基于PLC与组态王的交通灯设计.docx
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基于PLC与组态王的交通灯设计
电气信息工程学院
大作业/论文
11—12学年第二学期
课题名称基于PLC与组态王的交通灯设计
姓名周浩
学号********
班级09东电气1
成绩
基于PLC与组态王的交通灯设计
[摘要]
随着社会的发展，人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加,人多、车多道路少的道路交通状况已经很明显了。
交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁。
据统计研究表明:
在世界总人口中，每年有将近19/100000的人死于交通事故，这个数字可与战争中的死亡人数相比。
车辆的增加反映出了国家的整体进步，但是也给人民带来了其他的一些负面的影响。
今后几年机动车辆数字还在急剧增加，道路超负荷承载，致使交通事故逐年增加。
在一个交通十字路口，如果还是像以前一样由单纯的一种信号灯和交通警察的协调来维持交通是不够的。
因此，我们根据题目的要求基于新型的交通规则进行设计交通控制系统，制成更为合理的交通信号灯及其附加功能。
为满足设计的需要，以选出目前在元件性能、价格等方面最为实际可行的器件来完成交通灯控制系统的制作。
交通灯的基本功能以三菱小型PLC为核心利用驱动能力很强的CD4511来扩展数码管，并使用组态软件组态交通灯系统进行监控。
制成的成品根据实际情况在基本的交通灯基础上还做了不少改进，使整个交通更为合理、更加井然有序减少路况发生。
此外，我们的程序可根据不同时段对主要交通方向的信号进行调整，以适合如高峰期或特殊情况下的交通需求。
这样可减少繁忙路线多数的交通混乱。
这在很大程度上给人们的生活带来了便利，减少严重交通事故的发生。
关键词:
交通灯PLC组态监控
Abstract
Alongwithsociety'sdevelopment,people'sconsumptionlevelunceasingenhancement,personalvehiclesunceasingincrease,thehumanaremany,thevehiclemulti-pathfewroadtrafficconditionwasveryalreadyobvious.Thetrafficaccidentfrequencysends,posestheenormousthreattothehumanitysafety.Accordingtothestatisticalsurveyindicated:
Intheworldtotalpopulation,willhavethenearly19/100000persontodieeveryyearofthetrafficaccident,thisdigitmaycomparewithwar'sincasualty.Thevehiclesincreasethereflectionstudyabroadfamily'swholeprogress,buthasalsobroughtothernegativeinfluencestothepeople.jinhoujinianthemotorvehicledigitalsoinsharpgrowth,thepathexcessloadloadbearing,thecausetrafficaccidentyearbyyearincreases.Inatransportationintersection,iflookedlikebeforemaintainedthetransportationbythepureonekindofsignallightandtrafficpolice'scoordinatedisequallyinsufficient.Therefore,weactaccordingtothetopictherequesttocarryonthedesigntrafficcontrolsystembasedonthenewtrafficregulations,makesthemorereasonablestreet-trafficcontrollightsandtheadditionalfunction.Inordertosatisfythedesigntheneed,selectspresentinthepartperformance,thepriceandsoonaspectmostfeasiblecomponentscompletesthetrafficlightcontrolsystem'smanufacture.Trafficlight'sbasicfunctionasthecoreexpandsthenixietubetakeMitsubishismallPLCusingdrivingforceverystrongCD4511,andusestheconfigurationsoftwareconfigurationtrafficlightsystemtocarryonthemonitoring.Makestheendproductbasisactualsituationhasalsomademanyimprovementsinthebasictrafficlightfoundation,causestheentiretransportationtobemorereasonable,themoresystematicreducedstateofroadsoccurrence.Inaddition,ourproceduremayactaccordingtothedifferenttimeintervaltomaketheadjustmenttothemaintrafficdirectionsignal,suitslikeinthepeakorthepeculiarcircumstancetransportationdemand.Thismayreducethebusyroutemosttrafficdisturbances.Thisgavepeople'slifetobringtheconveniencetoagreatextent,reducedtheserioustrafficaccident'soccurrence.
