【正文】 環(huán)包括自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等階段。 圖 可編程控制器系統(tǒng)組成 電梯 PLC 的控制系統(tǒng)主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。 圖 報警 鳴笛畫面仿真 圖 報警 鳴笛畫面仿真 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 42 4 基于組態(tài)軟件和 PLC 的 車道控制 仿真系統(tǒng)設計 可編程控制器的組成 可編程控制器 (PLC)作為電梯的控制核心，它是綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術的一種工業(yè)自動控制裝置。因此，在組態(tài)畫面設計中添加警報鳴笛畫面。并且在報警模板中設置報警畫面帶有“確認”按鈕、“文本信息”按鈕。將超重變量設置為“模擬量報警”。報警出現(xiàn)時，它將顯示在畫面上，報警消失時，它也隨之顯示。 2． 報警窗口 在畫面模板中組態(tài)的報警窗口將成為項目中所有畫面的一個元件，較大尺寸的報警窗口可以同時顯示多個報警。報警組還可確認是否以及在何處記錄相應的報警。 3． 報警的觸發(fā) 對于離散量報警，報警的觸發(fā)為變量內的某個位。 操作員注釋可包含多個輸出域，用于變量或文本列表的當前值。 有 兩種類型的系統(tǒng)報警： 1） HMI 設備觸發(fā)的系統(tǒng)報警：如果出現(xiàn)某種內部狀態(tài)，或者與 PLC 通信時出現(xiàn)錯誤，由 HMI 設備觸發(fā) HMI 報警系統(tǒng)。自定義報警和系統(tǒng)報警都可以由 HMI 設備或 PLC 來處罰，在 HMI設備上顯示。 根據(jù)報警的種類，自定義報警可分為以下三種： 1)錯誤：用于離散量和模擬量報警，指示緊急的或危險的操作和過程狀態(tài)，這類報警必須確認。 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 36 一、 報警的分類 1． 自定義報警 自定義報警是用戶組態(tài)的報警，用來在 HMI 設備上顯示過程狀態(tài)，或者測量和報告從 PLC 接收到的過程數(shù)據(jù)。演示見圖 圖 統(tǒng)計清零變量設置 基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 35 圖 統(tǒng)計清零 組態(tài)演示 一 圖 統(tǒng)計清零 組態(tài)演示二 報警仿真 報警是用來指示控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的事件或操作狀態(tài)。該計數(shù)功能將使用到 WinCC flexible 中函數(shù)IncreaseValue，其作用是對指定變量增加指定數(shù)值，完成數(shù)據(jù)的疊加。按鈕為：“棚燈”“霧燈”。因此，只需將信號燈的變量設置到按鈕“欄桿起落”的事件“按下” 的函數(shù)值 InvertBit中，即可用該按鈕的按下事件控制信號燈的轉換。因此將按鈕“欄桿起落”的單擊事件函數(shù) 2 設置為 InvertBit 函數(shù)，其函數(shù)對象即為控制攝像機活動的變量“攝像機”。通過此設置，畫面中欄桿的起落將由按鈕“欄桿起落”控制。將欄桿的事件變量設置為 bool 類型變量“欄桿落”。 在費額顯示組態(tài)中，首先將變量費額顯示定義為輸入 /輸出域變量， int 類型。 通過轉化后計算公式為 合法裝載 X = (Y 0)/ （元）； 超限裝載 X =(*限重 )/（元） 組態(tài)過程見下圖 、圖 。在車輛費額統(tǒng)計的計算中，可以用函數(shù) InverseLinearScaling 進行計算。下同。并虛擬演示合法裝載和超限 30%的兩種情況。并在該鍵盤功能中實現(xiàn)車 型與金額的關聯(lián)。超限 50%－ 100%（含 100%）合法裝載部分和超限 30％以內（含）部分，按“超限 30%以內（含 30%）” 收費標準計，其余部分按 元 /噸 超限 10%以上部分按 元 /噸公里線性遞減到 元 /噸 5 噸至15 噸（含） 元 /噸具體分為大客車，小客車，中客車，特貨，特種車輛等。費用共分為入口費和里程費。 圖 將小車設置水平動畫建立變量 基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 25 圖 設置通過按鈕為編輯位 圖 車輛等待進入車道收費島 圖 車輛駛入收費島 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 26 圖 車輛駛出收費島 車 輛收費 仿真 一． 車輛型號判斷功能 我國高速公路常用的收費標準有兩種。在編輯位函數(shù)中，選擇反轉指定變量值選項（ InvertBitInTag）。同時設置其變量，新建變量 _1 為關聯(lián)變量。 在車輛通過畫面組態(tài)設計中，演示了汽車進站前，欄桿落下。包括車道控制機系統(tǒng)的所有內部外部設備的演示和虛擬運行畫面。起始歡迎畫面見圖 。 在組態(tài)畫面中，首先設置起始畫面。在此狀態(tài)中，操作員可手動控制棚燈、霧燈及報警燈的開閉。