【正文】 WinCC flexible 與 PLC 的 集成 一、 集成的 好處 1． 在 SIMATIC Manager 中可以同時(shí)管理自動(dòng)化項(xiàng)目的 PLC 和 HMI 的組態(tài)、編程和調(diào)試。 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 43 圖 電梯 PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖 信號控制系統(tǒng)接口示意圖 可編程控制器的工作原理 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，這個(gè)過程可分為內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段。 3． 違章車輛顯示屏上顯示“違章！靠邊停車”字樣以提示駕駛員靠邊。還可通過它來確定報(bào)警在 HMI 設(shè)備上的顯示方式。 2． 系統(tǒng)報(bào)警 系統(tǒng)報(bào)警用來顯示 HMI 設(shè)備或 PLC 中特定的系統(tǒng)狀態(tài)，系統(tǒng)報(bào)警是這些設(shè)備中預(yù)定義的。變量名為“車輛計(jì)數(shù)”。將他們的屬性設(shè)置中，可見性一欄設(shè)置成為：由變量“欄桿落”控制的彼此交錯(cuò)隱藏或可見。與此函數(shù)相反的系統(tǒng)函數(shù)是“ LinearScaling”。公里 2 計(jì)。 車輛型號的區(qū)分在滬杭甬高速公路收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)中可以得到。組態(tài)畫面動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法：首先從庫中找出汽車圖形，將汽車圖形的屬性中動(dòng)畫 水平移動(dòng) 啟動(dòng)打鉤，將其水平移動(dòng)動(dòng)畫激活。根據(jù)組態(tài)軟件項(xiàng)目向?qū)У妮o助，本設(shè)計(jì)以圖 為樹形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組態(tài)畫面。 然后輸入有關(guān)項(xiàng)目的信息 單擊“完成”按鈕，確認(rèn)新建的工程，完成新建工程的操作。 因此， WinCC flexible 的功能性可以與 ProTool 系列的產(chǎn)品和 TP Designer相媲美。工控組態(tài)軟件引入“策略”的概念來描述組態(tài)軟件的控制功能。 7．具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)的可擴(kuò)充性取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性，模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有利于系統(tǒng)升級和功能擴(kuò)充。這種連接不是各個(gè)子系統(tǒng)的簡單堆積，而是借助于自動(dòng)化系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把現(xiàn)有的分離的設(shè)備、功能、信息組合到一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一的、協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，從而能夠把先進(jìn)的高技術(shù)成果，巧妙靈活地運(yùn)用到現(xiàn)有的 車道控制機(jī) 系統(tǒng)中，以充分發(fā)揮其更大的作用和潛力。當(dāng)車輛繳費(fèi)完成，轉(zhuǎn)換為綠燈，示意車輛可以通行。 數(shù)碼管演示圖見費(fèi)額顯示屏示例 圖 。發(fā)現(xiàn)車輛存在違章行為，操作員可聯(lián)系交通管理部門工作人員對車輛進(jìn)行違章處理。在高速稱重系統(tǒng)后方設(shè)置超重報(bào)警顯示裝置，對超限超重車輛進(jìn)行引導(dǎo)，使之退出高速公路或從最近的匝道口駛出高速公路。采用扭矩電機(jī)可使電機(jī)停止在任何位置而不致?lián)p壞。通過組態(tài)軟件中命令語言編寫的程序，使虛擬 車道控制機(jī) 完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，用畫面上 的窗口 來顯示來自 PLC的各種狀態(tài)信息，編寫 PLC控制程序，通過計(jì)算機(jī)與 PLC串行通信交換信息和組軟件接收和執(zhí)行 PLC對 車道控制機(jī) 發(fā)出的各種命令，用 PLC來控制“虛擬” 車道控制機(jī)。此外 WinCC 還有對 SIMATIC PLC 進(jìn)行系統(tǒng)診斷的選項(xiàng) ，給硬件維護(hù)提供了方便。 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 monitoring system to monitor the system39。s internal and external ponents is overall structure of the system is determined based on the analysis of the roadway controller system39。 WinCC 的主要性能特點(diǎn)： 1． 創(chuàng)新軟件技術(shù)的使用。 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． 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。另外可增加攝像系統(tǒng)對超限車輛進(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。 圖為廈門信達(dá)光電公司生產(chǎn)費(fèi)額顯示器樣例。見圖例 ，圖為山東泰安海闊交通器材廠產(chǎn)品樣例。簡單地說，系統(tǒng)集成就是借助于系統(tǒng)支撐平臺(tái)對相關(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。 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。 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。策略相當(dāng)于高級計(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。 三、 WinCC flexible Runtime 在運(yùn)行時(shí)，操作員可以監(jiān)控過程。 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。 在組態(tài)畫面中，首先設(shè)置起始畫面。同時(shí)設(shè)置其變量，新建變量 _1 為關(guān)聯(lián)變量。具體分為大客車，小客車，中客車，特貨，特種車輛等。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。通過此設(shè)置，畫面中欄桿的起落將由按鈕“欄桿起落”控制。該計(jì)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。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。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。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。 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 1．