【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(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。 圖 報(bào)警 鳴笛畫面仿真 圖 報(bào)警 鳴笛畫面仿真 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 4 基于組態(tài)軟件和 PLC 的 車道控制 仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的一種工業(yè)自動(dòng)控制裝置。因此，在組態(tài)畫面設(shè)計(jì)中添加警報(bào)鳴笛畫面。并且在報(bào)警模板中設(shè)置報(bào)警畫面帶有“確認(rèn)”按鈕、“文本信息”按鈕。將超重變量設(shè)置為“模擬量報(bào)警”。報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，它將顯示在畫面上，報(bào)警消失時(shí)，它也隨之顯示。 2． 報(bào)警窗口 在畫面模板中組態(tài)的報(bào)警窗口將成為項(xiàng)目中所有畫面的一個(gè)元件，較大尺寸的報(bào)警窗口可以同時(shí)顯示多個(gè)報(bào)警。報(bào)警組還可確認(rèn)是否以及在何處記錄相應(yīng)的報(bào)警。 3． 報(bào)警的觸發(fā) 對(duì)于離散量報(bào)警，報(bào)警的觸發(fā)為變量內(nèi)的某個(gè)位。 操作員注釋可包含多個(gè)輸出域，用于變量或文本列表的當(dāng)前值。 有 兩種類型的系統(tǒng)報(bào)警： 1） HMI 設(shè)備觸發(fā)的系統(tǒng)報(bào)警：如果出現(xiàn)某種內(nèi)部狀態(tài)，或者與 PLC 通信時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，由 HMI 設(shè)備觸發(fā) HMI 報(bào)警系統(tǒng)。自定義報(bào)警和系統(tǒng)報(bào)警都可以由 HMI 設(shè)備或 PLC 來處罰，在 HMI設(shè)備上顯示。 根據(jù)報(bào)警的種類，自定義報(bào)警可分為以下三種： 1)錯(cuò)誤：用于離散量和模擬量報(bào)警，指示緊急的或危險(xiǎn)的操作和過程狀態(tài)，這類報(bào)警必須確認(rèn)。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 一、 報(bào)警的分類 1． 自定義報(bào)警 自定義報(bào)警是用戶組態(tài)的報(bào)警，用來在 HMI 設(shè)備上顯示過程狀態(tài)，或者測量和報(bào)告從 PLC 接收到的過程數(shù)據(jù)。演示見圖 圖 統(tǒng)計(jì)清零變量設(shè)置 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 35 圖 統(tǒng)計(jì)清零 組態(tài)演示 一 圖 統(tǒng)計(jì)清零 組態(tài)演示二 報(bào)警仿真 報(bào)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(jì)數(shù)功能將使用到 WinCC flexible 中函數(shù)IncreaseValue，其作用是對(duì)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(hào)燈的變量設(shè)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(hào)燈的轉(zhuǎn)換。因此將按鈕“欄桿起落”的單擊事件函數(shù) 2 設(shè)置為 InvertBit 函數(shù)，其函數(shù)對(duì)象即為控制攝像機(jī)活動(dòng)的變量“攝像機(jī)”。通過此設(shè)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(shè)置為 bool 類型變量“欄桿落”。 在費(fèi)額顯示組態(tài)中，首先將變量費(fèi)額顯示定義為輸入 /輸出域變量， int 類型。 通過轉(zhuǎn)化后計(jì)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(fèi)額統(tǒng)計(jì)的計(jì)算中，可以用函數(shù) InverseLinearScaling 進(jìn)行計(jì)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(shí)現(xiàn)車 型與金額的關(guān)聯(lián)。超限 50%－ 100%（含 100%）合法裝載部分和超限 30％以內(nèi)（含）部分，按“超限 30%以內(nèi)（含 30%）” 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)，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(fèi)用共分為入口費(fèi)和里程費(fèi)。 圖 將小車設(shè)置水平動(dòng)畫建立變量 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 25 圖 設(shè)置通過按鈕為編輯位 圖 車輛等待進(jìn)入車道收費(fèi)島 圖 車輛駛?cè)胧召M(fèi)島 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 車輛駛出收費(fèi)島 車 輛收費(fèi) 仿真 一． 車輛型號(hào)判斷功能 我國高速公路常用的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)有兩種。在編輯位函數(shù)中，選擇反轉(zhuǎn)指定變量值選項(xiàng)（ InvertBitInTag）。同時(shí)設(shè)置其變量，新建變量 _1 為關(guān)聯(lián)變量。 在車輛通過畫面組態(tài)設(shè)計(jì)中，演示了汽車進(jìn)站前，欄桿落下。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)行畫面。起始?xì)g迎畫面見圖 。 在組態(tài)畫面中，首先設(shè)置起始畫面。在此狀態(tài)中，操作員可手動(dòng)控制棚燈、霧燈及報(bào)警燈的開閉。接收車型判斷，收費(fèi)判斷。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)軟件的命令語言編寫的用戶程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬 車道 的控制。 圖 新建 項(xiàng)目 向?qū)? 圖 選擇項(xiàng)目類型 向?qū)? 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 19 圖 設(shè)備選擇 向?qū)? 圖 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。 選擇 HMI 設(shè)備和 PLC。 ? 報(bào)警，用來指示 HMI 設(shè)備上車道控制機(jī)系統(tǒng)的操作狀態(tài)。 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。 三、 WinCC flexible Runtime 在運(yùn)行時(shí)，操作員可以監(jiān)控過程。 WinCC flexible 采用模塊化的設(shè)計(jì)。 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(shè)備。策略相當(dāng)于高級(jí)計(jì)算機(jī)語言中的函數(shù)，是經(jīng)過編譯后可執(zhí)行的功能實(shí)體。組態(tài)軟件與 I/O設(shè)備之間通常通過 :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。