PLC毕业论文示范稿.doc

广东工程职业技术学院毕业论文 广东工程职业技术学院课程设计论文基于PLC和组态王的交通灯监控系统设计Design of Traffic Lights Monitoring System based on PLC and King View 作者姓名： 刘运家 学科专业： 机电一体化技术 学院(系部)：机电工程系技术 指导教师： 冯景辉 广东工程职业技术学院2009年12月目录摘 要2Abstract2关键词2引 言3一 系统的设计要求31.1交通灯时序变换方面要求31.2监控、用户管理和权限3二 基于三菱FX2系列PLC的软件设计32.1 交通灯变换时序的软件设计32.2 十字路口交通灯控制实验面板图42.3 控制要求42.4 输入与输出接线列表52.5 PLC交通灯梯形图程序52.6 工作过程6三 基于组态王的交通灯监控系统设计73.1 新建工程73.2 设备配置73.3 通信参数93.4 构成数据库9四 设计图形画面并进行动画连接94.1 画面命令语言104.2 行人与车的动画连接114.3 各灯的动画连接124.4 时间和日期12五 访问权限与画面切换13六 系统的整体调试和运行14七 结语14参考文献14致 谢15摘要：根据城市路口交通灯的运行特点，设计了一个交通灯监控系统，利用可控制编程器（PLC）和组态王组态软件完成了对监控系统的设计。下位机选择三菱FX2系列PLC，通过梯形图程序设计，实现对交通灯信号控制，上位机利用组态王6.53进行监控系统的设计，使得交通灯在运行时能显示当前交通灯运行时各灯的交换情况和各方向人和车的行走情况，同时实现了在界面上修改系统各灯工作时间参数来优化交通控制，在交通出现紧急状况可迅速修改程序实现单方向的通行的功能，并且在界面上通过动画连接模拟实现了相关交通车辆的运行。实验结果表明，系统运行正常，监控画面效果良好，对于实际工程项目的研究具有一定的借鉴意义。关键词：PLC；组态王；交通灯监控系统Abstract: According to city operational characteristics of traffic lights at road junctions, designed a traffic light monitoring system, using the programmer can control (PLC) and Kingview configuration software completed a monitoring system design. Select the next crew of Mitsubishi FX2 series PLC, through the ladder program design, implementation of the traffic lights signal control, host computer to monitor the use of Kingview 6.53 system design, makes the traffic lights at run time can display the current traffic lights at run-time of light the exchange of information and the direction of travel of people and vehicles, while achieving changes in the interface of the system parameters to optimize the working hours of light traffic control,The transport of emergency can quickly modify the program to achieve the function of movement in one direction, and connecting an analog interface by using animation to achieve the relevant transport vehicles running. Experimental results show that the system is running normally, monitor screen result is good, for the practical study of the project has a certain significance as reference.Keyword: PLC;KingView; Traffic Lights Monitoring System引 言 当今社会，交通问题是经济发展的一个大问题，交通是否便捷式衡量一个城市生活水平与投资环境的重要指标。