交通燈控制系統(tǒng)的組態(tài)王仿真模擬

1、精選文檔電氣及自動化課程設計告題 目： 交通燈把握系統(tǒng)的組態(tài)王仿真模擬 課 程： 工控組態(tài)軟件技術 同學姓名： 同學學號： 年 級： 2014級 專 業(yè)： 自動化 班 級： （1）班 指導老師： 機械與電氣工程學院制2017年5月交通燈把握系統(tǒng)的組態(tài)王仿真模擬機械與電氣工程學院 自動化專業(yè)1課程設計的任務與要求 1.1 課程設計的任務 (1)設計制作一個可供擁擠十字路口使用的交通燈，其中包括紅、綠、黃三種顏色狀態(tài)。 (2)利用組態(tài)王6.55對交通燈把握系統(tǒng)進行仿真模擬。 1.2 課程設計的要求 (1)利用組態(tài)王6.55制作交通燈把握系統(tǒng)使的紅、綠、黃三色燈依據肯定規(guī)律亮滅。 (2)在組態(tài)王6.

2、55中繪制能夠正確反映題目要求的畫面，定義相關變量，進行相應的動畫鏈接，且實物與畫面能夠相互監(jiān)控。 (3)實現南北方向綠燈的打開次數的實時曲線顯示。 (4)實現東西方向綠燈的打開次數的歷史曲線顯示。 (5)當開關打開時，南北紅燈亮30，同時東西綠燈亮27s，東西黃燈亮3s；然后東西紅燈亮30s,同時南北綠燈亮27s，南北黃燈亮3s，循環(huán)往復，閃亮挨次參照實際交通燈。2 交通燈把握系統(tǒng)的模擬設計方案制定 2.1 交通燈把握系統(tǒng)設計的原理 如圖1是十字路口交通信號燈示意圖本系統(tǒng)的把握對象有六個，分別為東西方向紅燈兩個，南北方向紅燈兩個，東西方向黃燈兩個，南北方向黃燈兩個，東西方向綠燈兩個，南北方向

3、綠燈兩個。在組態(tài)王模擬把握中系統(tǒng)分為自動把握和手動把握。自動把握：自動控主要應用于正常狀況下使用，南北紅燈亮維持30秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持27秒。到27秒時，東西綠燈熄滅，在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮3s，南北紅燈熄滅，綠燈亮，東西黃燈熄滅，紅燈亮維持30秒，南北綠燈亮維持27秒，在南北綠燈熄滅后同時南北黃燈亮。這時南北紅燈又亮，同時南北黃燈熄滅，東西綠燈又同時亮，如此周而復始。手動把握：主要應用于交通堵塞分為南北交通燈綠燈亮和東西交通燈紅燈亮、東西交通燈綠燈亮和南北交通燈紅燈亮、南北黃燈單獨輛亮、東西黃燈單獨輛亮；特殊狀況下可以進行單獨把握。在把握的過程中不會消滅相互干擾

4、的狀況。圖1十字路口交通燈示意圖2.2 交通燈把握系統(tǒng)設計的技術方案東西、南北兩干道交于一個十字路口，各個路口有一個交通燈，指揮車輛和行人平安通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。黃燈亮提示人們留意紅、綠燈的狀態(tài)即將切換，且黃燈亮時間為東西、南北兩干道的公共停車時間。設東西道與南北道車流量相同，指示燈燃亮時間如下表。表1指示燈燃亮時間設置啟動交通燈系統(tǒng)，流程圖如下所示，東西綠燈亮，這里設置為綠燈27秒，同時這里只用綠燈來說明周期流程。東西綠燈亮27秒后，東西黃燈亮3秒，然后南北綠燈亮27秒后，南北黃燈亮3秒。這是一個周期紅綠燈狀況，始終循環(huán)，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。 圖2交通燈把握流程

