【正文】 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。將超重變量設置為“模擬量報警”。因此，在組態(tài)畫面設計中添加警報鳴笛畫面。 圖 可編程控制器系統(tǒng)組成 電梯 PLC 的控制系統(tǒng)主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(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的狀態(tài)或數據，并將它們存入 I/O 映像區(qū)中的相應的單元內。 PLC 的輸入信號可以從 PLC 的開關量輸入端輸入，也可以在組態(tài)軟件的畫面中用鼠標點擊按鈕來產生。 二、 集成的方法 新創(chuàng)建一個集成項目，通過 SIMATIC Manager 創(chuàng)建集成的 WinCCflexible 項目 啟動 WinCC flexible 打開一個獨立的 WinCC flexible 項目，在“項目”下拉菜單中點擊“在 STEP7 中集成”，彈出“集成與 STEP7 項目中”對話框，選擇需要集成的 STEP7 項目名稱，點擊“確認”按鈕，完成將獨立的 WinCC flexible 項目集成到 STEP7 項目中。 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 46 3． 在 STEP7 中定義的符號表可以在 WinCC flexible 中定義變量時使用。 虛擬 車道控制機 系統(tǒng)的硬件結構 虛擬 車道 控制系統(tǒng)由 PLC、計算機和組態(tài)軟件組成。 PLC不停地循環(huán)執(zhí)行這 3 個階段的任務。 可編程控制器 (PLC)是一種以微型計算機為主體、具有強大控制功能和抗干擾能力的工業(yè)控制裝置。圖 。當按下違章按鈕時，出現報警畫面、報警指示器、報警窗口。 1． 報警畫面 報警畫面主要由報警視圖組成，較大儲存的報警視圖可以同時顯示多個元素。 2． 編號報警 編號報警用于識別報警。如果在某臺設備中或兩臺設備之間的通信出現了某種問題或錯誤， HMI 設備或 PLC 將觸發(fā)系統(tǒng)報警。例如：發(fā)電機斷路器的接通與斷開、各種故障信號的出現和消失，都可以用來觸發(fā)離散量報警。 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 32 一． 車輛計數組態(tài)畫面 圖 車輛計數的變量設置 畫面 圖 車輛計數仿真 畫面 二． 收費統(tǒng)計組態(tài)畫面 圖 收費統(tǒng)計變量設置 畫面 基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 33 圖 收費統(tǒng)計組態(tài)仿真 畫面 一 圖 收費統(tǒng)計組態(tài)仿真 畫面 二 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 34 圖 收費統(tǒng)計組態(tài)仿真 畫面 三 三 .計數清零功能組態(tài)設計 設置所用計數清零按鈕：“計數清零”。見圖 。 圖 欄桿變量的設置 畫面 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 30 二． 組態(tài)虛擬 攝像機撲捉畫面 在組態(tài)畫面動畫設計中，虛擬設置攝像機，攝像機將以閃爍的方式表示其正在工作，不工作時隱藏。由此，基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 29 費額顯示屏即能實時反映應收費用數額。并且將應收費用的輸入 /輸出域中所得的結果數，同樣關聯事件到費額顯示屏的輸入 /輸出域中。此外設置了特種車輛不收費通道。超限 100%以上 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 大于 30 噸 ， 按 30 噸計費 超限車輛 超限量小于 10%按照合法裝載車輛的基本費率計 。 載貨汽車計重收費標準 裝載情況 與 收費標準 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。在此基礎上，選擇非默認系統(tǒng)按鈕，將其設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 運行方式，有控制面板上的選擇開關設置。因此為提供一個友好的界 面，本設計將起始畫面設定為不提供具體控制功能的歡迎畫面。小車完成收費，欄桿抬起，信號燈轉變?yōu)榫G色，車輛通過收費站。 