《MCGS嵌入版组态应用技术》课件-项目10嵌入式组态TPC 的交通灯控制工程

任务目标项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程（1）掌握定时器函数的控制方法；（2）掌握图元的分解与合成的方法；（3）掌握用户窗口属性设置的方法。任务计划项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程本任务要求实现以下控制要求：当启动按钮按下时，先南北红灯、东西绿灯亮，此时东西方向的车辆运行，延时13秒东西绿灯变为闪烁状态，闪烁5秒后跳到黄灯亮，此时东西方向的车辆停止运行，东西黄灯亮2秒后，变为东西红灯、南北绿灯亮，则南北方向车辆运行，延时13秒南北绿灯变为闪烁，闪烁5秒后跳到南北黄灯亮，则南北方向的车辆停止运行，南北黄灯亮2秒后，再回到南北红灯、东西绿灯亮的状态，循环下去。无论运行到哪个状态当停止按钮按下时，所有的灯都处于不亮状态。任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程１.绘制状态时序图在十字路口的东西方向和南北方向各设有红、黄、绿三个信号灯，各信号灯按照预先设定的时序轮流点亮或熄灭。由于状态变化较复杂，可先绘制如图10-1所示的运行状态时序图，为后续脚本或者策略的编写提供方便。图10-1交通灯时序图任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程２.制作工程组态

（1）首先新建工程，参照表10-1所示建立实时数据库。

表10-1交通灯实时数据库数据名字类型注释启动开关型

停止开关型

东西货车数值型

南北货车数值型

a数值型时间

（2）选中“交通灯”窗口图标，单击“动画组态”按钮，进入动画组态窗口，开始编辑画面。任务导入任务实施

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项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程3）单击工具条中的“工具箱”按钮，打开绘图工具箱。选择“工具箱”内的矩形“

”，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口中绘制四个矩形做为草地区域，并双击矩形框打开属性栏设置填充颜色为“浅绿色”。接着绘制斑马线若干，最后效果如图10-２所示。

图10-２道路界面任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程（4）单击绘图工具箱中的“插入元件”图标，弹出对象元件管理对话框，从对象元件管理对话框中选择“货车”和“树”图元，放到合适位置。其中车的图元可通过工具条中的

工具进行上下、左右翻转调整。效果如图10-３所示。图10-３添加货车和树任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程（5）从对象元件管理对话框中分别选择交通灯和管道，放到合适位置，最终生成的画面如图10-４所示。图10-4交通灯组态效果图任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程6）单击“树”图元，再单击工具条中的“锁定/解锁”图标

或者“固化”图标

，对应的“树”图元将不能改动，其他元件图元也通过这种方法锁定。３.动画连接（1）交通灯设置。1）东西方向的交通运行情况相同，因此两个东西方向的交通灯动画连接相同。在用户窗口中，右键单击东西方向的交通灯→排列→分解单元，先将东西方向的交通灯的红、黄、绿灯变成三个独立的图元。2）双击绿灯图元，进入动画组态属性设置窗口，选中“可见度”和“闪烁效果”，如图10-5所示。本任务要求0-13S东西绿灯亮，13-18S东西绿灯闪烁。参照图10-6所示设置东西绿灯东西绿灯可见度，参照图10-7所示设置东西绿灯闪烁效果。单击“确认”按钮，完成东西绿灯设置。任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程图10-5“勾选可见度”和“闪烁效果”任务导入任务实施

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图10-6东西绿灯可见度设置

图10-7东西绿灯闪烁效果设置任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程3）东西黄灯是在绿灯闪烁结束后开始亮的，亮3S，即东西黄灯在19-21S的范围内是亮的。参考东西绿灯的设置方法，动画组态属性设置窗口，只需选中“可见度”，不用选择“闪烁效果”。其设置如图10-8所示。单击“确认”按钮，完成东西黄灯设置。

