【正文】 越來越大的實際情況，一種以微電腦技術(shù)為核心的自動控制裝置的可編程邏輯控制器（ PLC）被廣泛用于交通燈控制領(lǐng)域。兩部分互相南京曉莊學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 2 獨立，又緊密相關(guān)。設(shè)備窗口是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。具有龐大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫、完備的繪圖工具集以及豐富的多媒體支持，能夠快速地開發(fā)出集圖像、聲音、動畫等于一體的漂亮、生動的工程畫面。但在設(shè)計時硬件和軟件均要設(shè)計，抗干擾性能差，不通用，并且需要有接口電路與之配套，價格中等，制、造較難。 系統(tǒng)總體設(shè)計 系統(tǒng)硬件組成 本課題 在實際調(diào)研和系統(tǒng)需求分析的基礎(chǔ)上， 利用可編程邏輯控制器 和觸摸屏 設(shè)計 一個 交通燈南京曉莊學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 4 控制系統(tǒng) 。 表 1 PLC 的 I/O 點數(shù)分配 PLC 外部 硬件連 接 圖 4 為 PLC控制系統(tǒng)的 核心模塊及 擴 展模塊的 外部硬件連接。 它 采用了 7英寸高亮度 TFT液晶顯示屏（分辨率 800480），四線電阻式觸摸屏（分辨率 10241024）。 （ 4）超快的運行速度 mcgsTpc 采用主頻為 400MHZ，低功耗 ARM 結(jié)構(gòu) CPU 芯片，比傳統(tǒng)觸摸屏高 2 到 4 倍。 （ 7）超高的可靠性 能 在硬件方面， mcgsTpc 采用的是 flash 存儲方式。當(dāng)按下啟動按鈕，首先東西方向左轉(zhuǎn)綠燈亮，維持 10s，并且南北方向紅燈亮，維持亮 30s。 南京曉莊學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 9 圖 6 系統(tǒng)控制 程序 流程圖 控制過程分析 (1) 信號指示燈運行 由 初始化程序后， 得電。由 T101 與 T102 構(gòu)成 1s 的閃爍秒脈沖，則使得輸出繼電器 產(chǎn)生 3s 的閃爍效果。 、 的復(fù)位，從而使 、 失電。當(dāng) T45 定時達(dá)到14s 之后， T45 常開閉合后， 置 1， 復(fù)位。當(dāng) T48 達(dá)到定時時間以后，此時 T44 也達(dá)到定時時間， T4 T48 的常開均閉合，使得 置 1， 、 復(fù)位。故當(dāng)個位顯示“ 0”時，十位應(yīng)顯示“ 6”， 1s 過后立即變?yōu)椤?5”，即給十位提供一個單獨的秒脈沖，用 T101提供。 此次組態(tài)界面共有 4 幅，分別是：封面窗口、十字路口監(jiān)控界面 、 交通燈定時參數(shù)修改界面 及數(shù)據(jù)顯示窗口 ， 其中“數(shù)據(jù)顯示”窗口用來顯示實時數(shù)據(jù)，其他三種界面 可根據(jù)不同的需要進行界面切換， 四者結(jié)構(gòu) 框 圖 如圖 8 所示。如圖 12 所示。在基本屬性中，可在“文本”中輸入對應(yīng) 啟動、停止 、退出按鈕的名稱，如圖 14(a)(b)(c)所示。 圖 16 輸入 變量選擇設(shè)置 圖 對于“退出”按鈕，在操作屬性設(shè)置時，過程同“封面”中的“進入按鈕”。 設(shè)置相對應(yīng)的通道類型、數(shù)據(jù)類型、通道地址及讀寫類型即可。 在對屬性設(shè)置中，對不同顏色的輸出箭頭就將填充不同的顏色。根據(jù)需要選擇東西方向與南北方向的按鈕，輸入相應(yīng)時間即可，再下一次的使用時應(yīng)按下“ CLR”將上次的時間清零后方可重新輸入。實現(xiàn)歷史報表有兩種方式：一是用策略中存盤數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)件，另一種是用歷史表格構(gòu)件。 在“工具箱”中的“插入元件”，將四個方向?qū)?yīng)車道都放上小車。如 PLC 設(shè)備、帶智能通訊功能的儀器儀表等 [7]。即可實現(xiàn)MCGS 觸摸屏 和 PLC 同時運行。 圖 35 制作 U 盤綜合功能包 圖 圖 36 工程下載圖 觸摸屏的 運行 與 調(diào)試 完成 上述 MCGS 工程下載 后，將制作好的 U 盤插在觸摸屏 反面的“ USB”口 上， 開啟電源。 PLC 是工業(yè)自動控制裝置， 具有可靠性高、抗干擾能力強、造價低等特點 。通過軟件的設(shè)計，不僅能夠?qū)λ鶎W(xué)的 PLC 知識進行鞏固，還能更加熟練的掌握 PLC 中的各個指令，并可以靈活的應(yīng) 用。雖然軟件設(shè)計 能夠達(dá)到預(yù)先的控制要求，但對于硬件電路卻會存在很多的問題。 他給了我無私的幫助和鼓勵，讓我學(xué)到很多。 他豐富的工作經(jīng)驗 及能力 對于本文的 組態(tài) 設(shè)計提供了很大的幫助。 通過 本 次系統(tǒng)的設(shè)計，認(rèn)識到了 PLC 控制的優(yōu)點 ， 熟練掌握 組態(tài)軟件的使用。在組態(tài)設(shè)計過程中，從起先的一無所知到后來的慢慢了解， 逐步 認(rèn)識到組態(tài)監(jiān)控的好處，還學(xué)會了組態(tài)軟件與觸摸屏之間的使用。在 系統(tǒng) 控制 中，將二者與觸摸屏一起使用，會使得系統(tǒng)的控制具有更加的實用性與便捷性。 