十字交通灯控制系统.docx

1、十字交通灯控制系统现场总线与组态技术 课 程 设 计 报 告题 目： 十字交通灯控制系统 专业班级：11生产过程自动化1班 学 号： 1106160146 姓 名： 陆 辉 指导教师： 汪 岚 设计时间： 2012年12月4日 目录1. 前言 32. 设计内容与要求 32.1设计内容 32.2设计要求 43. 项目画面的设计 43.1创建用户窗口 43.2建立实时数据 53.3用户窗口动态设计 63.4循环策略属性设置 114. 项目运行效果 125. 设计总结 146. 参考文献 157. 附录 161.前 言MCGS是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件

2、系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制。组态控制技术构成的计算机测控系统与一般的计算机测控系统在结构上没有本质的区别。他们由被控对象、传感器、I/O接口、计算机和执行结构几部分组成。MCGS组态软件包括三个版本：分别是网络版、通用版、嵌入版。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合；可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统。如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块、无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。利用 MCGS 组态软件作为程序开发平台，组

3、成一个简单实用的十字路口交通灯控制系统，以解决路口人行横道中行人闯红灯而引起的交通安全问题。2.设计内容与要求2.1设计内容本次试验项目采用的是MCGS（通用版）,通用版主要功能是全中文可视化组态软件，简洁、大方，使用方便灵活。利用 MCGS 组态软件作为程序开发平台，组成一个简单实用的十字路口交通灯控制系统，以解决路口人行横道中行人闯红灯而引起的交通安全问题。2.1.1 MCGS软件介绍MCGS软件是一个应用系统由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分组成。组态工作开始时，系统只为用户搭建了一个能够独立运行的空框架，提供了丰富的动画部件与功能部件。如果要完成一个实际的应用

4、系统，应主要完成以下工作：首先，要象搭积木一样，在组态环境中用系统提供的或用户扩展的构件构造应用系统，配置各种参数，形成一个有丰富功能可实际应用的工程；然后，把组态环境中的组态结果提交给运行环境。运行环境和组态结果一起就构成了用户自己的应用系统。2.1.2 交通灯的控制要求交通灯对我们人类来说是个必不可少的交通信号工具，它关系着我们的人身安全。尤其在大城市里，绝容不得有半点失误。本课题的控制要求如下： 信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，南北红灯和东西绿灯亮12S，当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭；南北红灯与东西绿灯亮维持12秒，四个方向的黄灯都亮5S，黄灯亮5S

5、后就到黄灯闪烁3S，之后就到南北绿灯和东西红灯亮维持12S，接着黄灯亮5S，黄灯闪烁3S，周而复始。2.1.3 交通灯的控制面版图1 用户组态画面2.2设计要求通过对MCGS的简单操作，实现信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，南北红灯和东西绿灯亮12S，当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭；南北红灯与东西绿灯亮维持12秒，四个方向的黄灯都亮5S，黄灯亮5S后就到黄灯闪烁3S，之后就到南北绿灯和东西红灯亮维持12S，接着黄灯亮5S，黄灯闪烁3S，周而复始。3. 项目画面的设计及运行3.1 创建用户窗口双击打开，点击文件的新建工程，再点击用户窗口。选择新建窗口，会生成，选

6、中该窗口0，点击窗口属性，修改其窗口属性如下图2所示。点击确认就设置完毕了。图2 用户窗口属性设置图3 用户窗口3.2 建立实时数据库(1)单击工作台中的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。(2)单击“新增对象” 按钮，在窗口的数据对象列表中，增加了一个名为“Data1”的对象，双击进入“Data1”的属性栏，把“Data1”改名为“南北红灯”,类型为“开关型”。(3)重复上述步骤，共设置其它变量，并正确设置其属性，如图4所示。图4 实时数据库3.3 用户窗口动画组态设计(1)先确定控制界面的整体布局，然后点击工具栏中的“对象元件库管理”，在弹出的窗口中，选择相应的小车，树木，显示灯

