【正文】 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。將超重變量設(shè)置為“模擬量報(bào)警”。因此，在組態(tài)畫面設(shè)計(jì)中添加警報(bào)鳴笛畫面。 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 掃描過程示意圖 2．輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次讀入所有輸入信號(hào)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映像區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。 PLC 的輸入信號(hào)可以從 PLC 的開關(guān)量輸入端輸入，也可以在組態(tài)軟件的畫面中用鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕來產(chǎn)生。 二、 集成的方法 新創(chuàng)建一個(gè)集成項(xiàng)目，通過 SIMATIC Manager 創(chuàng)建集成的 WinCCflexible 項(xiàng)目 啟動(dòng) WinCC flexible 打開一個(gè)獨(dú)立的 WinCC flexible 項(xiàng)目，在“項(xiàng)目”下拉菜單中點(diǎn)擊“在 STEP7 中集成”，彈出“集成與 STEP7 項(xiàng)目中”對(duì)話框，選擇需要集成的 STEP7 項(xiàng)目名稱，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕，完成將獨(dú)立的 WinCC flexible 項(xiàng)目集成到 STEP7 項(xiàng)目中。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 46 3． 在 STEP7 中定義的符號(hào)表可以在 WinCC flexible 中定義變量時(shí)使用。 虛擬 車道控制機(jī) 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 虛擬 車道 控制系統(tǒng)由 PLC、計(jì)算機(jī)和組態(tài)軟件組成。 PLC不停地循環(huán)執(zhí)行這 3 個(gè)階段的任務(wù)。 可編程控制器 (PLC)是一種以微型計(jì)算機(jī)為主體、具有強(qiáng)大控制功能和抗干擾能力的工業(yè)控制裝置。圖 。當(dāng)按下違章按鈕時(shí)，出現(xiàn)報(bào)警畫面、報(bào)警指示器、報(bào)警窗口。 1． 報(bào)警畫面 報(bào)警畫面主要由報(bào)警視圖組成，較大儲(chǔ)存的報(bào)警視圖可以同時(shí)顯示多個(gè)元素。 2． 編號(hào)報(bào)警 編號(hào)報(bào)警用于識(shí)別報(bào)警。如果在某臺(tái)設(shè)備中或兩臺(tái)設(shè)備之間的通信出現(xiàn)了某種問題或錯(cuò)誤， HMI 設(shè)備或 PLC 將觸發(fā)系統(tǒng)報(bào)警。例如：發(fā)電機(jī)斷路器的接通與斷開、各種故障信號(hào)的出現(xiàn)和消失，都可以用來觸發(fā)離散量報(bào)警。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 一． 車輛計(jì)數(shù)組態(tài)畫面 圖 車輛計(jì)數(shù)的變量設(shè)置 畫面 圖 車輛計(jì)數(shù)仿真 畫面 二． 收費(fèi)統(tǒng)計(jì)組態(tài)畫面 圖 收費(fèi)統(tǒng)計(jì)變量設(shè)置 畫面 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 33 圖 收費(fèi)統(tǒng)計(jì)組態(tài)仿真 畫面 一 圖 收費(fèi)統(tǒng)計(jì)組態(tài)仿真 畫面 二 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 收費(fèi)統(tǒng)計(jì)組態(tài)仿真 畫面 三 三 .計(jì)數(shù)清零功能組態(tài)設(shè)計(jì) 設(shè)置所用計(jì)數(shù)清零按鈕：“計(jì)數(shù)清零”。見圖 。 圖 欄桿變量的設(shè)置 畫面 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 二． 組態(tài)虛擬 攝像機(jī)撲捉畫面 在組態(tài)畫面動(dòng)畫設(shè)計(jì)中，虛擬設(shè)置攝像機(jī)，攝像機(jī)將以閃爍的方式表示其正在工作，不工作時(shí)隱藏。由此，基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 29 費(fèi)額顯示屏即能實(shí)時(shí)反映應(yīng)收費(fèi)用數(shù)額。并且將應(yīng)收費(fèi)用的輸入 /輸出域中所得的結(jié)果數(shù)，同樣關(guān)聯(lián)事件到費(fèi)額顯示屏的輸入 /輸出域中。此外設(shè)置了特種車輛不收費(fèi)通道。