5、圖3 交通燈把握系統(tǒng)設計方案實施 3.1 新建工程 (1)點擊“開頭|程序|組態(tài)王6.55”，啟動工程管理器窗口，如圖3所示。圖3工程管理器（2） 在工程管理器中選擇菜單“文件/新建工程”，或者點擊工具欄的“新建”按鈕，消滅“新建工程向導之一歡迎使用本向導”對話框。如圖4所示。圖4新建向導之一（3）單擊“下一步”，彈出“新建工程向導之二選擇工程所在路徑”對話框，選擇所要新建的工程存儲的路徑。如圖5所示。圖5新建工程向導之二(4)選擇存儲路徑后,單擊“下一步”按鈕，彈出“新建工程向導之三工程名稱和描述”對話框，在對話框中輸入工程名稱：“交通燈把握系統(tǒng)的組態(tài)王仿真模擬”,單擊“完成”。彈出對話框，

6、選擇“是”按鈕，將新建工程設為組態(tài)王當前工程。如圖6所示。圖6新建工程向導之二3.2 交通燈畫面設計在工程掃瞄器的名目顯示區(qū)中選擇“文件|畫面”，在內容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標，則會彈出“新畫面”對話框，然后輸入畫面名稱-交通燈把握系統(tǒng)畫面，單擊“確定”按鈕，則進入畫面開發(fā)系統(tǒng)。打開圖庫插入相應圖素，保存畫面，如圖7所示。圖7交通燈把握系統(tǒng)畫面3.3 構造交通燈數據庫與建立動畫連接 (1)在工程掃瞄器的名目顯示區(qū)中選擇“數據庫|數據詞典”，在內容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標，則會彈出“定義變量”對話框。對變量名、變量類型等進行設置，然后單擊“確定”按鈕，完成變量定義。如圖8所示。圖8定義變量(2)

7、在畫面開發(fā)環(huán)境中雙擊紅燈圖形對象，彈出紅燈屬性對話框，單擊變量名右側的“？”，會彈出選擇變量名對話框，選中建立的變量“南北紅燈”，單擊“確定”按鈕，回到紅燈屬性設置對話框，單擊“確定”按鈕，完成動畫連接。如圖9所示。圖9動畫連接3.4 編寫命令語言在工程掃瞄器的名目顯示區(qū)中選擇“文件|命令語言|應用程序命令語言”，在內容顯示區(qū)中雙擊“請雙擊這兒進入對話框”，則會彈出“應用程序命令語言”對話框。在其中切換到“運行時”屬性頁，在命令語言編輯框內輸入相應的命令語言程序，并將程序掃描周期設為100毫秒，單擊“確定”按鈕。命令語言如下:if(本站點開關=1&本站點南北定時30s=30&本站點南北定時27

8、s=27&本站點南北定時3s=3&本站點東西定時30s=30&本站點東西定時27s=27&本站點東西定時3s=3)本站點南北紅燈=1;本站點南北綠燈=0;本站點南北黃燈=0;本站點東西紅燈=0;本站點東西綠燈=1;本站點東西黃燈=0;if(本站點南北紅燈=1&本站點南北綠燈=0&本站點南北黃燈=0)本站點南北定時30s=本站點南北定時30s-1;if(本站點南北定時30s=0)本站點南北紅燈=0;本站點南北綠燈=1;本站點南北黃燈=0;本站點南北定時30s=30;if(本站點南北綠燈=1&本站點南北紅燈=0&本站點南北黃燈=0)本站點南北定時27s=本站點南北定時27s-1;if(本站點南北定

9、時27s=0)本站點南北紅燈=0;本站點南北綠燈=0;本站點南北黃燈=1;本站點南北定時27s=27;if(本站點南北黃燈=1&本站點南北綠燈=0&本站點南北紅燈=0)本站點南北定時3s=本站點南北定時3s-1;if(本站點南北定時3s=0)本站點南北紅燈=0;本站點南北綠燈=0;本站點南北黃燈=0;本站點南北定時3s=3;if(本站點東西紅燈=0&本站點東西綠燈=1&本站點東西黃燈=0)本站點東西定時27s=本站點東西定時27s-1;if(本站點東西定時27s=0)本站點東西紅燈=0;本站點東西黃燈=1;本站點東西綠燈=0;本站點東西定時27s=27;if(本站點東西紅燈=0&本站點東西綠燈