图10-8东西黄灯可见度设置

图10-9东西红灯可见度设置任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程4）东西红灯是在黄灯灭后开始亮的，亮18S，即东西红灯在23-41S的范围内是亮的。参考东西黄灯的设置方法，动画组态属性设置窗口，只需选中“可见度”，不用选择“闪烁效果”。其设置如图10-9所示。单击“确认”按钮，完成东西红灯设置。5）红、黄、绿图元动画组态属性设置完成后，再将东西交通灯的图元全部选中，单击右键→排列→合成单元。完成东西交通灯的动画设置。6）南北方向的交通灯动画连接与东西方向类似。本任务要求南北绿灯图元在21-39S灯亮，34-39S灯闪烁。参照图10-10所示设置南北绿灯可见度，参照图10-11所示设置南北绿灯闪烁效果。单击“确认”按钮，完成南北绿灯设置。任务导入任务实施

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图10-10南北绿灯可见度设置

图10-11南北绿灯闪烁效果设置任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程7）南北黄灯是在绿灯闪烁结束后开始亮的，亮3S，即南北黄灯在39-42S的范围内是亮的。其设置如图10-12所示。

图10-12南北黄灯可见度设置

图10-13南北红灯可见度设置任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程8）南北红灯是在启动后亮的，亮21S，即南北红灯在0-21S的范围内是亮的。其设置如图10-13所示。（2）车辆的动画设置

本任务中当东西方向绿灯亮时其对应方向的汽车开动，红灯亮时则停止运动；同样南北方向绿灯亮时，对应方向的汽车开动，红灯亮时停止运动。

1）双击西边方向上的货车，弹出属性设置窗口，单击“数据对象”标签。选中“数据对象”标签中的“水平移动”，右端出现浏览按钮

，单击浏览按钮，双击数据对象列表中的“东西货车”。单击确认完成如图10-14所示的数据联接。任务导入任务实施

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图10-14“数据对象”标签

图10-15西边方向货车动画连接

任务导入任务实施

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2）单击“动画连接”标签页，进入该页，在“图元名”列，选中“组合图符”，右端出现“？”和“>”按钮。单击“>”按钮，弹出“动画组态属性设置”窗口。在“位置动画连接”处选中“水平移动”。在“水平移动”页，表达式连接“东西货车”，水平移动连接的数据根据运行距离和速度自行设定，参考如图10-15所示。3）双击东边方向上的货车，单击“数据对象”标签设置与西边的货车设置相同。在“动画连接”标签页→“水平移动”页，表达式连接“东西货车”，水平移动连接的数据根据运行距离和速度自行设定，参考如图10-16所示。比较图10-15和图10-16中水平移动连接的数据设置，可以得出运行方向相反的车的参数设置规律。任务导入任务实施

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图10-16东边方向货车动画连接任务导入任务实施

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4）对南北边方向上的货车进行设置时，其单元属性设置对话框中只有“水平移动”设置功能，不能完成“垂直移动”设置功能。如图10-17所示。这就得对货车图元重新处理。单击货车图元→排列→分解单元，然后双击货车图元，在弹出的动画组态属性设置对话框中，勾选“垂直移动”，删除“水平移动”，如图10-18所示。然后将货车图元→排列→合成单元，就可以对重新合成的货车图元进行垂直移动动画设置了。任务导入任务实施

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图10-17货车单元属性设置对话框

图10-18货车单元属性修改任务导入任务实施

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5）南边和北边的货车的数据对象设置对话框中均连接“垂直移动”。北边货车的垂直动画设置如图10-19所示。南边货车的垂直动画设置如图10-20所示。

图10-19北边货车的垂直动画设置

图10-20南边货车的垂直动画设置任务导入任务实施

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（3）时间标签设置

为了更方便地观察定时器的时间，在原画面上增加两个“时间”显示。单击“工具箱”内的“标签”按钮，根据需要绘制一个方框。在方框内输入“时间”文字。双击方框，弹出“动画组态属性设置”窗口。在“输入输出连接”一栏中选择：显示输出。单击“显示输出”选项卡，进入该页。按照图10-21进行显示输出设置。在定时器运行时，可以显示计时时间。任务导入任务实施

