【正文】 因為之前我沒有學(xué)過有關(guān)PLC的課程，也沒有接觸過組態(tài)軟件，正是在老師耐心的指導(dǎo)下，才使得本課題得以順利完成。我在認(rèn)真對待畢業(yè)設(shè)計的過程中，提高了自學(xué)能力和獨(dú)立完成設(shè)計的能力。利用組態(tài)軟件對PLC控制交通燈系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬,不僅可以看到PLC的整個控制過程,測試PLC的控制程序的正確與否,而且還可以提供一個可視性好、逼真的良好界面,加深了對課程的理解,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,提高了理論水平，同時也為研究組態(tài)軟件與實(shí)際系統(tǒng)的結(jié)合提供了非常大的方便。然后通過對基于組態(tài)技術(shù)的PLC控制系統(tǒng)的介紹，以及對一般PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，引出了本課題采用的基于工業(yè)組態(tài)軟件的PLC仿真控制系統(tǒng)。內(nèi)容太少 本章小節(jié)本章介紹了運(yùn)用組態(tài)王通過制作交通燈監(jiān)控畫面，建立數(shù)據(jù)庫和制作動畫連接等實(shí)現(xiàn)交通控制系統(tǒng)的仿真，并通過對組態(tài)王和可編程控制器的設(shè)備連接和配置，實(shí)現(xiàn)二者之間通訊。設(shè)計中時間繼電器的時間設(shè)置要考慮PLC設(shè)備的延時問題。如此交通燈控制程序通過鼠標(biāo)操作圖形界面上各個按鈕，就能來控制PLC的運(yùn)行情況?！?，同理，交通燈控制畫面停止時，“0”，此功能的實(shí)現(xiàn)是當(dāng)事件描述為“\\本站點(diǎn)\X1停止==0”發(fā)生時，加入“\\本站點(diǎn)\輸入通道200=0。 系統(tǒng)運(yùn)行將PLC通電，開關(guān)指向“RUN”狀態(tài)，打開歐姆龍的編程軟件CXProgrammer，把已經(jīng)編好的交通燈控制程序通過PLC與計算機(jī)專用的RS232電纜傳送到PLC，然后關(guān)閉CXProgrammer。利用設(shè)備配置向?qū)Ь涂梢酝瓿纱型ㄓ嵎绞降腎/O設(shè)備安裝，安裝過程簡單、方便。圖48 CQM1COM口參數(shù)設(shè)置然后在組態(tài)王瀏覽器目錄內(nèi)容顯示區(qū)內(nèi)雙擊所設(shè)COM口對應(yīng)的“新建”圖標(biāo)，會彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂υ捒颉Ｈ鐖D47所示。如圖46所示。圖45 PLC仿真系統(tǒng)流程圖 設(shè)備連接利用PLC與計算機(jī)專用的RS232電纜，將PLC通過編程口與上位計算機(jī)串口（COM口）連接，進(jìn)行串行通訊。 基于組態(tài)技術(shù)的PLC與計算機(jī)的通訊PLC與上位計算機(jī)的通訊可以利用高級語言編程來實(shí)現(xiàn)，但是用戶必須熟悉互連的PLC及PLC網(wǎng)絡(luò)采用的通訊協(xié)議，嚴(yán)格的按照通訊協(xié)議規(guī)定為計算機(jī)編寫通訊程序，其對用戶要求較高，而采用工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PLC與上位計算機(jī)之間的通訊，則相對簡單，因為工控組態(tài)軟件中一般都提供了相關(guān)設(shè)備的通訊驅(qū)動程序，例如歐姆龍C系列PLC與工控組態(tài)軟件組態(tài)王之間可進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)PLC與上位計算機(jī)之間的通訊[10]。在運(yùn)行系統(tǒng)中選擇“畫面\打開”命令，從“打開畫面”窗口選擇“交通燈控制系統(tǒng)”畫面。圖44 制作動畫連接 運(yùn)行和調(diào)試“交通燈控制系統(tǒng)”工程初步建立起來后，進(jìn)入到運(yùn)行和調(diào)試階段。一個圖形對象可以同時定義多個連接，組合成復(fù)雜的效果，以便滿足實(shí)際中任意的動畫顯示需要。只要把I/O變量連結(jié)到前面定義的外部設(shè)備上，就可以和組態(tài)軟件開發(fā)的仿真系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)了。圖42 定義I/O設(shè)備 建立數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”軟件的核心部分，實(shí)驗項目要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送實(shí)驗PLC上，所有這一切都是以實(shí)時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。只有在定義了外部設(shè)備之后，組態(tài)王才能通過I/O變量和它們交換數(shù)據(jù)。組態(tài)王的設(shè)備管理結(jié)構(gòu)列出已配置的與組態(tài)王通訊的各種I/O設(shè)備名，每個設(shè)備名實(shí)際上是具體設(shè)備的邏輯名稱，每一個邏輯設(shè)備名對應(yīng)一個相應(yīng)的驅(qū)動程序，以此與實(shí)驗設(shè)備相對應(yīng)。交通燈控制系統(tǒng)如圖41所示。 組態(tài)王仿真交通燈控制系統(tǒng) 創(chuàng)建仿真顯示畫面在每個畫面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形對象。從以上可以看出，組態(tài)軟件具有實(shí)時多任務(wù)，接口開放，使用靈活，功能多樣，運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。當(dāng)由組態(tài)軟件生成的應(yīng)用系統(tǒng)投入運(yùn)行后，與被控對象連接的I/O設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)生變化直接帶動被控對象的屬性變化。