCiｓoftenｕsedａｓaｃponenｔ.Keywｏrdｓ：trａｆficlighｔｓ,controlsystｅms，confiｇuｒaｔiondeｓign可編程控制系統(tǒng)介紹1.1PＬC簡介隨著微處理器，計算機的和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制技術(shù)已經(jīng)滲透到所有工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前用于工業(yè)控制的計算機可分為:可編程控制器,基于ＰC總線的工業(yè)控制計算機，基與單片機的測控裝置，用于模擬量閉環(huán)控制的可編程調(diào)節(jié)器,集散控制系統(tǒng)(DCS）和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCＳ)等?？删幊炭刂破魇菓?yīng)用廣泛，功能強大,使用方便的通用工業(yè)控制裝置,已成為當(dāng)代工業(yè)自動化的重要支柱．近幾年，在國內(nèi)已得到迅速推廣普及.可編程控制器是６0年代末在美國首先出現(xiàn)的,當(dāng)時叫可編程邏輯控制器，目的是用來取代繼電器,以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。其基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象,將控制內(nèi)容寫入控制器的用戶程序內(nèi),控制器和被控對象連接也很方便?？删幊炭刂破鲗τ脩魜碚f，是一種無觸點設(shè)備,改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn).由于這些特點,可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展?？删幊绦蚩刂破鳎⑽姆QProgｒammａblｅCｏntroｌler,簡稱PC。但由于PC容易和個人計算機（PersonalComputeｒ）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLＣ作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置,專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器,用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時／計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLＣ是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點,充分利用了微處理器的優(yōu)點,又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLＣ的程序編制,不需要專門的計算機編程語言知識,而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLＣ后,只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PＬC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐.PLC的類型繁多,功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異,通常由主機、輸入/輸出接口、電源擴展器接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成。PＬC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：１—１ＰLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1。1。1主機主機部分包括中央處理器(ＣPU）、系統(tǒng)程序存儲器（RＯM）和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PＬC的核心，它用以運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、做出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理,即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端,并響應(yīng)外部設(shè)備(如電腦、打印機等)的請求以及進行各種內(nèi)部判斷等。PLＣ的內(nèi)部存儲器有兩類,一類是系統(tǒng)程序存儲器，主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統(tǒng)程序已由廠家固定,用戶不能更改；另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器,主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。1．1．２輸入／輸出(Ｉ/O)接口Ｉ/Ｏ接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關(guān)等）的控制信號。輸出接口是將主機經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。Ｉ/O接口一般采用光電耦合電路,以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I／Ｏ點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLＣ的一項主要技術(shù)指標(biāo),通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點,大型機將超過千點。1．1.3輸入/輸出擴展接口I/Ｏ擴展接口用于將擴充外部輸入／輸出端子數(shù)的擴展單元與基本單元（即主機)連接在一起。1。1.４外部設(shè)備接口此接口可將打印機、條碼掃描儀,變頻器等外部設(shè)備與主機相聯(lián),以完成相應(yīng)的操作。實驗裝置提供的主機型號是西門子S7—200系列的CPU224(AC/DC/RELAY）。輸入點數(shù)為14,輸出點數(shù)為10。1。1.5編程編程是PLC利用外部設(shè)備,用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示ＰLＣ的工作情況。通過專用的PC／PPＩ電纜線將PLＣ與電腦聯(lián)接，并利用專用的編程軟件進行電腦編程和監(jiān)控。1。1.6電源圖中電源是指為ＣＰU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。1．2PLＣ的工作原理PLC的ＣPU采用順序邏輯掃描用戶程序的方式進行工作,即在PLC運行時，ＣPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序,按指令步序號(或地址號）作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束.