基于三菱PLC和组态技术的交通灯控制系统设计

湖 南 涉 外 经 济 学 院本科毕业论文（设计）题目基于三菱PLC和组态技术的交通灯控制系统设计作者 #学院信息科学与工程学院专业电子信息工程（自动化）专业 学号#指导教师#二一三 年 五 月 十五 日湖南涉外经济学院毕业论文（设计）任务书学生姓名： # 学号：# 专业班级： 电子信息工程0904 毕业论文（设计）题目： 基于三菱PLC和组态技术的交通灯控制系统设计 题目类型： 工程设计 毕业论文（设计）时间: 自 2012 年 12月 1日开始至 2013 年 5 月 15日止1. 毕业论文（设计）内容要求：工业组态软件在工业界有相当广泛的应用，该类软件允许用户在图形化界面下对控制系统的各种采样点、过程输出点、设备、生产车间、控制回路、文件报警、生产报表、控制策略、网络设备和生产工艺画面进行定义与组态。监视与控制通用系统（Monitor and Control Generated System，MCGS）是为工业过程控制和实时监测领域服务的常用工业控制组态软件，具有功能完善、操作简单、可视性好、可维护性强的特点。汽车市场快速扩张，各地机动车保有量也随着上升，交通拥堵日趋严重，交通灯已经成为现代城市交通控制和疏导的重要手段，研究高效的交通灯控制系统是解决城市交通问题的关键，本设计具体要求：（1）查阅相关资料，了解交通灯控制系统的各种方案及国内外交通灯控制系统的最新进展。（2）掌握三菱PLC的相关知识，熟悉基于其指令，采用GX-Programmer软件编制系统程序，设计单台电梯控制系统。（3）掌握MCGS组态软件，并利用组态软件设计一个上位机的交通灯监控系统。（4）利用实验室的三菱PLC组成系统，并局部的调试。（5）总结调试中的问题、心得与体会。（6）论文正文部分不少于8000字，翻译一至两篇相关外文文献资料。（7）完成论文的打印、装订等工作，准备答辩。1题目类型：(1)理论研究(2)实验研究(3)工程设计(4)工程技术研究(5)软件开发2.主要参考资料1王阿根.电气可编程控制原理与应用M.北京:清华大学出版社,2010. 2廖常初.FX系列PLC编程及应用M.北京:机械工业出版社,2010.3罗文等.电器控制与PLC技术M.西安:西安电子科技大学出版社,2008.4贺哲荣等.流行PLC实用程序及设计M.西安:西安电子科技大学出版社,2008.5陈忠平,侯玉宝等.三菱FX/Q系列PLC自学手册M.北京:人民邮电出版社,2009.6常国兰. 基于MCGS的交通灯控制系统设计J.研究与开发,2009,28(03)3:42-43.7郑则炯.基于组态技术与P LC在交通灯控制系统中的应用J.广西轻工业,2010(02):40-50.8经张俊等.基于PLC的交通灯实时控制研究J.工业控制计算机,2008,21(12):90-91.9艾红.PLC与组态软件的动画连接及命令语言设计J.北京机械工业学院学报,2005,20(04):22-24.10包建华等.工控组态软件MCGS及其应用J.工矿自动化, 2007,(03):92-93.11乔维德.基于PLC的交叉口交通灯的模糊控制J.微计算机信息,2007,23(06):91-92.12Cheded.Al-Mulla. Control of a four-level elevator system using a programmable logic controller. International Journal of Electrical Engineering Education,200313Michel Gilles.Programmabe Logic Controllers:Architecture and Application Wiley.1990.14G.L.Batten. Programmabe Controllers:hardware.software and Application.New York:MC Graw-Hill.1994.15秦春斌，PLC基础及应用教程M.机械工业出版社，20103.毕业论文（设计）进度安排阶段阶 段 内 容起止时间开题查阅相关文献资料，文献综述，完成开题报告；2012.12.01-2012.12.31撰写提纲确定设计方案，写好论文提纲，交予导师审阅并修改；2013.01.01-2013.02.26完成初稿整合材料，完成论文初稿，并交予导师审阅并修改；2013.02.27-2013.04.14完成终稿修改论文，完成论文终稿并打印装订论文；2013.04.15-2013.04.28评阅答辩论文评阅及答辩2013.04.29-2013.05.15指导教师（签章）_ 日期_系(教研室)主任(签章)_ 日期_二级学院院长(签章)_ 日期_湖南涉外经济学院毕业论文（设计）指导教师评语建议成绩： 指导教师： （签章）年 月 日湖南涉外经济学院毕业论文（设计）评阅教师评语建议成绩： 评阅教师： （签章）年 月 日湖南涉外经济学院毕业论文（设计）答辩记录日期： 学生姓名： 学号： 专业班级： 题目： 毕业论文（设计）答辩委员会（小组）意见：答辩成绩： 评定等级： 答辩委员会(小组)负责人： （签章）委员（小组成员）： （签章） （签章） （签章） （签章） 二级学院审查意见： 论文（设计）最终评定等级：_ 负责人： （签章） _年_月_日摘 要 当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车最常见和最有效的手段。社会的发展，人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。人多、车多、道路少的道路交通状况很明显了。所以采用有效的方法控制交通灯势在必行的。