掃描過程 PLC 的掃描過程如圖 所示，上電初始化后開始周期性的循環(huán)工作，每次循環(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。 2． 在 STEP7 中組態(tài)的硬件參數(shù)可以自動(dòng)地傳遞到 WinCC flexible 中。 圖 仿真實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 利用“ WinCC”軟件設(shè)計(jì) PLC 的仿真控制對象是指在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行事先編寫好的“ WinCC” 組態(tài)畫面及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，用軟件來代替硬件 (被控對象 )的工作，借助于計(jì)算機(jī)的屏幕來觀察控制的過程及結(jié)果。電梯 PLC 控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。仿真見圖 。 4． 報(bào)警類別 報(bào)警的類別決定是否必須確認(rèn)該報(bào)警。 3）警告：用于離散量和模擬量報(bào)警，指示不是太緊急的或危險(xiǎn)的操 作的過程狀態(tài)，這類報(bào)警不需要確認(rèn)。見圖 基于 PLC 的 車道 控制 機(jī) 組態(tài)設(shè)計(jì) 31 圖 棚燈、霧燈組態(tài)設(shè)置 畫面 五． 外部設(shè)備組態(tài)畫面運(yùn)行 圖 外部設(shè)備組態(tài) 畫面 車 輛計(jì)數(shù)及費(fèi)用統(tǒng)計(jì) 仿真 在線圈檢測器的工作中，車輛計(jì)數(shù)是一個(gè)重要的工作，本文在組態(tài)畫面中模擬線圈檢測器工作，但是由于軟件限制，線圈檢測器功能無法實(shí)現(xiàn)，因此利用相關(guān)變量的轉(zhuǎn)換來控制車輛計(jì)數(shù)變量的計(jì)數(shù)，車輛計(jì)數(shù)變量是一個(gè) int 類型的輸入 /輸出域。 在組態(tài)畫面上畫兩個(gè)欄桿，分別處于起、落狀態(tài)。變量 X 和 Y 不能相同。超限 30%－ 50%（含 50%）以內(nèi) 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 /噸本文以滬杭甬高速公路收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為參考設(shè)計(jì)組態(tài)虛擬收費(fèi)數(shù)額。靜態(tài)的設(shè)備包括電動(dòng)機(jī)，攝像機(jī)，報(bào)警燈，以及排隊(duì)等待車輛。 初始化組態(tài)畫面時(shí)，首先將組態(tài)設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)勾畫好。 單擊“下一步”以應(yīng)用“庫”頁面上提供的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。 WinCC flexible 包括了性能從 Micro Panel 到簡單的 PC 可視化的一系列產(chǎn)品。控制功能主要表現(xiàn)在彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)備 (如 PLC,DCS,智能儀表或PCbased 設(shè)備 )控制能力的不足 ,擴(kuò)大 PCbased 設(shè)備在控制系統(tǒng)中所占比例方面。 6．各類報(bào)表的生成和打印輸出。 5．可擴(kuò)充性。 系統(tǒng)電氣圖及 系統(tǒng)集成 一．系統(tǒng)集成的目標(biāo) 系統(tǒng)集成，就是為了滿足用戶對 車道控制機(jī) 在功能、管理和信息、共享等方面的實(shí)際需求，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)選產(chǎn)品， 將各子系統(tǒng)有機(jī)地連接成為一個(gè)整體 (各子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng) )，并使之能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享和協(xié)同工作，提高管理系統(tǒng)對突發(fā)事件的響應(yīng)能力，發(fā)揮整體效益，以達(dá)到整體優(yōu)化的目的，從而為用戶提供舒適、安全、高效的工作和生活環(huán)境。當(dāng)車輛駛?cè)胧?費(fèi)島時(shí)，紅燈亮起示意車輛停車?？勺詣?dòng)或手動(dòng)多級調(diào)節(jié)發(fā)光強(qiáng)度，以防止在夜間產(chǎn)生眩光。 車道控制機(jī)與汽車牌照自動(dòng)識(shí)別卡口系統(tǒng)相結(jié)合，系統(tǒng)可抓拍并識(shí)別過站車輛的車牌信息，車輛顏色，據(jù)此可判斷車輛是否存在套牌，換卡等違章行為。 2. 稱重系統(tǒng)工作原理概述 高速動(dòng)態(tài)超限預(yù)警稱重系統(tǒng)設(shè)置在安裝在高速公路主線斷面上，在高速稱重系統(tǒng)前方設(shè)置路牌，提示司機(jī)即將進(jìn) 入稱重區(qū)。 二．自動(dòng)欄桿及其控制 自動(dòng)欄桿機(jī)核心部分為交流電機(jī)。其中包括：車輛通行計(jì)數(shù)，車輛稱重，收費(fèi)器費(fèi)額顯示，車道信號燈，自動(dòng)欄桿，棚燈，霧燈，報(bào)警器，擋車器、 操作員 鍵盤 等 2．用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對 車道 控制 及收費(fèi)的 模擬，包括： 車輛通過演示，車輛計(jì)數(shù)演示，費(fèi)額顯示，車輛稱重演示，信號燈，自動(dòng)欄桿起落演示，棚霧燈開關(guān)演示 。 作為 SIMATIC 全集成自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分， WinCC 確保與 SIMATIC S5,S7 和 505 系列的 PLC 連接的方便和通訊的高效； WinCC 與 STEP7 編程軟件的緊密結(jié)合縮短了項(xiàng)目開發(fā)的周期。本文方案 滿足了系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性和 時(shí)效 性 要求功能，體現(xiàn)了先進(jìn)性和實(shí)用性的統(tǒng)一。s function. To PLC as a tool,indepth discussion of the driveway charging process plan has been on the configuration of the system,a PLCbased configuration design is system could achieve its realtime monitoring, controlling and operation diagnosis by means of the realtime munication between the configuration software and the scheme could meet the system reliability and stability and timeeffectiveness demand function, embodies the unity of advancement and practicability. Key Words Roadway controller , WinCC , PLC 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................. I Abstract .................................................................................................