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 20 可以用鼠標單擊選項卡頂部的屬性標簽，選中某一選項卡，定義相應的屬性。 單擊“ 使用項目向導創(chuàng)建一個新項目 ”按鈕，彈出 “選擇項目類型 選項” 如圖 所示。 2． 圖像在屏幕上的可視化 3． 過程操作，例如，通過設置設定值或打開和關閉閥門。 每個選件需要一個單獨的許可證。 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 組態(tài)設計 15 1．人機界面系統(tǒng)。 3．現場設備的控制與參數調整。組態(tài)軟件有下列功能： 1．生成圖形畫面。以最小的代價來最大限度地滿足用戶的需求。 2．系統(tǒng)集成通過計算機網絡平臺，實現對各種 內外部 設備的集中式管理、分布式管理和設備的優(yōu)化運行。(2)火災電話。 集中報警系統(tǒng)應由一臺集中報警控制器和兩臺以上區(qū)域報警控制器組成。避免和減少交通事故的發(fā)生。 2． 通過譯碼管和數碼管的轉換將費額數字反映至電子屏上 。 二． 費額顯示屏 費額顯示屏是為過站車輛提供明確收費數目的電子顯示屏。主要監(jiān)控內容包括： (1)綜合車輛情況，給出應繳費用數據，并通過車道控制機 功能將數據顯示在費額顯示屏上，使車輛駕駛員獲知繳費情況。 2． 超重判斷 。計重收費系統(tǒng)一般由感應器、傳感器、稱重平臺、稱重儀、輪軸判別 (識別 )器、車輛分離器等設備組成，當車輛進入收費車道時，由測量感應器傳感到動態(tài)稱重儀，快速檢測出車輛的軸重和總重等數據 ，并將數據即時傳輸至車道收費系統(tǒng)，收費系統(tǒng)根據預定的收費標準和方法，自動顯示該車輛的應收費額。軟件可采用嵌入式，嵌入到車道控制機內，車道監(jiān)控攝像機和圖像采集卡共同構成汽車牌照識別系統(tǒng)。 3． 自動欄桿機具有防砸車功能，當欄桿落下時有車輛通過，感應器感應到信號自動反應至控制模塊，命令電機制動并反轉，升起欄桿。 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 4 3． 控制自動欄桿聯動 當線圈檢測器感應到車輛駛出收費車道時，檢測器即刻向車道控制機發(fā)出信號，車道控制機接收該信號時，發(fā)出指令，將自動欄桿落下，以示意車輛停車繳費。 車輛檢測器已發(fā)展到可自動識別車型，其廣泛應用于 ETC 中。 TIA 集成了西門子公司的各種產品包括 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。 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用，憑籍西門子在工業(yè)自動化領域的雄厚技術實力和廣泛采用創(chuàng)新和開放的軟件技術， WinCC 在各個工業(yè)領域的應用已經碩果累累。 據此， 車道控制機 應具有如下基本功能： 1． 車道控制機與上位機通信可達到控制車輛通行 2． 車道控制機可依靠自身邏輯控制達到對通行車輛稱重、計價、費額顯示，并與上位機通信完成收費 3． 車道控制機通過視頻數據采集設備自動采集通行車輛信息，將車輛圖像信息上傳至上位機 4． 在自動控制得基礎上，操作員可手動操控外圍設 備的運行 車道控制 系統(tǒng) 車道控制系統(tǒng)一般包括上位機、車道控制機和外部設備三大部分。 通過組態(tài)軟件“ wincc”，設計討論了 車道控制機 的軟件和硬件及其組態(tài)， 并 建立了 控制機內外控制部分 的集成監(jiān)控系統(tǒng) 。 通過組態(tài)軟件與 PLC 的實時通信，實現了系統(tǒng)的 實時監(jiān)測、自動控制和運行診斷 。其他輔助設備有電源、托架等。 WinCC繼承了西門子公司的全集成自動化（ TIA）產品的技術先進和無縫集成的特點。 4． 眾多的選件和附加件擴展了基本功能。 主要研究內容包括： 1．設計組態(tài)軟件畫面，實現對各控制子系統(tǒng)運行情況的控制與監(jiān)視。并將計數統(tǒng)計所得數據上傳至上位機保存，上位機即收集到統(tǒng)計數據保存以備查看。由此車輛檢測器工作完成。利用攝像機、汽車牌照識別技術軟件和成套設備，可以將車輛經過收費站時的圖像和車牌信息即時記錄下。 AC VLE D 圖 車道收費站汽車牌識別設備工作框 圖 二、 稱重系統(tǒng) 1. 高速動態(tài)稱重系統(tǒng)的原理概述 為了保護高速公路路面及其他路產免遭超重車破壞，對超限車輛進行有效的控制，因而有必要設置高速動態(tài)稱重系統(tǒng)對來往的車輛進行監(jiān)控和管理，禁止超限車輛駛入高速公路，或對已經在路面上過往車輛軸重及總重載荷進行預檢，從正常行駛車輛中篩選出有超限超重嫌疑的車輛。