PLC的智能控制原则是控制系统的核心，采用PLC把东西方向或南北方向的车辆按数量规模进行分档，相应给定的东西方向与南北方向的绿灯时长也按一定的规模分档，这样就可以实现按车流量规模给定绿灯的时长，达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞流，缓解交通拥挤、实现最优控制，从而提高交通控制系统的效率。 MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开房平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。使用MCGS用户无须具备计算机编程知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定，功能成熟，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统开发工作。MCGS具备操作简单，可视性好、危害性强、高可靠性等突出特点。在PLC与计算机通讯的基础上，通过组态软件可以对PLC的当前工作状态进行全方位的监控，进一步通过组态软件可以对控制对象的工作过程进行全程模拟仿真，实现远程控制。因其充分利用了计算机和PLC的特点，实现了优势互补而得到广泛应用。本文利用计算机作为上位机，利用(MCGS6.2)组态软件作为程序开发平台，下位机采用三菱公司FX-2N系列可编程序控制器，组成一个简单实用的十字路口交通灯控制系统，以解决路口人行横道中行人闯红灯而引起的交通安全问题。关键字：PLC;MCGS组态;交通灯;控制系统ABSTRACTtoday, the traffic lights installed in each crossing, to ease the traffic has become the most common and most effective means of. The development of society, peoples consumption level unceasing enhancement, personal vehicles unceasing increase. Many people, fewer cars and more road traffic is very obvious. So adopting effective method to be imperative to control traffic lights. Intelligent PLC control principle is the core of the control system, using PLC to East-West or north-south direction of the vehicle were classified according to the number of scale, east-west and north-south direction corresponding to a given length of green time by a certain size grading, this can be achieved by the car flow scale given light duration, maximum limit vehicle clearance, reducing the crossroads of the vehicle stagnation, relieve traffic congestion, to achieve optimal control, so as to improve the efficiency of traffic control system.MCGS provides a complete solution to solve practical engineering problems and open platform for the user, can complete the data acquisition, real-time and historical data processing, alarm and security mechanism, animation display, trend curve and report output and enterprise network monitoring and other functions. The use of MCGS, the user need not have knowledge of computer programming, can be an easy job to complete a stable operation, in a short period of time to mature, to maintain the development of computer monitoring and control system of small amount of work and professional. MCGS has simple operation, good visibility, strong harmfulness, high reliability characteristics.Based on PLC and computer communications, through the configuration software can monitor the full range of the