10、=0&本站點東西黃燈=1)本站點東西定時3s=本站點東西定時3s-1;if(本站點東西定時3s=0)本站點東西紅燈=1;本站點東西黃燈=0;本站點東西綠燈=0;本站點東西定時3s=3;if(本站點東西紅燈=1&本站點東西綠燈=0&本站點東西黃燈=0)本站點東西定時30s=本站點東西定時30s-1;if(本站點東西定時30s=0)本站點東西紅燈=0;本站點東西黃燈=0;本站點東西綠燈=0;本站點東西定時30s=30;if(本站點開關=0)本站點南北定時30s=30;本站點南北定時27s=27;本站點南北定時3s=3;本站點東西定時30s=30;本站點東西定時27s=27;本站點東西定時3s=3;

11、本站點南北紅燈=0;本站點南北綠燈=0;本站點南北黃燈=0;本站點東西紅燈=0;本站點東西綠燈=0;本站點東西黃燈=0;3.5 進行運行系統(tǒng)的配置與保存在工程掃瞄器的名目顯示區(qū)中選擇“系統(tǒng)設置”，在內容顯示區(qū)中雙擊“設置運行系統(tǒng)”，則會彈出運行系統(tǒng)設置對話框，進行設置。如圖10所示。圖10運行系統(tǒng)配置3.6實時趨勢曲線與歷史趨勢曲線 (1)創(chuàng)建南北綠燈打開次數實時趨勢曲線在組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中，選擇菜單“工具|實時趨勢曲線”項或單擊工具箱的“實時趨勢曲線”按鈕，此時鼠標在畫面在變?yōu)椤?”字形，將鼠標光標放于一個起始位置，此位置就是實時趨勢曲線矩形區(qū)域的左上角。再用鼠標牽拉出一個矩形，實時趨勢曲

12、線將在此矩形中繪出。然后進行相應配置即可。如圖11所示。圖11繪制實時趨勢曲線 (2)創(chuàng)建東西綠燈打開次數歷史趨勢曲線首先在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中新建組態(tài)畫面，然后在工具箱中點擊“插入通用控件”或選擇菜單“編輯”下的“插入通用控件”命令，彈出“插入控件”對話框，在列表中選擇“歷史趨勢曲線”，單擊“確定”按鈕，對話框自動消逝，鼠標箭頭變?yōu)椤?”字形，在畫面上選擇控件的左上角，按下鼠標左鍵并拖動，即可建立。然后進行相應配置。如圖12所示。圖12繪制歷史趨勢曲線4 交通燈把握系統(tǒng)設計的仿真實現 4.1 仿真軟件介紹組態(tài)”的概念是伴隨著集散型把握系（Distributed Control System，簡稱

13、DCS）的消滅才開被寬敞的生產過程自動化技術人員所熟知的。組態(tài)的概念最早來自英文Configuration，含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，達到使計算機或軟件依據預先設置，自動執(zhí)行特定任務，滿足使用者的要求。監(jiān)控組態(tài)軟件是面對監(jiān)控與數據采集的軟件平臺工具，具有豐富的設置項目，使用方法機敏，功能強大。組態(tài)軟件最早消滅時，主要解決人機圖形界面問題。隨著軟件技術的進展，實時把握、通信聯網、系統(tǒng)平安管理、開放的數據接口、I/O設備管理等已經成為它的主要內容?！敖M態(tài)王6.55”軟件包由工程管理器、工程掃瞄器、畫面開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)四部分組成。工程管理器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理

