基于PLC和觸摸屏的十字路口交通燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳冰+李鳳

摘 要： 本文介紹了一種基于PLC和觸摸屏的十字路口交通燈監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用三菱公司的FX2N-48MR PLC作為控制器，使用F940GOT-SWD觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈系統(tǒng)的監(jiān)控，具有倒計(jì)時(shí)顯示功能，參數(shù)易修改，過程可監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： PLC； 觸摸屏； 交通燈

0前言

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，城市交通的暢通問題日益突出，一方面十字路口多、人員流動(dòng)大、道路窄、車輛增加快，容易造成道路交通的阻塞；另一方面又要在有限的時(shí)間內(nèi)既快又保證車輛和行人的安全。針對(duì)此要求，設(shè)計(jì)了基于PLC和觸摸屏的帶倒計(jì)時(shí)顯示的十字路口交通燈監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)組成如圖1所示。

1 系統(tǒng)概述及控制要求

交通燈監(jiān)控系統(tǒng)主要由主干道燈、人行道燈、倒計(jì)時(shí)顯示和觸摸屏監(jiān)控等四個(gè)部分組成。監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求如下：

（1）主干道燈部分

正常情況下，交通燈的東西主干道和南北主干道上均設(shè)有兩組紅黃綠燈，均按60秒一個(gè)循環(huán)周期輪流放行，紅綠黃燈切換的要求如下：

東西主干道：綠燈22s，綠閃5s，黃燈3s，紅燈30s；

南北主干道：紅燈30s，綠燈22s，綠閃5s，黃燈3s。

（2）人行道燈部分

東西和南北人行道均設(shè)有通行綠燈（用綠人表示）和禁行紅燈（用紅人表示）。人行道燈要求如下：

東西人行道：延時(shí)3s，綠燈24s，綠閃3s，紅燈30s

南北人行道：紅燈30s，延時(shí)3s，綠燈24s，綠閃3s

（3）倒計(jì)時(shí)部分

交通燈的倒計(jì)時(shí)采用2個(gè)LED數(shù)碼管從30s開始每隔1s減1，減到0后再開始下一周期的循環(huán)顯示。

（4）觸摸屏監(jiān)控部分

該系統(tǒng)采用三菱公司生產(chǎn)F940GOT-SWD觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)控制要求，本系統(tǒng)經(jīng)分析選用三菱公司的FX2N-48MR的PLC作控制器。為了方便行人過馬路，特在四個(gè)路口采用紅、綠發(fā)光二極管設(shè)置4組紅綠小人作為人行道燈。綠人亮，行人可通過；紅人亮，行人禁行。由于使用24V直流電源，所以在電路中需串聯(lián)510Ω的電阻。為了表示綠人左右雙腿的動(dòng)感，特采用雙閃電路，雙閃電路受Y17和Y27的 控制。X0，X1啟動(dòng)、停止信號(hào)有觸摸屏觸摸鍵發(fā)出。

3 軟件設(shè)計(jì)

交通燈的順序功能圖設(shè)計(jì)采用順序功能圖并行分支設(shè)計(jì)。該程序一共有5個(gè)分支，分別為東西主干道、南北主干道、東西人行道、南北人行道和倒計(jì)時(shí)分支。這里重點(diǎn)介紹倒計(jì)時(shí)模塊的程序設(shè)計(jì)。

3.1倒計(jì)時(shí)模塊程序設(shè)計(jì)

編寫倒計(jì)時(shí)模塊時(shí)，采用譯碼指令結(jié)合計(jì)數(shù)器和減法指令來實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，即使用BCD指令和SEGD指令實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)。利用特殊輔助繼電器M8013（1s脈沖）給計(jì)數(shù)器C0提供計(jì)數(shù)脈沖，其設(shè)定值是30，即計(jì)時(shí)30s。由于計(jì)數(shù)器C0是一個(gè)加計(jì)數(shù)器，其值逐漸遞增，而倒計(jì)時(shí)要求從30s開始每隔1s減去1，所以運(yùn)用減法指令SUB，30減去C0當(dāng)前值的結(jié)果放入D0，則D0中的值就是一個(gè)每隔1s遞減的數(shù)值。將D0中的數(shù)值用BCD指令變成8位BCD碼，最后用SEGD指令分別顯示倒計(jì)時(shí)的個(gè)位和十位。

4 觸摸屏監(jiān)控部分

該監(jiān)控系統(tǒng)使用三菱公司F940GOT-SWD8色觸摸屏，GOT通過RS422口和RS232口實(shí)現(xiàn)與PLC和個(gè)人電腦之間的通訊。畫面制作軟件選用FX-PCS-DU/WIN-C，通過GOT畫面可以監(jiān)視各種設(shè)備并改變PLC數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)要求需要制作初始畫面、操作畫面、監(jiān)視畫面和倒計(jì)時(shí)畫面等四個(gè)用戶畫面。

4.1監(jiān)視畫面

監(jiān)視畫面如圖2所示，畫面中的“##/？？？####”和“##：##：##”顯示PLC當(dāng)前的日期和時(shí)間，東西和南北方向的12盞主干道燈以及東西和南北方向的16盞人行道燈利用工欄中的標(biāo)簽指示器“ ”制作。

4.2倒計(jì)時(shí)畫面

倒計(jì)時(shí)畫面如圖3所示。畫面中的兩個(gè)LED數(shù)碼管采用工具欄中的圖形指示器“ ”制作。

5結(jié)束語：

通過聯(lián)機(jī)機(jī)調(diào)試，該監(jiān)控系統(tǒng)完全可以滿足設(shè)計(jì)要求，并且具有參數(shù)易修改，過程可監(jiān)控，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等優(yōu)點(diǎn)，在很大程度上減輕了交警的勞動(dòng)強(qiáng)度。不足之處是倒計(jì)時(shí)的紅綠顯示要靠外部電子器件控制，且設(shè)計(jì)中沒有報(bào)警模塊和左行燈。

參考文獻(xiàn)

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[3]觸摸屏與PLC入門/嚴(yán)盈富主編.—北京：人民郵電出版社，2006.11.

作者簡(jiǎn)介：陳冰，1980年9月生，男，漢，河南漯河人，漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化技術(shù)的教學(xué)與研究工作。endprint