current working state of PLC, further through the configuration software can process simulation of working process for controlled object, to realize the remote control. Because it makes full use of the characteristics of computer and PLC, realize the complementary advantages and has been widely applied. This paper uses computer as upper machine, using (MCGS6.2) configuration software as development platform, the slave computer uses Mitsubishi Co FX-2N series programmable controller, a simple and practical control of traffic lights at a crossroads, to solve the intersection crosswalks and pedestrian red-light traffic safety problems caused by.Keywords:PLC;MCGS configuration;traffic lights;control systemI湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计）29目 录摘 要IABSTRACTII第一章 前 言1第二章 PLC的基本介绍22.1 可编程控制器的定义22.1.1 通用叫法22.1.2 什么是PLC22.1.3 PLC的主要特点22.2 PLC硬件系统组成32.3 PLC的工作原理42.3.1 工作原理42.3.2 PLC的扫描工作原理42.4 MCGS组态软件6第三章 基于三菱PLC交通灯控制系统设计73.1 交通灯系统控制要求73.1.1 十字路口交通灯变化规律83.1.2 十字路口交通灯控制系统I/O地址分配83.2 设计思路103.3 程序的梯形图和指令表11第四章 MCGS设计基本步骤134.1 建立MCGS新工程134.2 设计画面流程134.3 定义数据变量154.4 动画连接164.5 设备窗口属性设备20结 论27参考文献28致 谢29附录一：设计梯形图30附录二：指令表3127第一章 前 言随着社会的发展，人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。人多、车多道路少的道路交通状况已经很明显了。所以采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。单片机也可以控制交通灯系统，由于单片机电子元件的可靠性没有PLC可靠性高，容易出现系统的错误，从而产生一些不便，甚至事故，所以为保证交通的畅行，十字路口的交通灯的控制显得尤为重要，不能有差错，在正常工作中，为了保证系统运行的可靠性一般选用PLC来控制交通灯。可编程控制器是以微处理器为基础，综合计算机技术，自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型工业控制装置。它将传统继电器技术和现代计算机信息处理两者的优点结合起来，成为了工业自动化领域中最重要的、应用最多的控制设备，并已跃居工业自动化三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）的首位。近年来PLC的应用更为广泛，它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，对使用环境适应性强，同时其内部定时器资源十分丰富，十字路口的交通灯控制可方便地实现。因此使用PLC控制交通灯系统势在必行。当前，组态控制技术在工业自动化领域逐渐兴起，成为一种新型的软件开发技术。只要利用组态软件包中的工具，通过硬件组态、数据组态、画面组态等工作即可完成所需应用软件的开发工，可以作实现远程监控、数据采集、数据分析、过程控制等功能。而当前很多自动控制系统中，常常选用可编程序控制器(PLC)作为控制设备，用于数据采集、状态判别和输出控制。在PLC 与计算机通讯的基础上，通过组态软件可以对PLC的当前工作状态进行全方位的监控，进一步对控制对象的工作过程进行全程模拟仿真，实现远程控制。因其充分利用了计算机和PLC 的特点，实现了优势互补而得到广泛应用。本文利用计算机作为上位机，利用MCGS组态软件作为程序开发平台，下位机采用三菱系列可编程序控制器，组成一个简单实用的十字路口交通灯控制系统，以解决路口人行横道中行人闯红灯而引起的交通安全问题。第二章 PLC的基本介绍2.1 可编程控制器的定义2.1.1 通用叫法中文名称为可编程控制器或可编程序控制器；英文名称为Programmable Controller，简称PC；为避免和个人电脑的简称混淆，一般将可编程序控制器简称为PLC（Programmable Logic Controller）。2.1.2 什么是PLC可编程序控制器，它是一个以微处理器作为核心的数字运算操作电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数以及算术运算等操作指令，并通过数字式以及模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械生产过程。