keyword:
TrafficlightPLCconfigurationmonitoring
1、引言
组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。
通常情况下，建立一个组态王应用工程大致可以分为一下几个步骤：
1）创建新工程
2）定义硬件设备并添加工程变量
3）制作图形画面并定义动画连接
4）编写命令语言
5）进行运行系统的配置
6）保存工程并运行
本次实验将运用组态王对交通灯进行一个设计，实现对交通灯的监控。
2、交通灯电路工作原理
2.1实验原理及电路
十字路口交通信号灯在我们日常生活中经常可以遇到，其控制通常采用数字电路控制或单片机控制都可以达到目的，这里我们用PLC对其进行控制。
右图为交通灯演示模块：
下图为十字路口两个方向交通灯自动控制工作波形图：
2.2交通灯控制的I/O地址分配如下表所示：
输入
输出
器件
说明
器件
说明
X0
启动
Y0
南北红灯
X1
停止
Y1
东西黄灯
X3
S1
Y2
东西红灯
X4
S2
Y4
南北绿灯
X5
S3
Y5
南北黄灯
X6
S4
Y6
东西绿灯
2.3交通灯电气接口图
2.4实验内容及步骤
1.编写PLC程序，触摸屏程序，可参照参考程序，并检查，保证正确。
2.按照电气接口图接线。
3.下载与触摸屏程序PLC程序。
4.置PLC于运行状态，按下启动键，观察交通灯状态。
5.试验结束后，关闭电源，整理实验器材
3.1创建新工程
选择菜单“文件\新建工程”或单机“新建”按钮，弹出“新建工程向导之一”对话框，如图
单击“下一步”继续，弹出“新建工程向导之二”对话框，输入“交通灯”，如图
新建工程向导之二
单击“下一步”继续，弹出“新建工程向导之三”对话框，在工程名称里输入我的学号：
********，点击完成，如图
新建工程向导之三
工程管理器
3.2定义设备与变量
组态王把那些需要于交换数据的设备或程序都作为外部设备。
外部设备包括下位机，它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计算机。
只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。
为了方便定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”，引导用户一步步完成设备的连接。
3.3外部设备的定义
组态王支持的硬件设备包括：
plc、智能模块、板卡、智能仪表、变频器等。
工程人员可以把每一台下位机看成一种设备，不必关心具体的通信协议，只需在组态王的设备库中选择设备的类型，然后按照“设备配置向导”的提示一步步完成安装即可，使驱动程序的配置更加方便。
在工程浏览器的目录显示区，用鼠标左键单击大纲项设备下的成员板卡，则在目录内容显示区出现“新建”图标，如图
工程浏览器——办卡建立
用左键双击“新建”图标后，弹出“设备向导”列表对话框；或者用右键单击，则弹出浮动式菜单，选择菜单命令“新建板卡”，也弹出“设备配置向导”列表对话框，如图
设备配置向导——生产厂家
设备配置向导——生产厂家
设备配置向导——逻辑名称
设备配置向导——选择串口符号
注：
可以通过查看桌面“我的电脑”右击选择管理查看设备管理器来确定PLC与计算机的连接端口
设备配置向导——设备地址设置指南
通信参数
设备配置向导——信息总结
3.4数据变量的定义
在组态王中，变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录所有用户可使用的数据变量的详细信息。
而“数据词典”就位于组态王工程浏览器中的“数据库”项的下拉列表中。
对交通灯数据变量定义如图
3.5报警定义
点击左边界面中的数据库中的数据词典，新建工程中需要的数据词Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、X0、X1、数秒以及次数，其中次数为报警。
在报警选项中点击，新建“报警”工程。
4、制作图形画面
根据交通灯模版来制作交通灯图形画面，如图
4.1建立新画面
新画面的建立，输入画面名称交通灯，点击确定，进入开发系统，如图
开始绘制交通灯图，这是我考试时绘制的图，如图
5、变量的关联
所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。
对R1进行关联
对Y1进行关联
对G1进行关联
对事件命令语言的的编辑
6、在画面工程中，创作交通灯的动画，并设置按钮，灯的动画关联。
基本动画创建结束后，点击右上角“全部存”，“切换到view”，打开“交通灯”就可以警醒模拟演示。
演示结果为按启动按钮，南北红灯先亮，东西绿灯先亮。
间隔5秒，东西黄灯亮！
一秒后，南北绿灯亮，东西红灯亮。
7、制作报警系统与历史曲线
编写报警程序：
打开事件命令语言，在“事件描述：
\\本站点\Y0=1；\\本站点\Y5=1”发生时，输入if（\\本站点\计数==10）
\\本站点\计数==0；
Else
\\本站点\计数=\\本站点\计数=1；
7.1关于报警窗口的设置
点击图中右边工具栏中的“报警窗口”按钮。
在图中画出一个报警窗口，双击窗口，弹出设置窗口。
在“列属性”中，选择不需要的选出；在条件属性中，选择“报警服务器名”为“本站点”，“报警信息源站点”选择“本站点”，“报警组”中选择之前创建的“报警”；
7.2关于实时趋势曲线设置
在图中右边工具栏中选择“实时趋势曲线”按钮，在图中画出实时趋势曲线的窗口图。
双击曲线图，弹出设置窗口，在“曲线1”中点击“？
”，选择\\本站点\次数。
7.3关于历史趋势曲线
点击图中工具栏“插入通用控件”，选择“历史趋势曲线”。
在图中画出历史趋势曲线图，点击右键，点击“控件属性”弹出设置窗口，点击“增加”，选择本站点。
8、实验结果与分析
南北红灯，东西绿灯；5秒后，东西黄灯；1秒后，南北绿灯，东西红灯；以此类推……
同时，从绿灯亮起时算起，绿灯亮三次后报警
9、结论体会
组态王这款软件实用性很高，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
在邢老师的带领下初步掌握了这款软件，但是充分掌握这款软件还很困难，以后还要多多练习。
10、参考文献
[1]韩晓新，邢绍邦，刘海燕.从基础到实践——PLC与组态王.北京：
机械工业出版社，2011.
[2]韩晓新.三菱FX系列PLC基础及应用.北京：
机械工业出版社，2010.
[3]刘恩德，计算机工程与设计.国内统一刊号：
11-1775/TP
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