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图10-21时间标签设置

图10-22启动按钮设置（4）启动按钮设置

启动按钮设置如图10-22所示。任务导入任务实施

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4.循环脚本编写

用户窗口中，双击空白处，弹出用户窗口属性设置对话框，单击循环脚本，首先将循环时间设定为“200”。单击“打开脚本编辑器”，编写如下的参考脚本程序：!TimerSetLimit(1，43，0)!TimerSetOutput(1，a)IF启动=1THEN!TimerRun(1)东西货车=东西货车+6ELSE!TimerReSet(1，0)东西货车=0南北货车=0endifIFa>21THEN东西货车=0南北货车=南北货车+5endififa>=42then南北货车=0endif任务导入任务实施

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下载工程并进入运行环境，单击启动按钮运行如图10-23所示。观察各个方向的交通灯是否按设计要求工作，观察车辆是否按照设计要求工作。如有异常请进行调试，直到正常工作。运行时由南向北运行的两辆车速度不一样，仔细理解是如何设置的。图10-23交通灯模拟仿真运行归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程任务导入练习提高

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.1嵌入式组态TPC模拟仿真交通灯控制工程1.本任务中交通灯和车图元都进行了分解与合成操作，二者为什么都要进行这些操作？2.在用户窗口属性设置中设置循环脚本和在运行策略中设置循环脚本有何异同？任务目标项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程（1）掌握YL-PC交通灯自控与手控模块的自控功能设置；（2）掌握定时器的使用。任务计划项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程根据交通灯模拟仿真工程，修改成PLC自动控制工程，交通灯的工作时序图不变。PLC的输出控制YL-PC交通灯自控与手控模块，完成对YL-PC交通灯自控与手控模块上的交通灯的自动控制功能。任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程1.在设备窗口中增加PLC设备。增加三菱FX系列编程口，并增加设备通道，连接M10数据量。作为“启动”按钮控制参量。如图10-25所示。图10-25增加三菱PLC设备和设备通道任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程2.将用户窗口中的变量连接都修改成与PLC设备的连接（1）启动按钮的动画属性设置如图10-26所示。图10-26按钮的动画属性设置任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程2）红、黄、绿灯的数据连接的修改方案一：不做任何改动。TPC模拟仿真部分的功能仍然由脚本程序来完成，YL-PC交通灯自控与手控模块的控制由PLC程序来完成，二者只要同步工作，就相当于由同一数据来控制一样。（光盘中的案例采用这种方案）方案二：新建Y1——Y6数据，分别对应东西红、黄、绿灯和南北红、黄、绿灯。这6个数据量与PLC的输出量Y1——Y6分别连接。（自行设置）3.用PLC程序完成组态运行策略的中脚本程序的部分控制功能。任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程本任务的PLC参考程序如图10-27所示。任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程任务导入任务实施

项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程图10-27交通灯参考程序4.下载运行调试将PLC程序下载到PLC中；组态工程下载到TPC中；TPC与PLC的硬件连接后进行通信调试。直至工作正常。归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程1.在红绿灯的空白模板上，完成红绿灯控制（1）控制要求光盘中红绿灯的空白模板如图10-28所示，根据已有模板完成交通灯的控制。按下运行启动按钮，南北方向的红灯、东西方向的绿灯亮，东西方向绿灯亮5S后，东西方向绿灯闪烁3S（每秒1步）；之后东西方向绿灯熄灭，东西方向黄灯亮；2S后东西方向黄灯熄灭，东西方向红灯亮，同时南北向转为绿灯亮；南北方向绿灯亮5S后，南北方向绿灯闪烁3S（每秒1步）；之后南北方向绿灯熄灭；南北方向黄灯亮；2S后南北方向黄灯熄灭，南北方向红灯亮，同时东西方向转为绿灯亮；依次循环，按下停止按钮所示灯都熄灭。归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程图10-28红绿灯的空白模板归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程（2）数据连接红、绿、黄灯的数据连接可以不采用任务10.1中使用过的设置方法，而是简化灯图元的动画组态属性设置，将时间范围设置交由定时器策略去完成。以南北黄灯为例：其动画组态属性设置如图10-29所示。其他灯的设置类似。图10-29黄灯动画组态属性设置归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程(3)循环策略的编写