可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程可分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出三个阶段。PLC是微机技术与传统继电接触控制技术互相结合的产物，它克服了继电接触控制系统之中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作和维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不涉及专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图作为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的程序的编制工作，就可方便地将PLC应用于生产实践。2.1.3 PLC的主要特点1、采用光耦隔离，设置多种滤波电路，内部采用电磁屏蔽，采用开关稳压电源，可采用双CPU冗余系统。 2、功能强，适应面广。PLC具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制，模拟量输入/输出等功能，既可控制开关量，也可控制模拟量,可进行单机控制、生产线控制、生产过程控制以及联网控制。3、通用性强，使用方便.PLC产品系列化、模块化，用户可方便地配置出满足不同控制规模的系统。4、编程语言简单易学，程序易修改。LC采用梯形图语言，与继电器线路相似。5、安装调试简单，维修方便。PLC内部不需接线，安装工作量小I/O配有LED指示灯，调试维修方便，模块更换方便。6、体积小、能耗低、重量轻，易于实现机电一体化。PLC体积小，适应环境能力强，因此很容易安装在机械设备内部，是机电一体化设备中较为理想的控制装置。2.2 PLC硬件系统组成微处理器（CPU）接收并存储用户程序和数据；诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。 系统存储器系统程序存储器+系统数据存储器存放系统工作程序（监控程序）；存放模块化应用功能子程序；存放命令解释程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。用户存储器RAM/EPROM/EEPROM存放用户工作程序；存放工作数据。输入单元带光电隔离电路。多种辅助电源类型：AC电源DC24V输入；DC电源DC24V输入；DC电源DC12V输入。接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收传感器输出信号。输出单元带光电隔离器及滤波器。多种输出方式：1晶体管2晶闸管3继电器，驱动直流负载（继电器输出单元）；驱动频繁动作的交/直流负载（晶闸管输出单元）。通讯及编程接口采用RS-485或RS-422串行总线，连接专用编程器（FX-20P、FX-10P）；连接个人电脑（PC），实现编程及在线监控；连接工控机，实现编程及在线监控；接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接打印机等计算机外设。I/O扩展接口采用并行通讯方式。扩展I/O模块；扩展位置控制模块（如F2-30GM）；扩展通讯模块（如FX-232AW等）；扩展模拟量控制模块（如FX-2DA、FX-4AD等）。电源：PLC配有开关电源，以供内部电路使用。与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。对电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值15%的范围内波动。许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电。编程装置：编程装置的作用是用于编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。它是开发、应用、维护PLC不可缺少的工具。编程装置可以是专用编程器，也可以是配有专用编程软件包的通用。 计算机系统：专用编程器是由PLC厂家生产，专供该厂家生产的某些PLC产品使用，它主要由键盘、显示器和外存储器接插口等部件组成。专用编程器有简易编程器和智能编程器两类。智能接口模块：智能接口模块是一独立的计算机系统，它具有独立的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。它作为PLC系统的一个模块，通过总线与PLC相连，进行数据交换，并在PLC的协调管理下独立地进行工作。PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块和中断控制模块等。其它外部设备：除了以上所述的部件和设备外，PLC还有许多外部设备，如EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。2.3 PLC的工作原理 2.3.1 工作原理PLC的工作过程是一个不断循环扫描的过程。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令重新开始。每一次扫描过程有输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段。2.3.2 PLC的扫描工作原理 当PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式。