14、，在工程掃瞄器中可以查看、配置工程的各個組成部分，畫面的開發(fā)和運行由工程掃瞄器調用畫面制作系統(tǒng)和工程運行系統(tǒng)來完成的。4.2 交通燈把握系統(tǒng)設計仿真實現(1)當開關啟動時，南北紅燈亮30秒，同時東西亮27秒、東西黃燈亮3秒。如圖13所示。圖13南北紅燈東西綠燈(2)當南北綠燈亮時，即亮27秒，然后南北黃燈亮3秒，同時東西紅燈亮30秒。如圖14所示。圖14南北綠燈東西紅燈(3) 當開關關閉時，全部設置復原，當開關再次打開時，重復以上步驟，以此循環(huán)。如圖15所示。圖15開關關閉(4)南北方向綠燈的打開次數的實時趨勢曲線，如圖16所示。圖16南北綠燈打開次數實時趨勢曲線(5)東西方向綠燈的打開次數的

15、歷史趨勢曲線，如圖17所示。圖17東西綠燈打開次數歷史趨勢曲線5 總結及體會剛開頭的時候我什么也不會，無從下手不知道從什么地方開頭做起，然后開頭通過對課題認知、資料的查找，材料的整理，在同組同學的協(xié)力合作下，在老師的指導下，我認真學習、認真分析，遇到問題準時商量查找資料，當查找資料后還有不明白的地方準時請教老師和詢問同組同學。最終通過近兩周的學習爭辯最終完成了該設計。期間遇到問題經過不斷思考、反復試驗測試，建立想法又推翻想法如此反復，最終取得試驗的成功，結果表明試驗良好。在組態(tài)王模擬把握十字路口交通燈的過程中不僅對組態(tài)王6.55的使用更加嫻熟同時也更多的了解組態(tài)王的應用廣泛，通過進行時間上的把

16、握對交通燈實現紅、黃、綠燈交替閃亮，又通過手動把握進行單獨的方向或雙方向的把握。不過組態(tài)王試驗并不能進行交通燈獨立把握而是依靠于組態(tài)王。在這次課程設計中遇到了很多問題，也獲得了很多意想不到的學問。在每次突破一個問題后都有種久違的滿足感，甚至對每發(fā)覺一個問題都有種莫名的興奮。雖然這次的設計整整花了我兩個星期的時間，每天從早到晚，頭腦中就只有這個設計，忙于修改方案，調試程序，但是通過這次的熬煉，我學到了很多的東西，不僅熬煉了自己的思考力量、繪圖力量和程序仿真力量，還熬煉了綜合應用學問的力量，同時，我也是在這次設計中看到了自己的不足，我還有很多未知的學問要學，知道了今后需要更加努力，使自我能夠不斷完

17、善。通過本次組態(tài)課程測試我得到了很多收獲。首先，了解組態(tài)王的基本學問和在把握領域的作用和地位。在精神方面熬煉了思想、磨練了意志。面對存在的困難首先分析問題依據目的要求確定可實現的部分，定出那不準的方面找同學和老師爭辯爭辯，再完善、再修改、再發(fā)覺問題、再解決培育了自己的急躁、恒心及遇事不亂的精神?？傊颐靼琢死碚摵蛯嵺`之間存在的距離只有靠不斷的思考不斷的動手才能將所學的學問真正運用到實踐上來。我個人認為組態(tài)王是個即機敏又細膩的工作，它要求急躁和細心去不斷完善，同時還需要有良好的規(guī)律思維力量。通過這次組態(tài)課程測試，我分析問題和解決問題的力量有所提高，也鞏固了所學的學問，加深了對理論學問的理解，更重要的是熬煉自己的獨立性，為我今后的工作和學習打下堅實的基礎。6參考文獻1李紅萍.工控組態(tài)技術及應用組態(tài)王M. 西安電子科技高校出版社2011年8月2劉文貴、劉振方.工業(yè)把握組態(tài)軟件應用技術M.北京理工高校出版社 2011年7月3穆亞輝.組態(tài)王軟件應用技術M.鄭州：黃河水利出版社 2012年6月 4姚福來.變頻器、PLC及組態(tài)軟件有用技術速成教程M.機械工業(yè)出版社 2010年6月 5唐偉杰.基于組態(tài)王和PLC交通燈仿真把握系統(tǒng)M.北京理工高校珠海學院2010年06期6王善斌.組態(tài)軟件應用指南M.化學工業(yè)出版社2011年 7韓曉新