按下 主界面 中的“進入”按鈕 便 可進入 到 模擬的 十字路口監(jiān)控界面，在當(dāng)前監(jiān)控界面中按下“啟動” 按鈕 不僅 可運行當(dāng)前 動態(tài) 界面 ，而且 也能通過 PLC 實現(xiàn) 對 PLC 外部 輸出 執(zhí)行機構(gòu) 的 同步運行和 控制 。 圖 32 通信參數(shù)設(shè)置 圖 將 PLC 程序下載到 CPU 224 XPCN 下載時， 應(yīng)當(dāng)注意將 CPU 224 XPCN 的狀態(tài)置“ STOP”，待下載完畢后， 再將其置 于 “ RUN” 狀態(tài) 。 然后順序雙擊 “通用串口父設(shè)備 ”和 “西門子 S7200PPI”添加至組態(tài)畫面窗口，如圖 30 所示。其中表達(dá)式為“向下走”，根據(jù)畫面的大小，將“最大移動偏移量”及“表達(dá)式的值”均設(shè)置為 500。其方法是首先在“運行策略”中，新建一個“用戶策略”，并在其性設(shè)置中設(shè)置好參數(shù)。 南京曉莊學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 19 圖 24 實時數(shù)據(jù)庫 在實際工程應(yīng)用中，大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進行存盤、統(tǒng)計分 析，并根據(jù)實際情況打印出數(shù)據(jù)報表，所謂數(shù)據(jù)報表就是根據(jù)實際需要以一定格式將統(tǒng)計分析后的數(shù)據(jù)記錄顯示并打印出來，以便對生產(chǎn)過程中系統(tǒng)監(jiān)控對象的狀態(tài)進行綜合記錄和規(guī)律總結(jié)。在“顏色連接”中將“ 0”設(shè)置為紅色，“ 1”設(shè)置為綠色 ，表達(dá)式為相應(yīng)的輸出即可。 南京曉莊學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 17 圖 19 輸出變量選擇 圖 2 左行、右行、直行輸出信號的屬性設(shè)置 在“插入元件”中沒有相對應(yīng)的左行、右行、直行輸出，故可在監(jiān)控畫面中分別畫出左行、右行、直行，分別選中后，單擊工具箱中“保存元件”，將會保存 所選 圖形至元件庫中，再相應(yīng)的對其進行改名。 (2) 輸出信號的屬 性設(shè)置 南京曉莊學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 16 1 輸出信號燈的屬性設(shè)置 根據(jù) I/O 分配表，在監(jiān)控畫面中將信號燈的輸出進行定義。如圖 15(a) (b)所示。 十字 路口 主 界面的建立 窗口的建立同上述“封面”窗口的建立。 單“擊用戶窗口”、“新建窗口”后，在新建窗口中新建一個“窗口 0”選中“窗口 0”，點擊“窗口屬性”按鈕，進入窗口屬性設(shè)置界面，如圖 10 所示。當(dāng)個位一個掃描周期 移完之后，十位則會滿足 10s 之后才進行移位一次。在整個控制系統(tǒng)的運行過程中，當(dāng)按下停止按鈕 會停止所有的工作過程。 置 1之后， 不僅 T46 開始定時，定時時間為 3s，此時 T101 也開始定時，定時時間為 。 置 1 的同時， 也置 1。 置 1 之后， 得電，即東西直行黃燈亮，并且 T41 開始定時，定時時間為 3s。 、 、 均置 1， 復(fù)位， 置 1 后， T49 開始定時，定時時間為 30s； 置 1 后，輸出繼電器 得電，即東西方向左行綠燈亮。黃燈熄滅之后紅燈開始維持亮 30s，同時南北方向左轉(zhuǎn)綠燈亮，維持 10s 后，南北左轉(zhuǎn)紅燈亮，維持 50s，同時南北直行綠燈開始亮 14s 后，綠燈閃爍 3s后黃燈亮 3s。在軟件方面 mcgsTpc 采用的是 windows ce 系統(tǒng)，無法被常用的 windows 系統(tǒng)的病毒所侵襲。對組態(tài)畫面賦予不同的腳本，讓組態(tài)圖像進行大小、垂直、水平或南京曉莊學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 8 按照設(shè)定的軌跡進行移動。 TPC7062KX的技術(shù)指標(biāo)如圖表 2所示。 南京曉莊學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 6 圖 4 PLC 控制系統(tǒng) 外部 硬件連線圖 觸摸屏的選擇 在自動化控制中，需要一種人機交互設(shè)備實現(xiàn)人與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和命令的交換。 根據(jù)控制要求， 本 系統(tǒng)設(shè)計的硬件 組成 框圖如圖 2所示。秒脈沖發(fā)生器是該系統(tǒng)中定時器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動信號燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時器和譯碼器工作 ， 交通燈 幾 種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 也是由控制器 來 控制 。