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。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，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(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)訪問的重要手段之一。 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、圖像的方式通知給操作人員，并記錄報(bào)警信息，以備以后檢索。通過組態(tài)使來自現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來。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。 三． 系統(tǒng)電氣圖 圖 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） 14 3 純軟件 車道控制機(jī) 綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 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(dòng)化工程設(shè)計(jì)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(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。簡單地說，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)一的過程、這里的系統(tǒng)平臺(tái)是指支撐應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行的環(huán)境。 (4)事故廣播。 由設(shè)置 在各重點(diǎn)防火區(qū)域的 火災(zāi)探測器 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)。集中報(bào)警系統(tǒng)裝設(shè)在收費(fèi)站主控制室。見圖例 ，圖為山東泰安海闊交通器材廠產(chǎn)品樣例。見圖例 ，圖為陜西鉅秦科技有限公司產(chǎn)品樣例。提供必要的警示引導(dǎo)作用。 其由車道控制機(jī)控制，當(dāng)操作員通過操作員鍵盤發(fā)出開啟或關(guān)閉指令，車道控制機(jī)即通過控制電路開啟或關(guān)閉雨棚燈。 圖為廈門信達(dá)光電公司生產(chǎn)費(fèi)額顯示器樣例。顯示屏與車道控制機(jī)和上位機(jī)相連接，將數(shù)據(jù)通過數(shù)字形式轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)傳達(dá)給譯碼管，最后由數(shù)碼管顯示。 5． 考勤記錄功能。 (3)將收費(fèi)費(fèi)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)。并且通過計(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) 9 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。本文中采取我國普通高速公路收費(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)算其過路費(fèi)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(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 7 圖 龍芯智業(yè)稱重系統(tǒng)工作原理 圖 操作員鍵盤與費(fèi)額顯示屏 一． 操作員鍵盤 操作員鍵盤是車道控制機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)界面部分，操作員通過操作員鍵盤運(yùn)行車道控制系統(tǒng)。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) 。并可實(shí)時(shí)監(jiān)控車道畫面，對(duì)違章沖卡車輛采取抓拍動(dòng)作。由圖像采集卡控制，捕捉拍攝經(jīng)過車輛圖像 2． 圖像采集卡 。 5． 自動(dòng)欄桿 手動(dòng) 關(guān)閉或根據(jù)要求 ， 自動(dòng)欄桿可處于常開狀態(tài) 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)。 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。 上位機(jī)同 時(shí)記錄下一次車輛通過，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)上傳至聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，以備查看。該圖像信息將自動(dòng)上傳保存至上位 計(jì)算機(jī)。 1． 檢測車輛通過完成并計(jì)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(jì)數(shù)，將感應(yīng)線圈放置在車道上，每當(dāng)一輛車經(jīng)過記一次數(shù)。 2 車道控制機(jī) 基本設(shè)備及其控制 車輛檢測器及自動(dòng)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(fèi)車道出口處的路面下埋設(shè)環(huán)形線圈檢測器，用于統(tǒng)計(jì)駛出車道的車輛數(shù)和控制自動(dòng)欄桿 。 [1] 論文的主要研究內(nèi)容 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 3 本課題是利用組態(tài)軟件“ WinCC”作為軟件開發(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)視控制畫面，研究基于 PLC 的 車道控 制 組態(tài)設(shè)計(jì)；通過組態(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。 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)。 3． 可靈活裁剪，由簡單任務(wù)擴(kuò)展到復(fù)雜任務(wù)。 WinCC 的主要性能特點(diǎn)： 1． 創(chuàng)新軟件技術(shù)的使用。它集成了 SCADA、組態(tài)、腳本（ Script）語言和 OPC 等先進(jìn)技術(shù)，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(duì)車道控制機(jī)出臺(tái)專項(xiàng) 國家標(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。 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)、單片機(jī)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(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) ?；?PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) I 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) 。 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)。 關(guān)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