基于PLC与MCGS组态软件的交通灯控制.docx

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基于PLC与MCGS组态软件的交通灯控制

摘要

设计了路口交通灯监控系统的控制方案,介绍了用PLC实现对交通灯运行控制的方法。

采用组态软件实现监控系统的上位机设计,在组态软件中实时反映交通灯的运行状态,并能通过监控画面控制交通灯的信号,PLC控制系统和组态监控系统进行实时数据交换。

　关键词：

PLC;MCGS组态;交通灯

第一章绪论

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。

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作，可以实现远程监控、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，下位机采用欧姆龙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。

第二章通灯系统控制要求

2.1交通灯系统控制要求

交通灯对我们人类来说是个必不可少的交通信号工具，它关系着我们的人身安全。

尤其在大城市里，绝容不得有半点失误。

本文的控制要求如下：

按启动按钮，交通灯开始工作，按停止按钮，交通灯停止工作。

系统启动后，南北方向红灯亮20S，同时东西方向绿灯亮15S,到15S时东西方向绿灯开始闪亮3S后熄灭，然后过渡到东西方向黄灯亮2S后熄灭；之后东西方向红灯亮，南北方向红灯熄灭，南北方向绿灯亮。

东西方向红灯亮20S，在此同时南北方向绿灯亮15S，到15S时南北方向绿灯开始闪亮，闪亮3S后熄灭，然后过渡到南北方向黄灯亮2S后熄灭；之后又回到南北方向红灯亮，东西方向红灯熄灭，东西方向绿灯亮的状态。

两个方向的绿灯闪亮间歇时间均为1S。

两个方向的信号灯，按上面的要求周而复始地进行工作。

2.2交通灯路况模拟图

图1交通灯状况模拟图

第三章交通灯系统控制设计

3.1可编程器件选择

在众多的PLC设备中，我们选用了西门子的S7-200型PLC。

由于它价格低、体积小、可靠性高、运行速度快、性价比高等优点，使它在各行各业中得到迅速发展。

另外，我们学习的主要为西门子S7-200系列单片机。

学校实验室的设备也是在S7-200的基础上搭建而成的，因此，选择更好的S7-200PLC。

3.2MCGS组态软件

MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem）是一套基于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。

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。

MCGS组态软件功能强大，操作简单，易学易用。

同时使用MCGS组态软件能够避开复杂的计算机软、硬件问题，集中精力去解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。

3.3I/O地址分配表

图2I/O分配表

图3I/O分配表

3.4交通灯系统控制PLC程序

图4PLC程序

3.5组态程序

图5组态程序

第四章交通灯控制系统运行结果

4.1进入运行界面

图6进入运行界面

4.2启动

图7启动开始界面

按下启动按钮后，启动指示灯变绿，系统开始进入自动运行状态，同时东西绿灯亮，南北红灯亮。

车运行。

4.3实验台接线

图8实验接线图

4.4控制

让PC机与PLC进行通信，使用的是PLC的PPI协议，控制的目的是用组态软件的程序控制PLC，进而使实验台的交通灯进行工作。

实验现象如下。

图9控制实验图

4.5监控

使用PLC编程软件编写PLC程序，下载到PLC的CPU内，根据PLC程序运行交通灯，此时让组态软件程序清空，让PLC程序控制组态,来达到控制交通现场。

图10监控实验图

第五章结束语

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试，很多问题可能未被发现，所以本系统并不能直接进行实际应用。