如图2.1是PLC的CUP工作流程，如图2.2是CUP工作流程简化之后的程序，从这两张图，我们能够清晰的知道PLC的原理。电源ON输入处理停机处理内部处理输出处理程序执行通信服务自诊断CUP运行方式停机？正常？NYYNRUN内部处理通信服务输入处理程序执行输出刷新STOP 图2.2 简化后的扫描程序 图2.1 PLC的CPU工作流程 输入采样阶段。在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。在PLC的存储器中，有一个专门存放输入输出信号状态的区域，称为输入映像寄存器和输出映像寄存器，PLC梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区，称为元件映像寄存器。要注意的是，只有在输入采样阶段，输入映像寄存器的内容才与输入信号一致，而在输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。用户程序执行阶段 。在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一行梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按“先左后右、先上后下”的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算。输出处理阶段。当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时才是PLC真正的输出。 2.4 MCGS组态软件MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/XP等操作系统。MCGS组态软件包括三个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。包含“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”，为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、曲线和报表输出、企业监控网络以及高性能、高可靠性、低成本的嵌入系统等功能。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。 第三章 基于三菱PLC交通灯控制系统设计 十字路口利用交通灯用来对交通拥挤进行有效的疏通，并为交通参与者的人身安全提供了非常有利的保障。但是随着社会和经济的高速发展，原先的交通灯控制系统已经不能再适应现在越来越拥挤的交通状况。怎么样改善交通灯控制系统，使得交通灯适应现在的交通状况，成为研究的课题。 以前的十字路口交通控制灯，一般做法是：事先对经过车辆流量调查，利用统计的方法将红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能会产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性的，根本不可能建立准确模型的，统计的方法已经不能适应迅猛发展交通拥挤，更为现实的需要是能一种能够根据流量变化而自适应控制的交通灯。由于十字路口不同时间段的车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路的有效利用时间的浪费，出现空等现象，影响了道路的畅通。为此，采用不依赖数学模型模糊控制法设计交通灯控制器，能较好地解决这个问题。可编程控制器交通灯的控制系统集成了自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术等于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分利用了分散式控制系统及集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。另外随着高科技技术在日常生活中的普遍应用，城市空中各种电磁干扰的日益严重，为保证交通控制的可靠、稳定，选择能够在恶劣的电磁干扰的环境下正常工作的PLC也是必要的。3.1 交通灯系统控制要求当南北方向红灯亮35s期间，东西方向绿灯亮30s，然后闪烁3s后熄灭，接着黄灯亮2s，这是半个周期。接下来半个周期换成东西方向绿灯亮35s，在这期间，南北方向绿灯亮30s，闪烁3s后绿灯熄灭，黄灯亮2s。可以看出，次周期为70s，完成后进入下一个周期，如循环反复。表3.1是十字交通灯东西方向变化规律，表3.2是十字交通灯南北方向变化规律，表3.3是十字路口交通灯I/0地址分配，如图3.1是交通灯时序变化规律。如图3.2是PLC I/O接线图。3.1.1 十字路口交通灯变化规律表3.1 十字路口交通灯东西方向变化规律表东西方向交通灯绿灯绿灯闪烁黄灯红灯时间/s303235表3.2 十字路口南北方向交通灯变化规律表南北方向交通灯红灯绿灯绿灯闪烁黄灯时间/s3530323.1.2 十字路口交通灯控制系统I/O地址分配表3.3十字路口交通灯控制系统I/O地址分配输入（I）开关SAX0开始停止、复位输出（O）线圈KM1Y1东西方向绿灯线圈KM2Y2东西方向黄灯线圈KM3Y3东西方向红灯线圈KM4Y4南北方向绿灯线圈KM5Y5南北方向黄灯线圈KM6Y6南北方向红灯图3.1 交通灯时序图COMCOMVX0Y2Y6Y4Y5Y3PLC内部Y1 . . . . . .220VSA图3.2 PLC I/O接线图3.2 设计思路依据十字路口交通灯控制的控制要求，其设计思路如下：（1）在35s红灯期间，有30s绿灯、3s闪烁以及2s黄灯，一次可以考虑用T0、T1、T2（定时值分别为K300、K330、K350）三个定时器。