超限 100%以上 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 大于 30 噸 ， 按 30 噸計(jì)費(fèi) 超限車輛 超限量小于 10%按照合法裝載車輛的基本費(fèi)率計(jì) 。 載貨汽車計(jì)重收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 裝載情況 與 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 合法裝載小于 5 噸（含） 元 /噸車輛在不超重的情況下，按車型收費(fèi)。在此基礎(chǔ)上，選擇非默認(rèn)系統(tǒng)按鈕，將其設(shè)置為控制汽車通過按鈕，打開其屬性窗 口。系統(tǒng)由上位控制和下位控制兩種 運(yùn)行方式，有控制面板上的選擇開關(guān)設(shè)置。因此為提供一個(gè)友好的界 面，本設(shè)計(jì)將起始畫面設(shè)定為不提供具體控制功能的歡迎畫面。小車完成收費(fèi)，欄桿抬起，信號(hào)燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，車輛通過收費(fèi)站。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 可以用鼠標(biāo)單擊選項(xiàng)卡頂部的屬性標(biāo)簽，選中某一選項(xiàng)卡，定義相應(yīng)的屬性。 單擊“ 使用項(xiàng)目向?qū)?chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目 ”按鈕，彈出 “選擇項(xiàng)目類型 選項(xiàng)” 如圖 所示。 2． 圖像在屏幕上的可視化 3． 過程操作，例如，通過設(shè)置設(shè)定值或打開和關(guān)閉閥門。 每個(gè)選件需要一個(gè)單獨(dú)的許可證。 一、 WinCC flexible 的組件 WinCC flexible 工程系統(tǒng)。 3．通信系統(tǒng)。 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 15 1．人機(jī)界面系統(tǒng)。 3．現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制與參數(shù)調(diào)整。組態(tài)軟件有下列功能： 1．生成圖形畫面。以最小的代價(jià)來最大限度地滿足用戶的需求。 2．系統(tǒng)集成通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種 內(nèi)外部 設(shè)備的集中式管理、分布式管理和設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行。(2)火災(zāi)電話。 集中報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)由一臺(tái)集中報(bào)警控制器和兩臺(tái)以上區(qū)域報(bào)警控制器組成。避免和減少交通事故的發(fā)生。 2． 通過譯碼管和數(shù)碼管的轉(zhuǎn)換將費(fèi)額數(shù)字反映至電子屏上 。 二． 費(fèi)額顯示屏 費(fèi)額顯示屏是為過站車輛提供明確收費(fèi)數(shù)目的電子顯示屏。主要監(jiān)控內(nèi)容包括： (1)綜合車輛情況，給出應(yīng)繳費(fèi)用數(shù)據(jù)，并通過車道控制機(jī) 功能將數(shù)據(jù)顯示在費(fèi)額顯示屏上，使車輛駕駛員獲知繳費(fèi)情況。 2． 超重判斷 。計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)一般由感應(yīng)器、傳感器、稱重平臺(tái)、稱重儀、輪軸判別 (識(shí)別 )器、車輛分離器等設(shè)備組成，當(dāng)車輛進(jìn)入收費(fèi)車道時(shí)，由測(cè)量感應(yīng)器傳感到動(dòng)態(tài)稱重儀，快速檢測(cè)出車輛的軸重和總重等數(shù)據(jù) ，并將數(shù)據(jù)即時(shí)傳輸至車道收費(fèi)系統(tǒng)，收費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和方法，自動(dòng)顯示該車輛的應(yīng)收費(fèi)額。軟件可采用嵌入式，嵌入到車道控制機(jī)內(nèi)，車道監(jiān)控?cái)z像機(jī)和圖像采集卡共同構(gòu)成汽車牌照識(shí)別系統(tǒng)。 3． 自動(dòng)欄桿機(jī)具有防砸車功能，當(dāng)欄桿落下時(shí)有車輛通過，感應(yīng)器感應(yīng)到信號(hào)自動(dòng)反應(yīng)至控制模塊，命令電機(jī)制動(dòng)并反轉(zhuǎn)，升起欄桿。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 3． 控制自動(dòng)欄桿聯(lián)動(dòng) 當(dāng)線圈檢測(cè)器感應(yīng)到車輛駛出收費(fèi)車道時(shí)，檢測(cè)器即刻向車道控制機(jī)發(fā)出信號(hào)，車道控制機(jī)接收該信號(hào)時(shí)，發(fā)出指令，將自動(dòng)欄桿落下，以示意車輛停車?yán)U費(fèi)。 車輛檢測(cè)器已發(fā)展到可自動(dòng)識(shí)別車型，其廣泛應(yīng)用于 ETC 中。 TIA 集成了西門子公司的各種產(chǎn)品包括 WinCC。