進行收費，檢測車重，判斷車型，手動控制外部設備，如：棚燈、霧燈、報警器以及手動控制信號燈、欄桿起落等。以滬杭甬高速公路收費標準為參考標準，見圖 圖 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 8 圖 客車按車型分類及收費標準 圖 載貨汽車計重收費標準 1． 違章判斷 。 3． 報警功能 當車輛出現沖卡，車輛相撞事故，火災等各種意外突發(fā)緊急狀況，操作員可即刻報警，車道控制機接收報警信號，開啟報警燈和報警功放。費額顯示器安裝于收費島上用于顯示車型、金額、通行狀態(tài)或其他與收費系統(tǒng)相關的信息。我國目前市場上的雨棚燈有節(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 組態(tài)設計 11 圖 收費站霧燈圖 三、 交通信號燈 道路交通信號燈是為了加強道路交通管理 , 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． 當車輛沖卡或者撞擊自動欄桿發(fā)生時，自動欄桿上的感應單元發(fā)出信號，傳至車道控制機，車道控制機聯動區(qū)域報警控制單元啟動報警燈及報警器，自動完成報警 。 (5)固定滅火系統(tǒng)控制裝置等 。相關子系統(tǒng)聯動的最大好處在于，一且出現事故，可以通過系統(tǒng)的聯動在危險發(fā)生的第一時間采取措施，從而減少損失和有效阻止不良事態(tài)的進展，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)的實時響應能力、通信帶寬和 數據傳輸速率、網絡的吞吐能力等幾個方面。例如，用一個矩形填充體模擬現場容器的液位，在組態(tài)這個矩形的填充屬性時，指定代表液位的變量名稱、液位的上下限及對應的填充高度，就可以完成液位的圖形組態(tài)。 5．存儲歷史數據并支持歷史數據的查詢。靜態(tài)圖形設計在系統(tǒng)運行后保持不變。 4．控制系統(tǒng)。 WinCC flexible 運行系統(tǒng)。 隨著版本的逐步升高，所支持的設備范圍以及 WinCC flexible 的功能都得到了擴展。 1． 組態(tài)和編程的一致性 2． 數據保持的一致性 3． 通訊的一致性 五、 WinCC 系統(tǒng)構成 1． 變量管理器 2． 圖形編輯器 3． 報警記錄 4． 變量歸檔 5． 報 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 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 18 車輛通過 監(jiān)控仿真 一．創(chuàng)建 項目 用于組態(tài)用戶界面的基礎就是項目。單擊“下一步”以應用“畫面模板”頁面上提供的標準設置。 圖 車輛通過 流程圖 基于 PLC 的 車道 控制 機 組態(tài)設計 23 在初始化程序中，對 車道控制機的外部設備 的初始狀態(tài)進行設置。 1． 初始化設計 在定義各設備起始值時，即按照系統(tǒng)默認值設定。 圖 組態(tài)畫面結構樹形圖 圖 起始歡迎畫面（ Start Screen） 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 24 2． 組態(tài)畫面靜態(tài)、動態(tài) 設計 在起始畫面下，分兩個部分。汽車進站，繳費完畢后欄桿抬起，車輛通過的動畫。此項功能為，反轉指定的變量， 1 改為 0,0 改為 1。具體收費金額以及標準見本文 節(jié)中圖 、圖 。公里 線性遞減到 元 /噸公里 計，其余部分按“超限量小于10%”收費標準計。簡而言之，即選擇某一車型，應自動輸出所需繳納的車輛通過費用。 超限裝載：應收費用 =單價 *（車重 限制車重 *） * + 單價 *限制車重 **公里數 即： 合法裝載 應收費用 = *車重 *100 =9*車重 （元） 超限裝載 應收費用 = *車重 *限制車重 （元） 函數 InverseLinearScaling 的應用 使用線性函數 X = (Y b) / a，將通過給定變量 Y 的值計算得出的數值賦給變量X。 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 28 圖 車型判斷圖 圖 改變稱重值計算費用圖 三． 組態(tài)虛擬 費額顯示 器 費額顯示屏 的畫面如圖 所示。將“欄桿起落”按鈕的單擊事件函數設置為 InvertBitInTag 函數，將函數變量設置為欄桿落。將攝像機的閃爍設置為“標準”，將其可見性設置為由“欄桿落”變量控制的可見。在虛擬棚燈、霧燈運行時，可通過操作面板直接控制兩