1）在运行策略中选择循环策略，增加两个策略行。其中上下两个策略分别控制东西方向和南北方向脚本程序。如图10-30所示。图10-30增加两个策略行归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程

2）单击策略行中的图标

，分别完成两个策略的条件设置，如图10-31和图10-32所示。

图10-31东西运行的条件设置

图10-32南北运行的条件设置归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程3）脚本程序编写东西方向通行时脚本程序如下：时间=时间+1if时间=1THEN东西绿=1if时间=5then东西绿=0if时间=1THEN南北红=1if时间=14THEN南北红=0

if时间=5then东西绿闪烁=1if时间=12THEN东西绿闪烁=0if时间=12then东西黄=1

if时间=14then东西黄=0if时间=14then控制=1时间=0endif归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程南北方向通行时脚本程序如下：时间2=时间2+1if时间2=1THEN南北绿=1if时间2=5then南北绿=0if时间2=1THEN东西红=1if时间2=14THEN东西红=0

if时间2=5then南北绿闪烁=1if时间2=12THEN南北绿闪烁=0if时间2=12then南北黄=1if时间2=14then南北黄=0if时间2=14then控制=0时间2=0endif归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程(4)下载并运行调试运行仿真环境如图10-33所示。其中运行监控数据的制作可参考项目8中水位控制工程中的数据监控来设置。图10-33红绿灯模拟运行仿真归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程2.铁塔之光控制工程本任务选用三菱系列PLC作为下位机，实现对亚龙YL-360B型系列可编程控制器综合实训装置提供的YL-PC铁塔之光模块的控制，如图10-34所示。模块中8位LED显示器的设置在后续项目中再介绍，这里只学习TPC+PLC控制铁塔上的9个小灯的亮灭。（1）控制要求：初始9个小灯全灭；启动后第一步9个小灯全亮3S；第二步左侧的小灯L1、L3、L5、L7、L9亮3S；第三步右侧的小灯L2、L4、L6、L8亮3S；第四步红色小灯L1、L4、L7亮3S；第五步绿色小灯L2、L5、L8亮3S；第六步黄色小灯L3、L6、L9亮3S；然后循环往复，直至按下停止按钮，所有小灯全灭。归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程图10-34YL-PC铁塔之光模块归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程（2）根据铁塔之光控制要求，为了方便PLC编程和对组态过程的理解，先绘制出铁塔之光控制的步进真值表如表10-3所示。

Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11M0000000000M1111111111M2101010101M3010101010M41闪

1闪

1闪

M5

1闪

1闪

1闪

M6

1闪

1闪

1闪表10-3铁塔之光控制的步进真值表表10-3中，Y1——Y11一共9个PLC输出端子，对应模块中的9个指示灯。M0——M6分别对应初始步和6个工作步。表10-3铁塔之光控制的步进真值表归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程（3）用户窗口组态1）新建工程及新建用户窗口。2）工作台中双击打开新建窗口，在工具箱中选取“直线”，画出铁塔图元。3)单击“常用符号”按钮，选择“三维圆球”并添加9个三维圆球，调整大小并放置到铁塔上合适的位置，用标签为每个小球填加标注。4）在工具箱中找到标准按钮，并绘制两个大小一样的按钮，两个按钮的文本分别为“启动”和“停止”。如图10-35所示。归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程图10-35放置图元归档应用项目10嵌入式组态TPC的交通灯控制工程任务10.2嵌入式组态TPC+PLC交通灯控制工程（4）设备组态1）在工作台选择设备窗口，添加设备工具箱中“通用串口父设备”