然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。ＰLC的CＰU掃描一個周期必經(jīng)輸入采樣、執(zhí)行用戶程序、處理通訊請求、CPU自診斷和輸出刷新三個階段。輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入,并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段.執(zhí)行用戶程序階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令,經(jīng)相應(yīng)的運算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中,輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。處理通訊請求階段：ＣPU處理從通訊接口和智能模塊接收到的信息，如由編程器送來的程序、命令和各種數(shù)據(jù)，并把要現(xiàn)實的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯信息等發(fā)送給編輯器進行顯示。如果有計算機等通訊請求，也在這段時間完成數(shù)據(jù)和發(fā)送任務(wù)。CPU自診斷:自診斷測試包括定期檢查CPU模塊的操作和擴展模塊的狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位.輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。1.3PLＣ的程序編制1。3.1軟件編制PLC是采用軟件編制程序來實現(xiàn)控制要求的。編程時要使用到各種編程元件，它們可提供無數(shù)個動合點和動斷觸點。編程元件是指輸入映像寄存器、輸出映像寄存器、位存儲器、定時器、計數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能存儲器等。PＬC內(nèi)部這些存儲器的作用和繼電器接觸器控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似,也有“線圈”與“觸點”,但它們不是“硬”繼電器，而是PLC存儲器的存儲單元。當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為“1”時，則表示相應(yīng)繼電器線圈得電,其動合觸點閉合,動斷觸點斷開.所以，內(nèi)部的這些繼電器稱之為“軟”繼電器。S7—２０0CＰU224、CＰU2２6部分編程元件的編號范圍與功能說明如下表所示原件名稱代表字母編號范圍功能說明輸入寄存器II0．０～Ｉ1。5共14點接受外部輸入設(shè)備的信號輸出寄存器QＱ０.0～Q１．1共10點輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動外部設(shè)備位存儲器MM0。0～M31。7在程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出定時器T(Ｔ0~T2５5）T0，T64保持型通電延時１ｍsＴ1~T４，T65～T６8保持型通電延時10msT５～T3１,T6９～T９5保持型通電延時1０0msT３２,T96ON/OFＦ延時，１msT33~T36,T97~Ｔ100ＯN/OFF延時，10msＴ37～T6３,T10１～Ｔ2５５ＯN／OFF延時，100ms計數(shù)器CC0～C25５加法計數(shù)器，觸點在程序內(nèi)部使用高速計數(shù)器HＣHC0～HＣ5用來累計比CPU掃描速率更快的事件順序控制\繼電器SＳ0。0~Ｓ３1.7提供控制程序的邏輯分段變量存儲器ＶVＢ0.0～VB5119．7數(shù)據(jù)處理用的數(shù)值存儲元件局部存儲器LＬＢ0．0～LB63。7使用臨時的寄存器,作為暫時存儲器特殊存儲器SMＳＭ0。0~SM549。７CPＵ與用戶之間交換信息特殊存儲器SM（只讀）SM0.0~SＭ29.7接受外部信號累加寄存器ACＡC０～AC3用來存放計算的中間值1-21。3．２編程語言所謂程序編制,就是用戶根據(jù)控制對象的要求，利用PLC廠家提供的程序編制語言，將一個控制要求描述出來的過程.PLＣ最常用的編程語言是梯形圖語言和指令語句表語言，且兩者常常聯(lián)合使用。（１）梯形圖（語言）梯形圖是一種從繼電接觸控制電路圖演變而來的圖形語言.它是借助類似于繼電器的動合、動斷觸點、線圈以及串、并聯(lián)等術(shù)語和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，直觀易懂。梯形圖中常用用圖形符號分別表示PLC編程元件的動斷觸電和動合觸電,用(）表示它們的線圈。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號及標(biāo)注的字母或數(shù)加以區(qū)別。觸點和線圈等組成的獨立電路稱為網(wǎng)絡(luò),用編程軟件生成的梯形圖和語句表程序中有網(wǎng)絡(luò)編號，允許以網(wǎng)絡(luò)為單位給梯形圖加注釋.梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意到以下三點：①梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行（或稱梯級)起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)接，最后是線圈。與能流的方向一致。②梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”,從左流向右,其兩端沒有電源。這個“概念電流"只是用來形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。③輸入寄存器用于接收外部輸入信號，而不能由ＰLC內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入寄存器的觸點,而不出現(xiàn)其線圈。輸出寄存器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出寄存器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現(xiàn)。輸出寄存器的觸點也可供內(nèi)部編程使用。（２)指令語句表指令語句表是一種用指令助記符來編制ＰＬC程序的語言，它類似于計算機的匯編語言,但比匯編語言易懂易學(xué),若干條指令組成的程序就是指令語句表.一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。MCGS系統(tǒng)介紹２.1MCGS的定義MCＧS(MｏnitｏｒanｄControlGeｎerateｄSysｔｅm,通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft的各種32位Wｉｎdowｓ平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。