能夠支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備，同時可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動；此外，獨特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試功 能與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合，使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無縫。 用戶窗口 主要用于設(shè)置工程中人機交互的界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等 。 圖 1 組態(tài)環(huán)境與運行環(huán)境關(guān)系圖 MCGS 組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，由可執(zhí)行程序 支持。本系統(tǒng)中利用 北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司提供的 MCGS 軟件， 可以為用戶提供良好的人機界面。 Configuration technology 目 錄 1 緒論 ........................................................................................................................................ 1 引言 .............................................................................................................................. 1 課題設(shè)計的背景 .......................................................................................................... 1 MCGS 組態(tài)軟件 ........................................................................................................... 1 組態(tài)軟件的介紹 ................................................................................................ 1 MCGS 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................................................. 1 MCGS 組態(tài)軟件的組成 ..................................................................................... 2 MCGS 組態(tài)軟件的功能和特點 ......................................................................... 2 本課題設(shè)計的主要工作 .............................................................................................. 3 2 系統(tǒng)控制方案論證與總體設(shè)計 ............................................................................................ 3 方案論證 ...................................................................................................................... 3 系統(tǒng)總體設(shè)計 .............................................................................................................. 3 系 統(tǒng)硬件組成 .................................................................................................... 3 十字路口交通燈模型設(shè)計 ................................................................................ 4 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .................................................................................................................... 5 PLC 的 I/O 分配 ........................................................................................................... 5 PLC 外部硬件連接 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