組態(tài)王軟件在交通燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉力

（遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)控制系，遼寧 沈陽 110161）

本文提出了用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)交通燈PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能。利用PLC作為下位機(jī)實(shí)施現(xiàn)場控制，計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)運(yùn)行組態(tài)王軟件實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)計(jì)了一套交通燈監(jiān)控系統(tǒng)。兩者取長補(bǔ)短，達(dá)到了前所未有的控制效果。

1 系統(tǒng)方案和組成

1.1 系統(tǒng)方案

本文設(shè)計(jì)的交通燈監(jiān)控系統(tǒng)，可在計(jì)算機(jī)上以組態(tài)軟件為平臺，實(shí)時(shí)監(jiān)控交通信號，做到對交通燈控制系統(tǒng)的集中管理、集中顯示與在線調(diào)試等功能。同時(shí)能夠利用組態(tài)軟件的報(bào)表功能，保存歷史數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)預(yù)設(shè)值實(shí)施報(bào)警。

1.2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，運(yùn)行組態(tài)軟件，實(shí)時(shí)監(jiān)控。由PLC作為下位機(jī)，運(yùn)行PLC程序，實(shí)施對交通信號的控制。其中，PLC選用德國西門子公司的PLC，型號是S7-200。此型號PLC有40個(gè)輸入/輸出，其中輸入點(diǎn)16個(gè)、輸出點(diǎn)24個(gè)，能夠滿足系統(tǒng)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的需要。PLC與計(jì)算機(jī)是串行通信，用RS232/485轉(zhuǎn)換器連接，保證信號的可靠轉(zhuǎn)換。

2 PLC程序的設(shè)計(jì)

十字路口交通信號燈的東西南北4個(gè)方向變化時(shí)序，如圖1所示。

圖1 十字路口交通信號燈時(shí)序圖

交通燈控制程序，必須應(yīng)用定時(shí)器指令。本文將十字路口交通燈的控制循環(huán)周期分為8段。分段的原則是：將時(shí)序圖中任意一個(gè)方向的信號燈狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)間點(diǎn)，作為分段時(shí)間的始末，即0～16 s，16～17 s，以此類推。

PLC程序中，將8段定時(shí)的時(shí)間對應(yīng)指定的定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到時(shí)，控制下一段時(shí)間中信號燈的亮滅，以此類推。循環(huán)周期結(jié)束后，再回到第一段定時(shí)時(shí)間段的PLC程序處，繼續(xù)下一個(gè)周期，如此往復(fù)。交通燈控制程序，也可用順序功能圖的方法編寫。

3 組態(tài)王監(jiān)控界面設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)選用的組態(tài)軟件，是北京亞控公司的組態(tài)王6.52。上位機(jī)運(yùn)行組態(tài)軟件，主要實(shí)現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)采集，監(jiān)控界面的實(shí)時(shí)更新，同時(shí)提供給操作人員一個(gè)良好的界面，使操作者可不到現(xiàn)場，即可修改參數(shù)（如東西方向紅燈的點(diǎn)亮?xí)r間），方便監(jiān)控和管理。

3.1 監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)

在組態(tài)王的監(jiān)控界面，主要實(shí)現(xiàn)了路口交通信號監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)，并且實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)和PLC之間通信暢通。

（1）路口交通信號監(jiān)控界面。為使監(jiān)控界面美觀、逼真，設(shè)計(jì)中應(yīng)用了組態(tài)王的動(dòng)畫功能，交通信號燈采用開關(guān)量動(dòng)畫設(shè)置，其程序運(yùn)行中監(jiān)控界面，如圖2所示。

圖2 程序運(yùn)行中的監(jiān)控畫面

（2）其他窗口和界面。除路口信號監(jiān)控外，為保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，還設(shè)計(jì)了系統(tǒng)報(bào)警窗口。系統(tǒng)可在報(bào)警變量超出預(yù)設(shè)值時(shí)，彈出報(bào)警窗口，顯示報(bào)警信息，方便操作人員檢查故障，維護(hù)系統(tǒng)。

另外，利用組態(tài)王為系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)報(bào)告，可應(yīng)用歷史數(shù)據(jù)利用Report()函數(shù)，生成固定格式的歷史記錄報(bào)告。系統(tǒng)可根據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，決策多個(gè)路口的投入數(shù)量，平抑高峰負(fù)荷。

3.2 整機(jī)運(yùn)行和綜合測試

通過程序調(diào)試與模擬運(yùn)行，監(jiān)控界面的運(yùn)行情況與PLC狀態(tài)一致，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC交通燈控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4 結(jié)束語

測試結(jié)果表明，利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和PLC之間的實(shí)時(shí)通信，設(shè)計(jì)的監(jiān)控界面也能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控交通燈狀態(tài)，人機(jī)界面良好，可保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。此方法可應(yīng)用于PLC的各種控制系統(tǒng)，既可以發(fā)揚(yáng)PLC控制系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，又可以實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控，大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期。

[1]北京亞控科技發(fā)展有限公司.組態(tài)王6.5使用手冊[K].北京：北京亞控科技發(fā)展有限公司，2004．

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[3]劉軍良，劉東明，楊勁松.組態(tài)軟件在交通管理中心的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2007，(1)：70-72．

[4]李海波.基于PLC和組態(tài)王的交通信號燈監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2008，34(8)：46-47．