基于MCGS组态软件的交通灯控制系统设计

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1、第27卷第6期重庆工商大学学报(自然科学版)2010年12月Vol.27NO．6JChongqingTechnolBusinessUniv.(NatSciEd)Dec.2010文章编号:1672－058X(2010)06－0609－04基于MCGS组态软件的交通灯控制系统设计孙移(江阴职业技术学院机电系，江苏江阴214405)摘要:以十字路口交通灯控制系统为例，详细介绍了交通灯的正常运行和急车强通运行情况，通过西门子公司的S7－200系列PLC实现控制，给出相应的硬件接线和梯形图，并使用SEG译码指令使七段数码管动态显示时间;利用组态软件MCGS制作控制系统动态监控画面，在MCGS

2、和PLC串行通信的基础上，通过计算机控制PLC实现对十字路口交通灯实时控制，具有直观、方便的特点，在PLC教学中收到了较好的效果。关键词:可编程控制器;交通灯;梯形图;组态软件中图分类号:TN74文献标志码:AMCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，即监视与控制通用系统)是国内比较优秀的工控组态软件，该软件基于windows系统平台，能够采集现场设备的数据，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等各种方［1］式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的使用。在此以交通灯控制系统为例，通过装有MCGS组态软件的计算机作为上位机监控，

3、由西门子S7－200PLC作为下位机控制交通灯信号系统。1控制系统要求十字路口交通灯控制系统采用“红灯—黄灯—绿灯”固定的转换间隔自动切换，同时考虑到不同时刻车辆流通的特殊情况和消防车、警车及救护车的特殊通行，增加智能急车强通控制。1．1正常时序控制当启动开关断开时，所有的信号灯全部熄灭。当启动开关接通时，信号灯先按照南北红灯亮9s，同时东西绿灯亮4s，4s后东西绿灯闪烁3s，3s后东西绿灯熄灭东西黄灯亮2s;随后东西方向与南北方向互相切换，图1交通灯正常工作时序东西红灯亮9s，同时南北绿灯亮4s，4s后南北绿灯闪烁3s，3s后南北绿灯熄灭南北黄灯亮2s，依次循环，［2］工作时序如

4、图1所示。1．2急车强通时序控制当有急车来时，急车强通开关接通，中断原来的交通灯状态，使急车通行的方向绿灯亮，直至急车通过为止。急车一过，将急车强通开关断开，交通信号灯立刻转为急车通行方向上的绿灯闪烁3s，随后按照正常时序控制。如果南北和东西两个方向先后有急车驶来，急车强通信号先响应先来的一方，随后再响应另收稿日期:2010－04－05;修回日期:2010－07－14．作者简介:孙移(1976－)，男，汉族，江苏江阴人，硕士，讲师，从事机电控制研究．610重庆工商大学学报(自然科学版)第27卷一方。2控制系统硬件设计该系统采用西门子S7－200PLC，为了能达到较好的教学效果，采用

5、红、绿、黄三种发光二极管模拟交通信号灯，七段数码显示器显示工作时间，根据系统的输入输出点数采用CPU226AC/DC型PLC，共有24输入点，16个输出点，系统I/O地址定义如表1所示。表1交通灯控制系统I/O分配表输入设备输入点输出设备输出点输出设备输出点启动开关I0．0东西红灯Q0．0数码管a脚Q1．0东西黄灯Q0．1数码管b脚Q1．1东西急车强通开关I0．1东西绿灯Q0．2数码管c脚Q1．2南北红灯Q0．3数码管d脚Q1．3南北黄灯Q0．4数码管e脚Q1．4南北急车强通开关I0．2南北绿灯Q0．5数码管f脚Q1．5数码管g脚Q1．6由于东西和南北方向的信号灯显示时间一致，故采

6、用信号灯并联，以节约PLC输出点数。考虑到发光二极管和七段数码管的耐压情况，采用在PLC的输出端串联2kΩ电阻限流，七段数码显示器使用SM4205［3］共阴型数码显示器，相应的硬件接线图形如图2所示。图2PLC硬件接线图3PLC梯形图设计［4-5］常见的交通灯控制程序采用多个定时器设计，程序繁琐复杂。在此采用一个定时器，通过数据比较指令，把信号灯闪亮的时间顺序依次分段，并采用特殊存储器SM0．5实现东西绿灯和南北绿灯的闪烁。用SEG指令把时间译码送到七段数码管显示。用4个位存储器实现互锁和强通信号结束标志。程序简单，思路清晰，易于理解。梯形图程序如图3所示。第6期孙移:基于MCGS

7、组态软件的交通灯控制系统设计611图3交通灯PLC梯形图4监控系统设计4．1组态界面设计打开MCGS组态软件，在组态环境的“用户窗口”中组态动画，根据工具箱提供的绘画工具，设计十字交通灯监控系统画面如图4所示。4．2PLC与MCGS软件通讯设置上位机PC通过MCGS组态软件采集下位机PLC的信号，实时显示十字路口东西南北的信号灯信息，同时通图4MCGS组态界面过对PLC的位存储器操作也可以对路口交通灯进行控制。在MCGS组态环境的“设备窗口”中选择“通用串口父设备”及