组态王软件在交通灯控制系统中的应用

刘力

（辽宁装备制造职业技术学院自动控制系，辽宁 沈阳 110161）

本文提出了用组态软件实现交通灯PLC控制系统的监控功能。利用PLC作为下位机实施现场控制，计算机作为上位机运行组态王软件实施实时监控，设计了一套交通灯监控系统。两者取长补短，达到了前所未有的控制效果。

1 系统方案和组成

1.1 系统方案

本文设计的交通灯监控系统，可在计算机上以组态软件为平台，实时监控交通信号，做到对交通灯控制系统的集中管理、集中显示与在线调试等功能。同时能够利用组态软件的报表功能，保存历史数据，并能够根据预设值实施报警。

1.2 系统组成

系统由计算机作为上位机，运行组态软件，实时监控。由PLC作为下位机，运行PLC程序，实施对交通信号的控制。其中，PLC选用德国西门子公司的PLC，型号是S7-200。此型号PLC有40个输入/输出，其中输入点16个、输出点24个，能够满足系统输入/输出点数的需要。PLC与计算机是串行通信，用RS232/485转换器连接，保证信号的可靠转换。

2 PLC程序的设计

十字路口交通信号灯的东西南北4个方向变化时序，如图1所示。

图1 十字路口交通信号灯时序图

交通灯控制程序，必须应用定时器指令。本文将十字路口交通灯的控制循环周期分为8段。分段的原则是：将时序图中任意一个方向的信号灯状态发生改变的时间点，作为分段时间的始末，即0～16 s，16～17 s，以此类推。

PLC程序中，将8段定时的时间对应指定的定时器，当定时器定时时间到时，控制下一段时间中信号灯的亮灭，以此类推。循环周期结束后，再回到第一段定时时间段的PLC程序处，继续下一个周期，如此往复。交通灯控制程序，也可用顺序功能图的方法编写。

3 组态王监控界面设计

本系统选用的组态软件，是北京亚控公司的组态王6.52。上位机运行组态软件，主要实现PLC数据采集，监控界面的实时更新，同时提供给操作人员一个良好的界面，使操作者可不到现场，即可修改参数（如东西方向红灯的点亮时间），方便监控和管理。

3.1 监控界面的设计

在组态王的监控界面，主要实现了路口交通信号监控界面的设计，并且实现了计算机和PLC之间通信畅通。

（1）路口交通信号监控界面。为使监控界面美观、逼真，设计中应用了组态王的动画功能，交通信号灯采用开关量动画设置，其程序运行中监控界面，如图2所示。

图2 程序运行中的监控画面

（2）其他窗口和界面。除路口信号监控外，为保证系统可靠运行，还设计了系统报警窗口。系统可在报警变量超出预设值时，弹出报警窗口，显示报警信息，方便操作人员检查故障，维护系统。

另外，利用组态王为系统提供的实时报告，可应用历史数据利用Report()函数，生成固定格式的历史记录报告。系统可根据统计报告，决策多个路口的投入数量，平抑高峰负荷。

3.2 整机运行和综合测试

通过程序调试与模拟运行，监控界面的运行情况与PLC状态一致，能够实现PLC交通灯控制系统的实时监控。

4 结束语

测试结果表明，利用组态软件实现计算机和PLC之间的实时通信，设计的监控界面也能够实时地监控交通灯状态，人机界面良好，可保证系统正常运行。此方法可应用于PLC的各种控制系统，既可以发扬PLC控制系统抗干扰能力强、使用方便等优点，又可以实现可视化监控，大大缩短了系统开发周期。

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