接收車型判斷，收費判斷。所謂的純軟件仿真，是指不用硬件 (PLC)和 PLC 的用戶程序實現(xiàn)對虛擬 車道 的控制，而是用組態(tài)軟件的命令語言編寫的用戶程序來實現(xiàn)對虛擬 車道 的控制。 圖 新建 項目 向導 圖 選擇項目類型 向導 基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 19 圖 設備選擇 向導 圖 項目向導輸入項目有關信息圖 二．創(chuàng)建用戶定義的變量 在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中點擊“ 通訊 變量 添加變量 ”圖標，右側的內容顯示區(qū)會顯示當前工程中定義的變量。 選擇 HMI 設備和 PLC。 ? 報警，用來指示 HMI 設備上車道控制機系統(tǒng)的操作狀態(tài)。 WinCC flexible 提供了與 SIMATIC 產品系列和 SIMOTION 產品系列非常成熟的集成功能。 三、 WinCC flexible Runtime 在運行時，操作員可以監(jiān)控過程。 WinCC flexible 采用模塊化的設計。 WinCC flexible 選件。 WinCC flexible 版本決定了在 SIMATIC HMI 系列中可以組態(tài)哪些 HMI設備。策略相當于高級計算機語言中的函數(shù)，是經過編譯后可執(zhí)行的功能實體。組態(tài)軟件與 I/O設備之間通常通過 :串行通信方式 (支持 Modem遠程通 信 )、板卡方式、網(wǎng)絡節(jié)點方式、適配器方式、 DDE 方式、 OPC 方式、 ODBC方式等進行數(shù)據(jù)交換。工控組態(tài)軟件的核心 部件，是數(shù)據(jù)處理中心及構建分布式應用系統(tǒng)的基礎，它負責實時數(shù)據(jù)運算與處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警處理、數(shù)據(jù)服務請求處理等。靜態(tài)圖形設計，利用組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素線、填充形狀、文本及設備圖庫，在組態(tài)環(huán)境中“組合”工程的模擬靜態(tài)畫面。 通信及第三方程序接口組件是開放系統(tǒng)的標志，是組態(tài)軟件與第三方程 序交互及實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)訪問的重要手段之一。 4．報警信號的處理與記錄 發(fā)生報警時及時將報警信息以聲音、圖像的方式通知給操作人員，并記錄報警信息，以備以后檢索。通過組態(tài)使來自現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)與計算機圖形畫面上的各元素關聯(lián)起來。只需在圖形對象的屬性對話框中選擇各種屬性，設置有關的參數(shù)，通過內部數(shù)據(jù)連接實現(xiàn)被控對象的屬性與 I/O 設備的實時數(shù)據(jù)的邏輯連接。 三． 系統(tǒng)電氣圖 圖 系統(tǒng)電氣圖南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 14 3 純軟件 車道控制機 綜合系統(tǒng)的設計 組態(tài)軟件簡介 一 ．組態(tài)軟件的功能 組態(tài)軟件的使用者是自動化工程設計人員。系統(tǒng)性能是系統(tǒng)集成中最重要的因素之一。 2．可靠性和穩(wěn)定性。 3．系統(tǒng)集成應達到的基本目標是實現(xiàn) 車道控制系統(tǒng) 相關子系統(tǒng)的聯(lián)動和協(xié)同運作。簡單地說，系統(tǒng)集成就是借助于系統(tǒng)支撐平臺對相關軟件、硬件以及多元 化信息進行綜合和統(tǒng)一的過程、這里的系統(tǒng)平臺是指支撐應用系統(tǒng)開發(fā)和運行的環(huán)境。 (4)事故廣播。 由設置 在各重點防火區(qū)域的 火災探測器 和溫度感應器、區(qū)域報警控制單元 等組成火災自動報警系統(tǒng)。集中報警系統(tǒng)裝設在收費站主控制室。見圖例 ，圖為山東泰安海闊交通器材廠產品樣例。見圖例 ，圖為陜西鉅秦科技有限公司產品樣例。提供必要的警示引導作用。 其由車道控制機控制，當操作員通過操作員鍵盤發(fā)出開啟或關閉指令，車道控制機即通過控制電路開啟或關閉雨棚燈。 圖為廈門信達光電公司生產費額顯示器樣例。顯示屏與車道控制機和上位機相連接，將數(shù)據(jù)通過數(shù)字形式轉換成電平信號傳達給譯碼管，最后由數(shù)碼管顯示。 5． 考勤記錄功能。 (3)將收費費額數(shù)據(jù)信息保存至計算機并講統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息上傳至上級網(wǎng)絡。并且通過計算機內捕捉記錄到的車輛信息，違章情況，及時向上基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 9 級計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)，做到實時同步，防止同一車輛在同一封閉路段內違章多次處理。