7、等元件，如图5所示。(2)最后再微调各元件的位置，做到布局合理，最终如图1所示。图5 元件库管理(3)参数设置 红绿灯属性设置，如图6所示，相同的步骤设置其余方向的红绿灯。图6 红绿黄灯属性设置 小车属性设置,如图7、图8所示 ，相同的步骤方法设置其他方向的小车。图7东西方向车辆属性设置图8 南北方向车辆属性设置 小女孩属性设置,如图9-图12所示 ，相同的步骤方法设置其他方向的小车。 图9 小女生属性设置1 图10 小女生属性设置2 图11 小女生属性设置3 图12 小女生属性设置4 启动按钮设置，如图13所示，复位按钮，定时器启动，定时器复位设置于启动按钮设置一样。图13 启动按钮设置 输

8、入框的设置，如图14所示，其他三个输入框设置方法一致。图14 输入框设置3.4 循环策略属性设置(1)单击工作台中的“运行策略”窗口标签，进入策略组态窗口页。(2)双击“循环策略” 按钮，在循环策略下新增策略行。(3)将策略工具箱中的脚本程序和定时器放置到新增策略行中,如图15所示。图15 策略行设置 (4)单击策略属性，将策略执行方式中循环时间修改成200ms,如图16所示。(5)定时器属性设置，如图17所示。 图16 修改循环时间 图17 定时器属性设置4.项目运行效果按下启动按钮，先南北红灯和东西绿灯亮12S，接着黄灯5S，黄灯闪烁3S，东西红灯和南北绿灯12S，黄灯5S，黄灯闪烁3S，

9、如此循环。仿真效果图如图18-图21所示。图18 仿真效果图1图19 仿真效果图2图20 仿真效果图3图21 仿真效果图45.设计总结问题1：进入MCGS界面后，启动按钮如法正常运行及显示。解决方案：在新建启动按钮时，对其属性设置产生错误，本应该对按钮设置为开关量，但却错误的设置为了数据量。故而连接时无法正常连接，以至于在运行时无法正常运行。问题2：小女生属性设置中，仿真运行时同时出现了。解决方案：小女生可见属性设置错误，仔细分析小女孩在那个时间段可见，例如：人1可见其他不可见，脚本程序就可书写，人1=1，人2=0，人3=0，就可实现相对应的可见不可见。问题3：交通灯颜色显示不明显。解决方案：

10、在右界面设置一个控制现实台，只要相对应的灯亮，则可以显示出来，给人一种更直观的享受。参考文献【1】 曹辉，马栋萍，王暄.组态软件技术及应用M，北京：电子工业出版社，2009【2】 龚云新，方立友.工业组态软件使用技术M，北京：清华大学出版，2005【3】 张文明，刘志军.组态软件控制技术M,北京:清华大学出版社，2013【4】 陈贵银.西门子S7-200系列PLC应用技术M，北京：电子工业出版社，2011【5】 袁秀英.组态控制技术M，北京：电子工业出版社，2003附 录十字交通灯脚本成序*定时器控制*IF 启动按钮=1 AND 复位按钮=0 THEN 定时器复位=0 定时器启动=1 ENDI

11、FIF 启动按钮=0 THEN 定时器启动=0 ENDIFIF 复位按钮=1 AND 计时时间=30 THEN 定时器启动=0 ENDIF *控制程序*IF 定时器启动=1 THENIF 计时时间12 THEN 南北红灯=1 东西绿灯=1 人1=0 水平移动量=水平移动量+1 垂直移动量2=垂直移动量2+1 EXITENDIFIF 计时时间17 THEN 南北红灯=0 东西绿灯=0 黄灯=1 垂直移动量1=垂直移动量1+1 人1=1 人3=1 EXITENDIFIF 计时时间20 THEN 黄灯闪烁=1 黄灯=0 EXITENDIFIF 计时时间32 THEN 黄灯闪烁=0 南北绿灯=1 东西红灯=1 垂直移动量=垂直移动量+1 人2=1 人3=0 EXITENDIFIF 计时时间37 THEN 黄灯=1 南北绿灯=0 东西红灯=0 人2=0 人4=1 水平移动量1=水平移动量1+1 EXITENDIFIF 计时时间=40 THEN 黄灯闪烁=0 垂直移动量=0 垂直移动量1=0 垂直移动量2=0 水平移动量=0 水平移动量1=0 定时器复位=1 EXITENDIFENDIF