西門子公司于Microsoft 公司的密切合作保證了用戶不斷創(chuàng)新的技術(shù)。 西門子公司的 HMI/SCADA 軟件系統(tǒng) WinCC 在中國乃至全球有著廣泛應(yīng)用，憑籍西門子在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的雄厚技術(shù)實(shí)力和廣泛采用創(chuàng)新和開放的軟件技術(shù)， WinCC 在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)碩果累累。 據(jù)此， 車道控制機(jī) 應(yīng)具有如下基本功能： 1． 車道控制機(jī)與上位機(jī)通信可達(dá)到控制車輛通行 2． 車道控制機(jī)可依靠自身邏輯控制達(dá)到對(duì)通行車輛稱重、計(jì)價(jià)、費(fèi)額顯示，并與上位機(jī)通信完成收費(fèi) 3． 車道控制機(jī)通過視頻數(shù)據(jù)采集設(shè)備自動(dòng)采集通行車輛信息，將車輛圖像信息上傳至上位機(jī) 4． 在自動(dòng)控制得基礎(chǔ)上，操作員可手動(dòng)操控外圍設(shè) 備的運(yùn)行 車道控制 系統(tǒng) 車道控制系統(tǒng)一般包括上位機(jī)、車道控制機(jī)和外部設(shè)備三大部分。 通過組態(tài)軟件“ wincc”，設(shè)計(jì)討論了 車道控制機(jī) 的軟件和硬件及其組態(tài)， 并 建立了 控制機(jī)內(nèi)外控制部分 的集成監(jiān)控系統(tǒng) 。 通過組態(tài)軟件與 PLC 的實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制和運(yùn)行診斷 。其他輔助設(shè)備有電源、托架等。 WinCC繼承了西門子公司的全集成自動(dòng)化（ TIA）產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)和無縫集成的特點(diǎn)。 4． 眾多的選件和附加件擴(kuò)展了基本功能。 主要研究?jī)?nèi)容包括： 1．設(shè)計(jì)組態(tài)軟件畫面，實(shí)現(xiàn)對(duì)各控制子系統(tǒng)運(yùn)行情況的控制與監(jiān)視。并將計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)所得數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)保存，上位機(jī)即收集到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保存以備查看。由此車輛檢測(cè)器工作完成。利用攝像機(jī)、汽車牌照識(shí)別技術(shù)軟件和成套設(shè)備，可以將車輛經(jīng)過收費(fèi)站時(shí)的圖像和車牌信息即時(shí)記錄下。 AC VLE D 圖 車道收費(fèi)站汽車牌識(shí)別設(shè)備工作框 圖 二、 稱重系統(tǒng) 1. 高速動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的原理概述 為了保護(hù)高速公路路面及其他路產(chǎn)免遭超重車破壞，對(duì)超限車輛進(jìn)行有效的控制，因而有必要設(shè)置高速動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)對(duì)來往的車輛進(jìn)行監(jiān)控和管理，禁止超限車輛駛?cè)敫咚俟?，或?qū)σ呀?jīng)在路面上過往車輛軸重及總重載荷進(jìn)行預(yù)檢，從正常行駛車輛中篩選出有超限超重嫌疑的車輛。進(jìn)行收費(fèi)，檢測(cè)車重，判斷車型，手動(dòng)控制外部設(shè)備，如：棚燈、霧燈、報(bào)警器以及手動(dòng)控制信號(hào)燈、欄桿起落等。以滬杭甬高速公路收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為參考標(biāo)準(zhǔn)，見圖 圖 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 客車按車型分類及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 圖 載貨汽車計(jì)重收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 1． 違章判斷 。 3． 報(bào)警功能 當(dāng)車輛出現(xiàn)沖卡，車輛相撞事故，火災(zāi)等各種意外突發(fā)緊急狀況，操作員可即刻報(bào)警，車道控制機(jī)接收?qǐng)?bào)警信號(hào)，開啟報(bào)警燈和報(bào)警功放。費(fèi)額顯示器安裝于收費(fèi)島上用于顯示車型、金額、通行狀態(tài)或其他與收費(fèi)系統(tǒng)相關(guān)的信息。我國目前市場(chǎng)上的雨棚燈有節(jié)能型和白熾燈等，采用節(jié)能型雨棚燈可提高光照效果并減低能耗。 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 11 圖 收費(fèi)站霧燈圖 三、 交通信號(hào)燈 道路交通信號(hào)燈是為了加強(qiáng)道路交通管理 , 減少交通事故 , 提高道路使用效率 , 從而改善交通狀況的一種重要工具。 1． 