MCGS組態(tài)軟件功能強大,操作簡單，易學(xué)易用，普通工程人員經(jīng)過短時間的培訓(xùn)就能迅速掌握多數(shù)工程項目的設(shè)計和運行操作。同時使用MCGS組態(tài)軟件能夠避開復(fù)雜的計算機軟、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,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).2．2ＭＣGS的構(gòu)成ＭCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行,它相當(dāng)于一套完整的工具軟件,幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫文件,稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫.運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標(biāo)和功能。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成，運行環(huán)境和組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫就可以離開組態(tài)環(huán)境而獨立運行在監(jiān)控計算機上。2-1系統(tǒng)組態(tài)環(huán)境、系統(tǒng)運行環(huán)境和實時數(shù)據(jù)庫三者的關(guān)系ＭＣGS由“MCＧS組態(tài)環(huán)境”和“ＭCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立，又緊密相關(guān).如圖２—2所示：MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境,由可執(zhí)行程序McgsＳｅｔ。ｅxe支持,其存放于MCＧS目錄的Program子目錄中。用戶在MCＧS組態(tài)環(huán)境中完成動畫設(shè)計、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，生成擴展名為．mcg的工程文件,又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫,其與MCGS運行環(huán)境一起,構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程”.ＭＣＧS運行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運行環(huán)境，由可執(zhí)行程序McgｓRuｎ．ｅｘe支持，其存放于ＭCＧＳ目錄的Prｏｇraｍ子目錄中。在運行環(huán)境中完成對工程的控制工作。2-2組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境關(guān)系圖２。3MCGS組態(tài)軟件的功能和特點與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比,MCＧS６．2組態(tài)軟件具有以下特點：全中文、可視化、面向窗口的組態(tài)開發(fā)界面，符合中國人的使用習(xí)慣和要求，真正的32位程序,可運行于MicroｓｏfｔWindｏｗs9５/9８/Me/NＴ/2000等多種操作系統(tǒng)。龐大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫、完備的繪圖工具以及豐富的多媒體支持,使您能夠快速地開發(fā)出集圖像、聲音、動畫等于一體的漂亮、生動的工程畫面。全新的AｃtiveX動畫構(gòu)件，包括存盤數(shù)據(jù)處理、條件曲線、計劃曲線、相對曲線、通用棒圖等，使您能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備，同時可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動；此外,獨特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試功能與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合，使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無縫。簡單易學(xué)的類Basic腳本語言與豐富的MCGS策略構(gòu)件,使您能夠輕而易舉地開發(fā)出復(fù)雜的流程控制系統(tǒng).強大的數(shù)據(jù)處理功能，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進行統(tǒng)計處理，使您能夠在第一時間獲得有關(guān)現(xiàn)場情況的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。方便的報警設(shè)置、豐富的報警類型、報警存貯與應(yīng)答、實時打印報警報表以及靈活的報警處理函數(shù)，使您能夠方便、及時、準(zhǔn)確地捕捉到任何報警信息。完善的安全機制，允許用戶自由設(shè)定菜單、按鈕及退出系統(tǒng)的操作權(quán)限。此外,MCGS6.2還提供了工程密碼、鎖定軟件狗、工程運行期限等功能,以保護組態(tài)開發(fā)者的成果.強大的網(wǎng)絡(luò)功能,支持ＴＣＰ/IＰ、Modem、4８5/4２２/232，以及各種無線網(wǎng)絡(luò)和無線電臺等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu).良好的可擴充性，可通過OPC、DDＥ、OＤBC、AｃtｉveX等機制,方便地擴展MＣＧS6．2組態(tài)軟件的功能，并與其他組態(tài)軟件、MIＳ系統(tǒng)或自行開發(fā)的軟件進行連接.提供了WWW瀏覽功能，能夠方便地實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場控制與企業(yè)管理的集成。在整個企業(yè)范圍內(nèi)，只使用ＩＥ瀏覽器就可以在任意一臺計算機上方便地瀏覽與生產(chǎn)現(xiàn)場一致的動畫畫面，實時和歷史的生產(chǎn)信息，包括歷史趨勢,生產(chǎn)報表等等,并提供完善的用戶權(quán)限控制。2．４MCＧS組態(tài)軟件的工作方式MＣGS如何與設(shè)備進行通訊：MＣGＳ通過設(shè)備驅(qū)動程序與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設(shè)備指令.MCＧS如何產(chǎn)生動畫效果：MCGＳ為每一種基本圖形元素定義了不同的動畫屬性,如:一個長方形的動畫屬性有可見度,大小變化，水平移動等，每一種動畫屬性都會產(chǎn)生一定的動畫效果。MCGＳ如何實施遠(yuǎn)程多機監(jiān)控:MCGS提供了一套完善的網(wǎng)絡(luò)機制，可通過TCP/IP網(wǎng)、Moｄem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺計算機連接在一起，構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的實時數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡(luò)事件的快速傳遞。