1、天津大學(xué)慈悲學(xué)院PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)標(biāo)題：信號燈自動控制和手動控制(觸摸屏)專業(yè)課：自動化3類學(xué)生名稱：姜振男學(xué)生學(xué)號：導(dǎo)師：張海偉成績：2013年9月27日一、引言(1)設(shè)計(jì)目的城市的快速發(fā)展、汽車擁有量的增加給交通帶來了很多問題，例如交通擁擠、交通事故的頻繁發(fā)生、環(huán)境污染的增加和燃料損失的增加。最重要的是，十字路口的交通流量已經(jīng)飽和了。原因主要是現(xiàn)有交叉口的幾何條件有限，交通管理設(shè)施不足。道路上交通標(biāo)志不規(guī)則、交叉口變得水道不合理等問題加劇了交通擁擠的矛盾，而城市交通的命脈干線道路上的交通堵塞，可能會使整個城市的交通癱瘓。解決城市交通擁擠狀況，改善道路網(wǎng)絡(luò)，消除交通擁擠不是在短時間內(nèi)就能

2、解決的，而現(xiàn)在急需的是進(jìn)一步挖掘道路網(wǎng)絡(luò)的潛力，改善交通狀況。尤其是改善交通信號控制。需要開發(fā)高效的智能交通控制系統(tǒng)，城市交通的智能控制已成為當(dāng)前國內(nèi)外交通工程界研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。每個交叉口都是城市道路網(wǎng)絡(luò)的咽喉要道，人流和車輛聚集的地方，最容易發(fā)生交通堵塞，因此交叉信號的智能控制顯得更加迫切。最大限度地提高交叉口的交通量，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活提供安全、順暢、高效、低污染、低電力的交通環(huán)境成為必然。通常，新的行業(yè)自動控制系統(tǒng)分為控制層、監(jiān)控層和管理層三個層次。監(jiān)控層的硬件基于IPC，該軟件使用行業(yè)配置軟件執(zhí)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)處理、警報(bào)和安全機(jī)制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報(bào)告

3、輸出，以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。本文以交通燈控制系統(tǒng)為例，介紹了工業(yè)組態(tài)軟件MCGS虛擬控制監(jiān)控系統(tǒng)。也就是說，利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)資源，通過計(jì)算機(jī)上配置軟件的操作界面和功能，模擬現(xiàn)場控制對象并進(jìn)行虛擬控制。(2)設(shè)計(jì)內(nèi)容繪制用一個開關(guān)控制交通燈運(yùn)行和停止的模擬交叉口的信號燈配置圖。打開開關(guān)后，南北紅燈、東西綠燈亮的話，現(xiàn)在東西方向的車輛運(yùn)行，延遲8秒的話東西方向的車輛閃爍，閃爍4秒的話，東西方向的車輛跳躍到黃燈光，此時東西方向的車輛停止運(yùn)行，東西方向的車輛4秒后，東西方向的紅燈、南北綠燈的話，南北方向的車輛運(yùn)行，8秒的南北綠燈閃爍，閃爍4秒開關(guān)從開變?yōu)殛P(guān)時，所有指示燈都不亮。其中一個需要數(shù)字屏幕，

4、顯示東西方向的每個燈的照明時間。同時，燈的時間可以雙向調(diào)節(jié)。(3)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)充分利用自身的設(shè)計(jì)動畫要求、圖形編輯功能，輕松配置交叉口的交通燈自動命令畫面，通過動畫顯示交通燈狀態(tài)，控制紅綠燈的東西向。二、全系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)(1)MCGS配置軟件原理MCGS軟件系統(tǒng)由兩部分組成：配置環(huán)境和操作環(huán)境。配置環(huán)境就像完整的工具軟件套件，可幫助用戶設(shè)計(jì)和部署自己的應(yīng)用程序系統(tǒng)。執(zhí)行環(huán)境根據(jù)在配置環(huán)境中配置的配置工程，以用戶指定的方式運(yùn)行，并執(zhí)行完成用戶配置設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能的各種過程。建構(gòu)環(huán)境：建立組態(tài)應(yīng)用程序系統(tǒng)操作環(huán)境：說明執(zhí)行配置結(jié)果配置結(jié)果數(shù)據(jù)庫MCGS配置軟件(以下簡稱MCGS)由兩個系統(tǒng)組成：“MCG

5、S配置環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”。兩部分相互獨(dú)立，密切相關(guān)。MCGS配置環(huán)境是生成用戶應(yīng)用程序的工作環(huán)境，McgsSet.exe可執(zhí)行程序(位于MCGS目錄的Program子目錄中)支持此環(huán)境。用戶在MCGS配置環(huán)境中完成所有配置任務(wù)后(例如設(shè)計(jì)動畫、連接設(shè)備、創(chuàng)建控制進(jìn)程、創(chuàng)建工程打印報(bào)告等)，也稱為配置結(jié)果數(shù)據(jù)庫。生成擴(kuò)展名為MCGS的工程文件。與MCGS運(yùn)行環(huán)境一起配置用戶應(yīng)用程序系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程”。MCGS執(zhí)行環(huán)境是執(zhí)行程式McgsRun.exe支援的使用者應(yīng)用程式系統(tǒng)的執(zhí)行環(huán)境，儲存在MCGS目錄的Program子目錄中。在生產(chǎn)環(huán)境中完成項(xiàng)目控制任務(wù)。(2)系統(tǒng)變量定義和分配表變