如何與采集控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；使來自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計算機(jī)圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來；處理數(shù)據(jù)報警及系統(tǒng)報警；存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢；各類報表的生成和打印輸出；未使用者提供靈活、多變的組態(tài)工具，可以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求；最終生成的應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠；具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。組態(tài)軟件的使用者是自動化工程設(shè)計人員。 組態(tài)軟件的特點(diǎn)和功能組態(tài)軟件最突出的特點(diǎn)是實(shí)時多任務(wù)。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)。組態(tài)的概念最早來自英文Configuration，其含義是使用軟件工具對計算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使計算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。使用觸摸屏作為PLC與操作人員之間的人機(jī)界面變得越來越廣泛。組態(tài)軟件甚至可用于智能大廈管理、會議室聲光控制、溫度調(diào)整等。（2）組態(tài)軟件的概念人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁，使用人機(jī)界于可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時也能減少PLC控制器所需的I/O點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)的成本，同時由于面板控制的小型化及高性能，相對的提高了整套設(shè)備的附加價值。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，用戶可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。對應(yīng)于原有的HMI(人機(jī)接口軟件，Human Machine Interface)的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具或開發(fā)環(huán)境。組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(Supervisor Control and Data Acquisition，SCADA)的軟件平臺工具，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境中，能以靈活多樣的組態(tài)方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，其預(yù)先設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機(jī)和1/0設(shè)備，與高可靠的工控計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口。這些優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：PC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已趨成熟，由PC構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對較低的擁有成本，PC的軟件資源和硬件資源豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)，基于PC的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。組態(tài)軟件作為一種應(yīng)用軟件，是隨著PC的興起而不斷發(fā)展的。 本章小節(jié)本章詳細(xì)介紹了可編程控制器在交通燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，從交通燈控制系統(tǒng)的控制要求，分析可編程控制器的I/O地址分配，研究它的硬件接線，并編制控制交通燈的梯形圖控制程序。整個運(yùn)行循環(huán)的周期是55S，當(dāng)TIM001計時完畢之后由其常開觸點(diǎn)閉合，啟動TIM002開始計時；同樣TIM002計時完畢之后由其常開觸點(diǎn)閉合，啟動TIM003開始計時；待TIM003計時完畢之后由其常開觸點(diǎn)閉合，啟動TIM004開始計時；最后當(dāng)TIM004計時完畢正好是第55S時刻由TIM004的常閉觸點(diǎn)斷開一個掃描周期，以重啟TIM001定時器開始第二輪計時，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。、。 圖33 梯形圖圖34 交通燈時序圖程序的執(zhí)行過程可用圖34所示的時序波形圖形象地表達(dá)，由圖34不難看出：東西方向的綠、黃燈的點(diǎn)亮?xí)r間時刻和南北方向的紅燈點(diǎn)亮的時間時刻是完全相同的；同樣，東西方向的紅燈點(diǎn)亮的時間時刻也是和南北方向的綠、黃燈點(diǎn)亮的時間時刻是完全相同的。表32 PLC控制交通燈系統(tǒng)所用中間繼電器及定時器分配表中間繼電器部分定時器部分功用PLC中間繼電器地址編號功用PLC定時器編號及定時值啟動自鎖用200．00控制東西綠燈亮20S后閃爍3STIM 001 230控制東西綠燈亮、閃爍總時間200．01TIM 005 200控制東西綠燈亮?xí)r間200．02控制東西黃燈亮2STIM 002 20控制東西綠燈閃爍時間200．03控制南北綠燈亮25S后閃爍3STIM 003 280控制南北綠燈亮、閃爍總時間200．04TIM 006 250控制南北綠燈亮?xí)r間200．05控制南北黃燈亮2STIM 004 20控制南北綠燈閃爍時間200．06控制東西、南北綠燈閃爍255．02