如何改善现有的交通系统的效率，提高交通控制系统的效果已经成为广大工程技术人员最关心的问题。为此，本文基于三菱的FX2系列的PLC和组态王进行了交通灯监控系统的设计。使得操作人员和管理人员不需要到现场就可以监控到路口交通灯的工作情况，而且能够了解路口的历史工作情况，并可以针对不同地段不同时间段车流量通过修改监控系统各灯工作时间参数来优化交通控制，从而提高城市交通管理效益。一 系统的设计要求1.1交通灯时序变换方面要求用户随时根据路口的交通情况设定东西绿灯、黄灯和红灯，南北绿灯、黄灯和红灯的运行时间。按绿灯、黄灯和红灯3种信号灯交替轮流点亮，当路口发生交通堵塞或紧急状况时，可利用系统只让东西方向或南北方向绿灯亮，允许该方向的车辆通行。1.2 监控、用户管理和权限在组态王界面上可以实时实现对交通灯的监控，能显示对当前的交通灯运行情况，以及路人、警察和车辆运行的动画连接；同时通过组态王也能够实现对登录人员进行用户管理和设置权限。二 基于三菱FX2系列PLC的软件设计2.1 交通灯变换时序的软件设计打开PLC软件，点击“工程”“创建新工程”选择PLC系列和PLC类型，确定完成，如图1所示： 图1 创建新工程 2.2 十字路口交通灯控制实验面板图 图2 实验面板图图2中，甲模拟东西向车辆行驶状况；乙模拟南北向车辆行驶状况。东西南北四组红绿黄三色发光二极管模拟十字路口的交通灯。2.3 控制要求信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。南北红灯亮维持25秒。东西绿灯亮维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持25秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。2.4 输入与输出接线列表 输入接线 SD X0输出接线南北G南北Y南北R东西G东西Y东西R甲乙 Y0 Y1Y2Y3Y4Y5Y7Y62.5 PLC交通灯梯形图程序2.6 工作过程当启动开关SD合上时，X000触点接通，Y002得电，南北红灯亮；同时Y002的动合触点闭合，Y003线圈得电，东西绿灯亮。1秒后，T12的动合触点闭合，Y007线圈得电，模拟东西向行驶车的灯亮。维持到20秒，T6的动合触点接通，与该触点串联的T22动合触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使东西绿灯闪烁。又过3秒，T7的动断触点断开，Y003线圈失电，东西绿灯灭；此时T7的动合触点闭合、T10的动断触点断开，Y004线圈得电，东西黄灯亮，Y007线圈失电，模拟东西向行驶车的灯灭。再过2秒后，T5的动断触点断开，Y004线圈失电，东西黄灯灭；此时起动累计时间达25秒，T0的动断触点断开，Y002线圈失电，南北红灯灭，T0的动合触点闭合，Y005线圈得电，东西红灯亮，Y005的动合触点闭合，Y000线圈得电，南北绿灯亮。1秒后，T13的动合触点闭合，Y006线圈得电，模拟南北向行驶车的灯亮。又经过25秒，即起动累计时间为50秒时，T1动合触点闭合，与该触点串联的T22的触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使南北绿灯闪烁；闪烁3秒，T2动断触点断开，Y000线圈失电，南北绿灯灭；此时T2的动合触点闭合、T11的动断触点断开，Y001线圈得电，南北黄灯亮，Y006线圈失电，模拟南北向行驶车的灯灭。维持2秒后，T3动断触点断开，Y001线圈失电，南北黄灯灭。这时起动累计时间达5秒钟，T4的动断触点断开，T0复位，Y003线圈失电，即维持了30秒的东西红灯灭。上述是一个工作过程，然后再周而复始地进行。三 基于组态王的交通灯监控系统设计 为了能够实时地反映交通路口各灯的工作状态，实现对交通灯的远程控制，采用了组态王作为上位机的管理软件，其主要作用在于：当上下位机连接成功后，PLC对交通灯进行控制，就能通过串口采集数据改变上位机画面中模拟信号灯的颜色和显示当前情况，以实现对路口的监测；反之，通过上位机参数的改变，把相应的值写入到PLC的中间继电器中，实现对路口交通灯的控制，从而可以改善和提高交通系统的效率；下面将介绍如何在组态王中设计交通灯监控系统界面：3.1 新建工程打开组态王软件，点击工程“新建”，按照新建工程配置向导建立新工程，并将此设为组态王的当前工程。