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1、南京晓庄学院2012届本科毕业设计分类号：学校代码：11460学 号：08409433南京晓庄学院本科生毕业论文基于组态技术的PLC交通灯控制系统设计Design of traffic lights controlling system based on PLC & configuration technology所在院(系)：物理与电子工程学院学生姓名： 王礼敏指导教师： 张 林研究起止日期：二一一年十一月至二一二年五月二一二年五月46学位论文独创性声明本人郑重声明：1坚持以“求实，创新”的科学精神从事研究工作。2本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。3本论文中除引文外，
2、所有实验、数据和有关材料均是真实的。4本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。5其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了感谢。作者签名：王礼敏 日 期：2012.05.18摘要：随着城市交通的发展，人、车、路三者关系的协调管理已越来越引起人们的广泛关注。面对城市日益拥挤的交通状况，改善现有交通控制系统已成为当前人们需要考虑的重要问题之一。一个人性化的交通控制系统是现代社会随着物流、出行等交通发展而产生的一套独特的公共管理系统，它可以有效的疏导交通流量，提高道路通行能力，抑制交通事故发生，同时对降低环境污染有着不可低估的作用。要保证高效安全的
3、交通秩序,除制定一系列的交通规则,还必须通过一定的科技手段来加以实现。随着社会经济的发展,某些传统基于数字电路的交通灯控制系统已不能满足日益增长的交通压力,因此必须寻求一种新的方法来取代这种复杂而工作不稳定的控制系统。现今，随着PLC技术的快速发展和广泛应用,可编程逻辑控制器的功能日益完善,小型化、价格低、可靠性高等特点在现代工业中的作用更加的突出，而在工业控制中，利用基于组态技术的人机界面控制，会使整个控制系统更加实用与便捷。基于上述考虑，本文根据城市交通灯控制原理，给出了基于组态技术的PLC交通灯控制系统的设计方案。在完成系统硬件、软件及组态设计的基础上，对控制系统进行了硬件连接，经整机调
4、试达到了预期目标。该系统具有可靠性高、维护方便、通用性强等特点，验证了本系统设计方案的可行性和正确性。 关键字：交通灯； PLC； 组态技术 Abstract:With the development of urban transportation,people,vehicles and road relationship coordination management has attracted more and more peoples attention. Facing the increasingly heavy traffic in the city, improving eisti
5、ng traffic control system has become one of the important problems that people need to consider. A personal traffic control system is in the modern society with logistics, travel and other transportation development producing a unique set of public management system. It can be effective to relieve t
6、raffic flow, improve road traffic capacity, inhibition of traffic accidents, and at the same time to reduce the pollution of the environment plays an evaluation function. To ensure the efficiency and security traffic order, in addition to make a series of the traffic rules, still must pass a certain
7、 scientific means to realization. With the development of social economy, some traditional based on digital circuit of traffic light system has been not meet the increasing traffic pressure, so must seek a new method to replace the comple and work unstable control system. Nowadays, with the rapid de
8、velopment of the PLC technology and the widespread application,programmable logic controller function is increasingly perfect.Miniaturization, low price, high reliability characteristics is more outstanding in modern industry. While in industrial control, the use of configuration technology of man-m
9、achine interface control will make the whole control system more practical and convenient. Based on the above consideration, this essay provides a design of PLC traffic control system which is based on configuration technology. After achieving the hardware ,software and configuration design, on the
10、basis of control system for connection,the debugging is epected to reach the goal. The system has high reliability, maintenance friendly, easy to use and high universality and the other characteristics.So validating the system design correctness and feasibility of the scheme.Keywords: The traffic li
11、ghts; PLC; Configuration technology目 录1 绪论11.1 引言11.2 课题设计的背景11.3 MCGS组态软件11.3.1 组态软件的介绍11.3.2 MCGS组态软件的系统构成11.3.3 MCGS组态软件的组成21.3.4 MCGS组态软件的功能和特点21.4 本课题设计的主要工作32 系统控制方案论证与总体设计32.1 方案论证32.2 系统总体设计32.2.1 系统硬件组成32.2.2 十字路口交通灯模型设计43 系统的硬件设计53.1 PLC的I/O分配53.2 PLC外部硬件连接53.3 触摸屏的选择63.3.1 TPC7062K功能介绍及技术
12、指标63.3.2 TPC7062K技术优势74 系统的软件设计84.1 PLC程序设计84.1.1 控制时序要求84.1.2 控制过程分析94.1.3 系统顺序控制功能图114.2 系统组态设计114.2.1 封面窗口设计124.2.2 十字路口主界面的建立134.2.3 交通灯定时参数修改界面建立184.2.4 数据报表的建立184.2.5 脚本程序的编写194.2.6 建立I/O数据连接215 系统的联机与调试225.1 PLC的硬件连接与调试225.2 基于MCGS组态软件的整体联机调试235.2.1 MCGS工程下载235.2.2触摸屏的运行与调试235.2.3 系统整机的硬件调试24
13、6 总结24参考文献25致谢26附录27PLC梯形图程序27指令表431 绪论1.1 引言当今，交通问题是经济发展的一大问题，交通是否便捷是衡量一个城市生活水平与投资环境的一个重要指标。因此，改善和提高现有交通系统的效率已成为当务之急，而提高交通控制系统的效果更是重中之重。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测，交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市面临着交通超负荷运行情况，城市交通拥挤问题已日趋严重。因此，为了保障城市交通有序、安全、快速运行，提高城市路网的通行能力，实现道路交通的科学化管理，采用一种有
14、效的方法控制交通灯是势在必行。1.2 课题设计的背景交通灯是城市交通有序运行的重要指挥信号，与人们日常生活密切相关。目前，城市中的车辆逐渐增多，十字路口简单的双向红绿灯控制已不能满足现实生活的需要，为适应现代社会道路车流量越来越大的实际情况，一种以微电脑技术为核心的自动控制装置的可编程逻辑控制器（PLC）被广泛用于交通灯控制领域。PLC是系统智能控制的核心，它是集自动控制技术、传感器技术、计算机技术于一体的机电一体化产品，具有结构简单、编程方便、可靠性高、功能完善、实用性强、干扰能力强及硬件故障的自检查功能等优点；另外，随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰现象也日益严重
15、，为保证交通系统控制的可靠、稳定，选择能够恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC也是最佳选择。本系统中利用北京昆仑通态自动化软件科技有限公司提供的MCGS软件，可以为用户提供良好的人机界面。MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、 高性能、高可靠性、配置灵活、组态方便等突出特点。基于上述考虑，本课题根据交通灯工艺控制要求和特点，采用西门子PLC和MCGS 组态软件及触摸屏实现对交通灯系统的控制，具有较好的现实意义。1.3 MCGS组态软件1.3.1 组态软件的介绍MCGS(Monitor and Control Generated 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，MCGS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、趋势曲线和 报表输出以及企业监控网络等功能。使用MCGS，用户无须具备计算机编程的知识， 就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定， 功能成熟，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。1.3.2 MCGS组态软件的系统构成组态软件（以下简称MCG