當(dāng)車輛沖卡或者撞擊自動(dòng)欄桿發(fā)生時(shí)，自動(dòng)欄桿上的感應(yīng)單元發(fā)出信號(hào)，傳至車道控制機(jī)，車道控制機(jī)聯(lián)動(dòng)區(qū)域報(bào)警控制單元啟動(dòng)報(bào)警燈及報(bào)警器，自動(dòng)完成報(bào)警 。 (5)固定滅火系統(tǒng)控制裝置等 。相關(guān)子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的最大好處在于，一且出現(xiàn)事故，可以通過系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)在危險(xiǎn)發(fā)生的第一時(shí)間采取措施，從而減少損失和有效阻止不良事態(tài)的進(jìn)展，為使用者提供可靠、高效、便利的工作環(huán)境。系統(tǒng)性能主要包括：系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力、通信帶寬和 數(shù)據(jù)傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力等幾個(gè)方面。例如，用一個(gè)矩形填充體模擬現(xiàn)場(chǎng)容器的液位，在組態(tài)這個(gè)矩形的填充屬性時(shí)，指定代表液位的變量名稱、液位的上下限及對(duì)應(yīng)的填充高度，就可以完成液位的圖形組態(tài)。 5．存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢。靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)在系統(tǒng)運(yùn)行后保持不變。 4．控制系統(tǒng)。 WinCC flexible 運(yùn)行系統(tǒng)。 隨著版本的逐步升高，所支持的設(shè)備范圍以及 WinCC flexible 的功能都得到了擴(kuò)展。 1． 組態(tài)和編程的一致性 2． 數(shù)據(jù)保持的一致性 3． 通訊的一致性 五、 WinCC 系統(tǒng)構(gòu)成 1． 變量管理器 2． 圖形編輯器 3． 報(bào)警記錄 4． 變量歸檔 5． 報(bào) 表編輯器 6． 全局腳本 7． 文本庫 8． 用戶管理器 9． 交叉引用表 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 車輛通過 監(jiān)控仿真 一．創(chuàng)建 項(xiàng)目 用于組態(tài)用戶界面的基礎(chǔ)就是項(xiàng)目。單擊“下一步”以應(yīng)用“畫面模板”頁面上提供的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。 圖 車輛通過 流程圖 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 23 在初始化程序中，對(duì) 車道控制機(jī)的外部設(shè)備 的初始狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。 1． 初始化設(shè)計(jì) 在定義各設(shè)備起始值時(shí)，即按照系統(tǒng)默認(rèn)值設(shè)定。 圖 組態(tài)畫面結(jié)構(gòu)樹形圖 圖 起始?xì)g迎畫面（ Start Screen） 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 2． 組態(tài)畫面靜態(tài)、動(dòng)態(tài) 設(shè)計(jì) 在起始畫面下，分兩個(gè)部分。汽車進(jìn)站，繳費(fèi)完畢后欄桿抬起，車輛通過的動(dòng)畫。此項(xiàng)功能為，反轉(zhuǎn)指定的變量， 1 改為 0,0 改為 1。具體收費(fèi)金額以及標(biāo)準(zhǔn)見本文 節(jié)中圖 、圖 。公里 線性遞減到 元 /噸公里 計(jì)，其余部分按“超限量小于10%”收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)。簡(jiǎn)而言之，即選擇某一車型，應(yīng)自動(dòng)輸出所需繳納的車輛通過費(fèi)用。 超限裝載：應(yīng)收費(fèi)用 =單價(jià) *（車重 限制車重 *） * + 單價(jià) *限制車重 **公里數(shù) 即： 合法裝載 應(yīng)收費(fèi)用 = *車重 *100 =9*車重 （元） 超限裝載 應(yīng)收費(fèi)用 = *車重 *限制車重 （元） 函數(shù) InverseLinearScaling 的應(yīng)用 使用線性函數(shù) X = (Y b) / a，將通過給定變量 Y 的值計(jì)算得出的數(shù)值賦給變量X。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 車型判斷圖 圖 改變稱重值計(jì)算費(fèi)用圖 三． 組態(tài)虛擬 費(fèi)額顯示 器 費(fèi)額顯示屏 的畫面如圖 所示。將“欄桿起落”按鈕的單擊事件函數(shù)設(shè)置為 InvertBitInTag 函數(shù)，將函數(shù)變量設(shè)置為欄桿落。將攝像機(jī)的閃爍設(shè)置為“標(biāo)準(zhǔn)”，將其可見性設(shè)置為由“欄桿落”變量控制的可見。在虛擬棚燈、霧燈運(yùn)行時(shí)，可通過操作面板直接控制兩