基于PLC与MCGS组态软件的交通灯控制

1、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;交通灯目录第一章 绪论1第二章 通灯系统控制要求22.1 交通灯系统控制要求22.2 交通灯路况模拟图2第三章 交通灯系统控制设计33.1可编程器件选择33.2 MCGS组态软件33.3 I/O地址分配表33.4交通灯系统控制PLC程序43.5组态程序5第四章 交通灯控制系统运行结果64.1 进入运行界面64.2 启动64.3

2、实验台接线74.4 控制74.5 监控9第五章 结束语109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

3、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

4、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

5、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。3.2 MCGS组态软件MCGS(Monitor and Control Ge

6、nerated System)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。3.3 I/O地址分配表

7、图2 I/O分配表图3 I/O分配表3.4交通灯系统控制PLC程序图4 PLC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