同時，可利用ＭCＧＳ提供的網(wǎng)絡(luò)功能，在工作站上直接對服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫進行讀寫操作。分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺計算機都要安裝一套ＭCＧS工控組態(tài)軟件。ＭCＧＳ把各種網(wǎng)絡(luò)形式,以父設(shè)備構(gòu)件和子設(shè)備構(gòu)件的形式,供用戶調(diào)用，并進行工作狀態(tài)、端口號、工作站地址等屬性參數(shù)的設(shè)置。如何對工程運行流程實施有效控制：ＭＣGＳ開辟了專用的“運行策略"窗口,建立用戶運行策略.MCＧS提供了豐富的功能構(gòu)件，供用戶選用，通過構(gòu)件配置和屬性設(shè)置兩項組態(tài)操作，生成各種功能模塊（稱為“用戶策略”)，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件，操作實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對動畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的運行流程和設(shè)備的工作狀態(tài)。所有的操作均采用面向?qū)ο蟮闹庇^方式，避免了煩瑣的編程工作。硬件設(shè)計3.1設(shè)計目的和意義在十字路口設(shè)置交通燈可以對交通進行有效的疏通,并為交通參與者的安全提供了強有力的保障。但是隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查，運用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預(yù)先設(shè)置好。然而,實際上車輛流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運行、較適用的方案，仍然會發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長隊等候通過.這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。目前,大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時間間隔的控制方法。由于十字路口不同時刻車輛的流量是復(fù)雜的、隨機的和不確定的,采用固定時間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時間的浪費,出現(xiàn)空等現(xiàn)象，影響了道路的暢通。為此,采用不依賴數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法設(shè)計交通燈控制器，能較好地解決這個問題?？删幊炭刂破鹘煌艨刂葡到y(tǒng)集成自動控制技術(shù)、計量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計算機管理技術(shù)于一體的機電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點,采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計，配置靈活、組態(tài)方便。另外隨著眾多高科技技術(shù)在日常生活的普遍應(yīng)用，城市空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重，為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定,選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PＬC是必要的。３．2十字路口交通燈系統(tǒng)控制的任務(wù)及要求信號燈控制系統(tǒng)開始工作時需要一個啟動按鈕控制,停止工作時需要一個停止按鈕控制?？紤]到特殊情況，需要有強制東西方向通行和禁行控制,有強制南北方向通行和禁行控制。南北綠燈和東西紅綠燈不能同時亮。如果同時亮則應(yīng)關(guān)閉信號燈系統(tǒng),并立即報警.南北紅燈亮并維持３0s。在南北紅燈亮同時東西綠燈亮，并維持2５s。東西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅。在東西綠燈熄滅時,東西黃燈亮，并維持２s,。到2ｓ時,東西黃燈熄滅，東西紅燈亮。同時,南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。東西紅燈亮維持35s.南北綠燈亮維持30s,然后閃亮3s，再熄滅。同時南北黃燈亮，維持2s后熄滅,這是南北紅燈亮,東西綠燈亮。周而復(fù)始,循環(huán)往復(fù).如遇特殊情況，根據(jù)需要對東西或南北的紅燈或綠燈進行強制控制。３。３交通信號控制系統(tǒng)實況．3．１十字路口交通燈控制系統(tǒng)實驗面板圖3。4結(jié)合十字路口交通燈的路況畫出模擬圖北北南東西3-1交通指揮燈示意圖綠黃紅綠黃紅紅黃綠綠紅黃3.５十字路口交通燈模擬控制時序圖交通指揮信號燈控制系統(tǒng)工作時,對指揮燈的控制要求按一定時序進行,如下圖所示：啟動/啟動/停止南北紅燈東西綠燈東西黃燈東西紅燈南北綠燈南北黃燈3-2交通信號燈時序狀態(tài)示意圖3.6控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配根據(jù)對交通指揮信號燈系統(tǒng)控制要求分析,系統(tǒng)采用自動控制方式，輸入有系統(tǒng)開啟、停止按鈕信號及強制信號；輸出有報警信號及東西方向、南北方向各兩組指示信號.該系統(tǒng)所需的輸入點數(shù)為７,輸出點數(shù)為７，全部是開關(guān)量，則可將Ｉ／Ｏ分配用下表表示。輸入地址編號及作用輸出及作用地址編號作用地址編號作用I0.0啟動系統(tǒng)運行Q0.0報警指示I０。1停止系統(tǒng)運行Q０．1南北紅燈亮I0.2強制南北紅燈亮Ｑ０.2東西綠燈亮Ｉ０．３強制南北綠燈亮Ｑ0．３東西黃燈亮I0。4強制東西紅燈亮Ｑ0．4東西紅燈亮I0。5強制東西綠燈亮Q０.5南北綠燈亮I0．６正常/強制選擇Q０.６南北黃燈亮3-３I/O分配3.7ＰLC系統(tǒng)選型通過對系統(tǒng)控制要求的分析可知，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點7點,開關(guān)量輸出點7點，所以選用CPU2２4(14DＩ/10ＤＯ）可以滿足要求.3.8控制系統(tǒng)原理圖此控制系統(tǒng)主要以ＰLC為主控制器,附加簡單的外圍器件組成.控制原理如圖所示:1LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.32LQ0.4Q0.5Q0.6=NL11LQ0.0Q0.1Q0.2