3.2 设备配置 在组态王浏览器目录内容显示区双击所设COM口对应的“新建”图标，会弹出“设备配置向导”对话框：依次选择如下：设备驱动三菱FX2、编程口PLCCOM1完成；本系统是采用三菱FX2系列PLC ，三菱协议支持与三菱FX2系列及与其兼容的FX系列，FX0N-FX2N系列PLC之间的通讯，本协议可以采用串行通讯，使用你计算机中的串行口。其设计步骤下图所示：173.3 通信参数 要使组态王和PLC连接起来，需要设置通信参数；PLC与上位机组态王所连串口COM的参数设置表所示：波特率数据位停止位奇偶检验位通信方式960071偶检验Rs2323.4 构成数据库数据库时组态王软件的核心部分。在工程管理器中，选择“数据库数据词典”，双击“新建图标”，弹出“变量属性”对话框：定义三菱FX2 PLC寄存器如表：表在组态王的数据词典中定义的变量变量名变量描述变量类型寄存器X0启动/停止按钮I/O离散X0Y0南北绿灯I/O离散Y0Y1南北黄灯I/O离散Y1Y2南北红灯I/O离散Y2Y3东西绿灯I/O离散Y3Y4东西黄灯I/O离散Y4Y5东西红灯I/O离散Y5Y6乙灯、东西警察I/O离散Y6Y7甲灯、南北警察I/O离散Y7Y8南北行人内存实型Y8Y9东西走向车内存实型Y9Y10南北走向车内存实型Y10Y11东西行人内存实型Y11$访问权限密码内存实型$访问权限$时间当天时间内存字符串$时间$日期当天日期内存字符串$日期四 设计图形画面并进行动画连接 双击进入当前工程，在工程浏览器的右区域栏的“文件”中选择“画面”，点击新建，分别建立“交通灯监控画面”，“主画面”；其中，“交通灯监控画面”图3所示；“主画面”图4所示。图3：交通灯监控画面图4：主画面视频4.1 画面命令语言：在监控界面中要想实现东西绿灯时东西方向车直接从十字路口开过，于此同时实现南北方向车不动，甲灯亮，警察维护交通秩序，南北人行道的人可自由通过；同样，实现南北绿灯时南北方向车直接从十字路口开过，于此同时实现东西方向车不动，乙灯亮，警察维护交通秩序，东西人行道的人可自由通过；因此循环进行下去。这一动画过程，需要对交通灯颜色，东西方向，南北方向车，警察，行人以及甲乙灯进行动画连接；交通灯监控界面的画面命令语言如图所示：4.2 行人与车的动画连接：双击选中画面，对其进行水平移动或垂直移动动画连接，按照变量表选择变量和规定移动距离，如东西车动画连接的操作步骤如下:4.3 各灯的动画连接：双击选中灯，对其进行填充属性动画连接，按照变量表选择变量和对其接通和断开时颜色的变换；如南北绿灯动画连接操作步骤如下：4.4 时间和日期：在工具箱中，选中文本，在画面中输入#，双击#进行字符串输出动画连接，选择$时间变量或$日期变量；例如：日期设定下图所示：五 访问权限与画面切换在“主画面”建两个按钮，分别命名“请登录”、“退出”，双击各按钮进行弹起动画连接；“请登录”按钮的命令语言为：LogOn();if(本站点$访问权限)ShowPicture(交通灯监控画面);“退出”按钮的命令语言为：Exit( 0 );在交通灯监控画面建一按钮，命名“退出”，对其进行弹起动画连接，当弹起时结束当前运行的交通灯监控画面，同时返回显示“主画面”；“退出”按钮命令语言为： ClosePicture(11); ShowPicture(12);在工程浏览器中，点击运行，选择主画面设置，选择“主画面”；点击用户，双击“系统管理员”进行密码输入：*；其步骤，图所示：六 系统的整体调试和运行在完成上述各步骤之后，即可启动组态王运行系统与PLC运行系统对交通灯监控进行调试；首先在主画面中点击“请登录”按钮，输入密码，进入交通灯监控画面，观察在交通灯的运行顺序，交通灯的运行时间情况以及动画连接是否正确；在系统调试过程中，如果出现异常情况，其产生故障的原因一般是以下几种情况：变量设置错误；对象参数设置错误；动画连接错误或命令语言错误。这时，应返回到开发系统做出相应的修改，然后再次运行观察；经过多次仿真测试，实验结果表明：系统运行正常，动画效果良好。七 结语本文以交通灯系统作为控制对象，设计开发了基于三菱FX2系列PLC和组态王的交通灯监控系统；与以往交通灯控制系统设计不同的是我们在组态王控制界面上可以显示了交通灯运行情况的思想和方法，同时我们在界面上用动画的方式模仿了实际中车辆在交通路口可能的运行方式，从而使得整个系统的设计更加合理，更符合实际；实际运行也表明，运用组态王与PLC设计的交通灯控制界面人机界面友好直观，取代了传统的控制柜和模拟屏