6、量名稱類型超值注釋水平向右移動數(shù)字類型0橫向向右東移的卡車走的路。向左水平移動數(shù)字類型0從東到西的貨車路線。垂直上移數(shù)字類型0南北向垂直起降車的行程。垂直下移數(shù)字類型0向南北方向的油輪垂直向下的行程.東西的綠燈開關(guān)型0東西綠色=1時，綠色燈亮；東西綠色=0時，綠色燈關(guān)。東西方黃燈開關(guān)型0東西黃燈=1點(diǎn)黃燈亮，東西黃燈=0點(diǎn)黃燈滅。東西紅燈開關(guān)型0東西紅燈=1點(diǎn)紅燈，東西紅燈=0點(diǎn)紅燈關(guān)閉。南北綠燈開關(guān)型0南北綠色=1時，綠色燈亮；南北綠色=0時，綠色燈滅。南北黃燈開關(guān)型0南北黃燈=1點(diǎn)黃燈，南北黃燈=0點(diǎn)黃燈關(guān)閉。南北紅燈開關(guān)型0南北紅燈=1點(diǎn)紅燈，南北紅燈=0點(diǎn)紅燈關(guān)閉。開關(guān)開關(guān)型0開關(guān)=1

7、時運(yùn)行，開關(guān)=0時停止z文字型0計(jì)時器的時間d文字型0東西方向各顏色燈照明時間(倒計(jì)時)a文字型0計(jì)時器的當(dāng)前值l文字型0綠色照明可調(diào)整燈的時間(起始值默認(rèn)為12)b文字型0調(diào)試器自定義時間(3)系統(tǒng)可靠性該系統(tǒng)是中文界面，人機(jī)界面熟悉，具有結(jié)果可視化的優(yōu)點(diǎn)。對用戶來說，操作簡單，編程簡單，參數(shù)輸入和修改靈活，具有多次重復(fù)仿真運(yùn)行的控制功能，可以實(shí)時顯示參數(shù)更改前后的系統(tǒng)特性曲線，可以直觀顯示在自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮理想效果的系統(tǒng)的實(shí)時趨勢曲線。使用Kingview開發(fā)系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)用程序時需要考慮的三個方面：1:圖形是將實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場和相對工業(yè)控制設(shè)備模擬為抽象圖形屏幕。建立資料(即特定資料庫)，并使

8、用此資料庫中的變數(shù)資料描述產(chǎn)業(yè)控制物件的各種屬性。連接，即屏幕上的圖，是模擬現(xiàn)場設(shè)備操作的動畫，并讓操縱器輸入控制設(shè)備的命令。3、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)控制屏幕根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在MCGS構(gòu)造環(huán)境中，根據(jù)需要在模擬交叉點(diǎn)處繪制交通燈指揮圖。(2)交通燈系統(tǒng)控制時序圖根據(jù)實(shí)際情況繪制系統(tǒng)的時序圖。(3)交通燈控制流程圖根據(jù)控制要求繪制交通燈系統(tǒng)流程圖。(4)交通燈的時間星效應(yīng)東西的綠燈亮，南北紅燈亮。東西亮黃燈，南北亮紅燈。東西紅燈亮，南北綠燈亮。時間調(diào)節(jié)屏幕4、設(shè)計(jì)上級監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)試可以分兩個階段完成：脫機(jī)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。這里脫機(jī)調(diào)試主要是為了程序準(zhǔn)備和調(diào)試，使用步驟7自動診斷用戶編程，用戶可以通過

9、各種邏輯關(guān)系檢查程序中的錯誤。聯(lián)機(jī)調(diào)試是一個全面的調(diào)試過程，包括程序本身、外圍設(shè)備、外圍設(shè)備和控制設(shè)備等調(diào)試。在線調(diào)試過程中，系統(tǒng)以監(jiān)控狀態(tài)運(yùn)行，可以隨時發(fā)現(xiàn)問題，隨時解決問題，逐步完善系統(tǒng)。因此，一般系統(tǒng)中存在的問題基本上可以在此過程中解決。設(shè)置正確后，配置環(huán)境將連接到PLC，配置中信號燈的更改將反映在PLC中，因此可以使用控制功能。同樣，如果PLC具有相應(yīng)的信號燈進(jìn)程，則在配置中屏蔽腳本進(jìn)程將在配置環(huán)境中顯示PLC控制下的信號燈更改，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)視功能。信號燈IO分配表輸入功能說明輸出功能說明0.00啟動/分離1.03南北綠燈1.04南北黃燈1.05南北紅燈1.00東西的綠燈1.01東西方黃