本文中采取我國普通高速公路收費中常用的一種收費標準，結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算其過路費用。 1． 車型判斷。 [3] 圖 龍芯智業(yè)稱重系統(tǒng)原理 圖 基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 7 圖 龍芯智業(yè)稱重系統(tǒng)工作原理 圖 操作員鍵盤與費額顯示屏 一． 操作員鍵盤 操作員鍵盤是車道控制機系統(tǒng)的人機界面部分，操作員通過操作員鍵盤運行車道控制系統(tǒng)。另外可增加攝像系統(tǒng)對超限車輛進行圖片抓拍和車牌識別，將超限超重車輛的動態(tài)稱重數(shù)據(jù)和圖片以及相應的車牌傳給上位計算機 。并可實時監(jiān)控車道畫面，對違章沖卡車輛采取抓拍動作。由圖像采集卡控制，捕捉拍攝經過車輛圖像 2． 圖像采集卡 。 5． 自動欄桿 手動 關閉或根據(jù)要求 ， 自動欄桿可處于常開狀態(tài) 圖像采集設備與稱重模塊 一、 圖像采集設備 收費站卡口系統(tǒng)是在汽車牌照識別技術的基礎上結合高清卡口系統(tǒng)或基于工控機卡口系統(tǒng)的一套完整的應用系統(tǒng)。 1． 自動欄桿機主要由控制模塊、電機、感應器及欄桿、主機箱構成。 上位機同 時記錄下一次車輛通過，并將接收到的圖像信息，統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析完成得到的車輛信息保存至計算機，并在一定的時間內上傳至聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，以備查看。該圖像信息將自動上傳保存至上位 計算機。 1． 檢測車輛通過完成并計數(shù) 車輛檢測器主要通過線圈檢測車輛壓過，完成車輛通過次數(shù)計數(shù)，將感應線圈放置在車道上，每當一輛車經過記一次數(shù)。 2 車道控制機 基本設備及其控制 車輛檢測器及自動欄桿 一．車輛檢測器 控制功能綜述 車輛檢測器 是在 每條 收費車道出口處的路面下埋設環(huán)形線圈檢測器，用于統(tǒng)計駛出車道的車輛數(shù)和控制自動欄桿 。 [1] 論文的主要研究內容 基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 3 本課題是利用組態(tài)軟件“ WinCC”作為軟件開發(fā)平臺，將 車道控制機 的各控制子系統(tǒng)作為對象，設計監(jiān)視控制畫面，研究基于 PLC 的 車道控 制 組態(tài)設計；通過組態(tài)軟件與 PLC 的實時通信，實現(xiàn)對 PLC 控制的 車道收費系統(tǒng) 的模擬。 WinCC 提供了OLE,DDE,ActiveX， OPC 服務器和客戶機等接口或控件，可以很方便地與其他應用程序交換數(shù)據(jù)。 3． 可靈活裁剪，由簡單任務擴展到復雜任務。 WinCC 的主要性能特點： 1． 創(chuàng)新軟件技術的使用。它集成了 SCADA、組態(tài)、腳本（ Script）語言和 OPC 等先進技術，為用戶提供了Windows 操作系統(tǒng)（ Windows 20xx 或 XP）環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。 我國目前尚未對車道控制機出臺專項 國家標準，但車道控制機作為高速公路收費系統(tǒng)的核心設備，必須以可靠、穩(wěn)定、高效的系統(tǒng)要求為設計準則， 從而達到精確管理車輛的目的。 車道控制機則可由不同種類的控制器或控制設備完成，例如 PLC、工控機、單片機等。s internal and external ponents is overall structure of the system is determined based on the analysis of the roadway controller system39。 本文重點對 車道收費流程 控制方案進行了深入而詳細的討論，并提出了基于PLC 的 車道控制 組態(tài)設計 。基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 I 摘 要 本文在全面討論 車道控制機技術 的基礎上，深入研究了其中的 控制 系統(tǒng)結構 。 在分析 車道控制 系統(tǒng)功能的基礎上，確定了系統(tǒng)的整體結構。 關鍵詞 車道控制 ， WinCC， PLC Abstract On the basis of the prehensive discussion of roadway controller technology,this paper presents a thorough study of the control system the Angle of system design,one scheme is proposed based on discussed the design of the roadway controller system and its software and hardware configuration through the configuration software “WinCC”.And an integrated