（2）由于南北方向和东西方向交通灯规律相同，因此可以成对控制。（3）由于有绿灯的闪烁，所以可以用一个特殊辅助继电器M8013。（4）我们可以通过南北方向的红灯Y6的状态，在加上T1,T2，T3的状态就可以知道其他灯亮与灭，比如南北方向Y6灯亮，T2=340，我们就可以知道东西方向黄灯亮其他灯灭，又比如南北方向Y6灯灭T2=320，我们可以知道东西方向红灯Y3亮，南北方向绿灯Y4闪烁，其他灯灭。（5）所以我们只要把Y6先给编程好，然后通过Y6和计时器作为控制，就可以确定其他灯的亮与灭。3.3 程序的梯形图和指令表LDI T2OUT T0 K300OUT T1 K330OUT T2 K350LD T2ANI Y6LDI T2AND Y6ORBOUT Y6AND T1OUT Y2LDI Y6OUT Y3 AND T1OUT Y5LDI T0OR M8013ANI T1AND Y6OUT Y1ANI Y6OUT Y4ENDT2T0T1T2T2Y6T2Y6T1Y6T1T0T1Y6Y6M8013ENDK300K330K350Y6Y2Y3Y5Y4Y1黄红黄红绿绿第四章 MCGS设计基本步骤4.1 建立MCGS新工程进入MCGS组态坏境，在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，新建工程，工程存为：DMCGSWORK交通灯。如下图4.1。图4.1 新建工程4.2 设计画面流程在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生“窗口0”。如下图4.2。图4.2 新建窗口 选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，讲“窗口名称”改为：交通灯；讲“窗口标题”改为“交通灯”；在“窗口位置”中选中“最大优化显示”，其他不变，单击“确认”，如图所示图4.3。 图4.3 窗口属性设置选中刚创建的“交通灯”控制窗口，单机“动画组态”，进入动画制作窗口。 最后生成的画面如图所示：图4.4 完成后的效果图4.3 定义数据变量点击工作台的“实时数据库”，进入实时数据库窗口页，点击“新增对象”增加新的数据变量，如下图4.5所示。 图4.5 实时数据的建立4.4 动画连接在图形对象搭置而成的图形界面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实的描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS实现图形动画设计的主要方法是讲用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态和特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果。在用户窗口中，进入交通灯控制窗口，设置个单元属性设置窗口，各窗口属性设置见图4.6，图4.7，图4.8，图4.9，图4.10。 图4.6 南北方向红灯属性设置 图4.7 南北方向红灯可见度设置 图4.8 东西方向红灯可见度设置依次把黄灯、绿灯这样设置。 图4.9 启动按钮数据对象 图4.10 启动按钮动画连接4.5 设备窗口属性设备 设备窗口属性设置在组态工作台界面中，用鼠标单击“设备窗口”选项，出现设备窗口图标并双击进 入设备组态窗口；在此窗口中通过设备工具箱，完成设备组态，如图4.11所示。图4.11 设备窗口属性设置设备组态完成后， 双击“通用串口父设备 0”， 进入通用串口父设备属性编辑界面， 根据设备通讯要求和连接情况，完成通用串口父设备属性编辑界面中相关的参数设置， 具体设置如图所示，按“确认”完成设置。 图4.12 通用串口设备属性设置返回设备组态窗口，双击“设备 0-三菱_FX系列串口”进入设备属性设置窗口， 在此窗口中有“基本属性”，“通道连接”，“设备调试”，“数据处理”选项卡。在 液体自动混合控制中，不涉及“数据处理”。其余三项设置如图所示。在 设备调试窗口中，如果“通讯状态标志”栏中，显示“0”则表示通讯正常，若显示 “-1”则表示通讯不正常。通过设备调试，使MCGS与PLC通讯正常，即设备调试窗口中的通讯状态显示为“0”，按确认即可。如图4.12、4.13、4.14、4.15所示。 图4.13设备0的基本属性设置 v 图4.14 设备0的通道连接 图4.15 设备0的设备调试 回到工作台界面，选择主控窗口并单击界面右侧的“系统属性“按钮，弹出“主控窗 口属性设置”对话框，在此窗口中选择“内存属性”选项卡，在用户窗口列表中选中“交通 信号灯”，按“增加”按钮，则“交通信号灯”移入“装入内存窗口”，如图4.16，按“确 认”键即可。 图4.16 在主控窗口装入交通灯窗口 单击主菜单中的“进入运行环境”钮，即可进入监控运行界面，实时监控系 统的工作情况，如图4.17、图4.18、图4.19、图4.20、图4.21所示。图4.17 实时监控系统的情况1图4.18 实时监控系统的情况2图4.19 实时监控系统的情况3图4.20 实时监控系统的情况4图4.21 实时监控系统的情况5结 论根据交通灯控制系统的控制要求，利用组态技术及PLC构成了简单可靠的交通灯控制系统。通过RS232 数据线传输到PLC 运行正常。通过组态画面能够实时的反映交通信号灯的工作状态。利用工控组态软件实现PLC 与上位机通信方法简单易行，MCGS 工作为上位机工控软件给用户提供了良好的人机界面。整个系统程序完成后，就开始了调试。在调试过程中未出现什么重大问题，只是偶尔有一些端口冲突的小问题。因为所有的调试均是在实验室通过实验板进行的，没有在实际使用中进行现场调