10、燈1.02東西紅燈5、系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析設(shè)計(jì)得很難一次完成程序，調(diào)試中出現(xiàn)了不少錯誤。第一次啟動時輸入并運(yùn)行程序時，有些指示燈不亮，周期完成后無法循環(huán)。不知道從哪里開始，一一檢查后才發(fā)現(xiàn)NC輸出的實(shí)際輸出沒有信號。燈開著，但仍然不能循環(huán)。在節(jié)目里再仔細(xì)看了一遍，但沒有看到任何問題。突然覺得程序員可以監(jiān)視，同時也監(jiān)視了。在程序的第一個周期，一切正常運(yùn)行，但重新啟動后，發(fā)現(xiàn)第二個周期不再有反應(yīng)。才發(fā)現(xiàn)時間范圍設(shè)置出現(xiàn)了錯誤，之后還發(fā)現(xiàn)了這樣不同功能中出現(xiàn)的錯誤。尋找錯誤是枯燥無味的工作，但如果你有耐心，肯定會學(xué)到有用的動態(tài)。6、結(jié)論掙扎了一個多星期，終于設(shè)計(jì)成果出來的時候，我才放心了，有句“萬事開

11、頭難”，這句話一點(diǎn)也不假。想到當(dāng)初確定了這個，還茫然若失。不知道如何著手。最后，采用了先收集資料、考察后設(shè)計(jì)的方法。查找資料也是件麻煩的事。雖然網(wǎng)上有資料，但找到真正有用的資料也不是件容易的事。要耐心尋找。終于到了設(shè)計(jì)的時候，花了幾天時間終于完成了設(shè)計(jì)，調(diào)試的時候發(fā)現(xiàn)結(jié)果和想法不同，通過監(jiān)控和修改，得出了所需的設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)增加了實(shí)踐技術(shù)，增加了交通知識，對我們真的幫助很大。最后，我們以為看不見風(fēng)雨，怎么能看見彩虹呢？我把體驗(yàn)總結(jié)成了10個單詞。世界上沒有難事，只怕有心人。再一次，學(xué)習(xí)，探索，我們慢慢體會，研究，遲到，終于開始意識到幾乎成功的那種喜悅，從頭開始寫報(bào)告，尋找資料，編程，整理，到每

12、次調(diào)試，我們都學(xué)習(xí)細(xì)致和耐心，還有山，丹，苦，辣，無數(shù)興趣自動形成，默契慢慢培養(yǎng)。在當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，知識的更新大大加快。只有我們一起探索，用自己的手征服了各個天空，用我們的新力量創(chuàng)造了一個創(chuàng)新領(lǐng)域。七、參考文獻(xiàn)1唐維亞杰基于組態(tài)王和PLC交通燈仿真控制系統(tǒng) 2010北京理工大學(xué)珠海學(xué)院2曹金福，潭盛福電氣控制與PLC年2010年0 2月化學(xué)工業(yè)報(bào)道3配角，周新說可編程控制器原理與應(yīng)用 2010年03月北京大學(xué)出版社4薛世龍電氣控制與可編程控制器 2011年3月電子產(chǎn)業(yè)出版社5王文義可編程原理與應(yīng)用 2010年01月科學(xué)出版社【6】元林光可編程控制器選用手冊 2003年10月1日機(jī)械

13、工業(yè)出版社7盧喬PLC編程指令與梯形圖快速入門 2010年11月電子行業(yè)新聞稿8齊興明PLC與變頻器快速入門與實(shí)踐 2011年1月1日人民郵電出版社9姚福來變頻器、PLC及組態(tài)軟件實(shí)用技術(shù)速成教程 2010年6月機(jī)械工業(yè)出版社【10】李洪平工控組態(tài)技術(shù)及應(yīng)用組態(tài)王 2011年8月西安電子科技大學(xué)出版社11龔中華韓孝信從基礎(chǔ)到實(shí)踐PLC與組態(tài)王 2011年8月機(jī)械工業(yè)出版社12龔中華三菱FX系列PLC應(yīng)用技術(shù) 2010年10月1日人民郵電出版社13張凱可編程控制器教程 2005年2月東南大學(xué)出版社14組態(tài)王初級課程北京雅控制技術(shù)開發(fā)有限公司2005年1月版本號：V1.58、附錄！TimerSet

14、Limit(2，z，0)！TimerSetOutput(2，a)If開關(guān)=0 then南北紅燈=0南北黃燈=0南北綠燈=0東西綠色=0東西紅燈=0東西方黃燈=0D=0L=12If(b0)thenL=b恩迪安Z=2*(l 4)！TimerReset(2，0)！TimerStop(2)恩迪安If開關(guān)=1 then！運(yùn)行Timer)恩迪安If a=0 and開關(guān)=1 then南北綠燈=0南北黃燈=0南北紅燈=1東西方綠燈=1東西紅燈=0東西方黃燈=0恩迪安If a=l-4 then東西綠色=0恩迪安If a=l-3 then東西方綠燈=1恩迪安If a=l-2 then東西綠色=0恩迪安If a=l-1 then東西方綠燈=1恩迪安If a=l then東西綠色=0東