基于PLC - MCGS的交通灯控制仿真系统设计 - 图文

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毕业论文(设计)

题 目

基于PLC_MCGS的交通灯控制仿真系统设计

学生姓名

学 XXXXX 号

XXXXXXXX

学 院 XXXXXXXXX 专 业 电气工程与自动化

指导教师 XXXXX

二Ｏ一三 年 五 月 二十 日

目 录

第一章 PLC研究状 .......................................................................................................................................1

1.1 基于PLC_MCGS的交通灯控制研究的背景 ......................................................................................1 1.2 PLC_MCGS交通灯特点 ............................................................................................................................1

第二章 PLC知识简介以及红绿灯控制 ..............................................................................................2

2.1 PLC简介 .....................................................................................................................................................2

2.1.1 PLC定义 ..........................................................................................................................................2 2.1.2 PLC的由来 ......................................................................................................................................2 2.2 PLC功能 .....................................................................................................................................................2

2.2.1 基本功能 ........................................................................................................................................2 2.2.2 特殊控制功能 ...............................................................................................................................3 2.2.3 网络与通信功能 ..........................................................................................................................3 2.3控制系统要求 ...........................................................................................................................................4

第三章 PLC控制系统设计 ........................................................................................................................6

3.1 PLC的发展 .................................................................................................................................................6 3.2 FX2N系列可编程控制器的结构和组成 ............................................................................................6 3.3 FX2N编程软件的使用 ...........................................................................................................................8

3.3.1 红绿灯梯形图编写 ......................................................................................................................8 3.3.2 计数指令实现 ...............................................................................................................................8 3.3.3 定时指令实现 ...............................................................................................................................8 3.4 FX2N编程软件的基本操作 ...................................................................................................................9 3.5 编写梯形图的基本原则 ......................................................................................................................10 3.6梯形图的基本工作原理 .......................................................................................................................10

第四章 MCGS组态软件 ..............................................................................................................................14

4.1 MCGS组态软件 ........................................................................................................................................14 4.2 MCGS软件的功能和特点 ......................................................................................................................14 4.3 MCGS嵌入版系统的构成和组成部分的功能 .................................................................................15 4.4 MCGS用户窗口绘制要求 ......................................................................................................................16 4.5变量设计 ..................................................................................................................................................16

4.5.1车的动画脚本程序 .....................................................................................................................17 4.6 MCGS组态软件模拟运行 ......................................................................................................................18

第五章 系统整体运行 ................................................................................................................................21

5.1系统数据调节 .........................................................................................................................................21 5.2系统整体运行的PLC-MCGS虚拟控制 ..............................................................................................22

第六章 论文概述 ..........................................................................................................................................22

6结语 ..............................................................................................................................................................22

致 谢 .....................................................................................................................................................................23 参考文献 .............................................................................................................................................................23

附 录 .....................................................................................................................................................................25

基于PLC_MCGS的交通灯控制仿真系统设计

孙飞

南京信息工程大学滨江学院，南京，210044

摘要：本文设计了一种以MCGS组态软件作为模拟仿真平台，同时与PLC可编程控制器相结合，设计了城市十字路口

交通信号灯的模拟运行系统。PLC控制的交通信号灯优于单片机和传统继电器控制的交通信号灯，PLC梯形图编写方便简单，可以根据十字路口汽车的真实通行情况进行PLC程序的编写。本文同时通过上位机MCGS组态软件模拟仿真红绿灯的预运行效果，进一步提高了红绿灯的真实操作性。该系统方案安全可靠，可用于十字路口交通信号灯的监控。

关键词：PLC；MCGS；控制系统；交通信号灯

第一章 PLC研究状

1.1 基于PLC_MCGS的交通灯控制研究的背景

交通信号灯是安置在各个交叉路口的用于提醒车辆有效行驶的一种自动设备，设计它的目的主要是为了维护交通秩序，让行人车辆安全行驶。随着小汽车的普及目，交通事故的不断发生，设置一个准确、有效、方便的信号交通灯的尤为重大。由于国内汽车产业起步比较晚，交通信号灯设计方面的专业知识薄弱，遇到一些基本的交通事故，信号灯不能很好地做出相应的调整，近年来随着自动化技术的迅速发展，交通信号灯会朝着即快又准又经济的方向发展。

1.2 PLC_MCGS交通灯特点

基于PLC_MCGS的交通灯控制仿真系统设计目前应用于研究如何更好的协调好十字路口的交通运行。以往的交通信号灯大都采用继电器或是单片机来实现,存在着功能少,可靠性差,维护量大等缺点。而可编程逻辑控制器（PLC）具有以下鲜明的特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）编程简单，使用方便（3采用模块化结构，组合灵活、使用方便（4）功能完善、通用性强（5）设计安装简单、维护方便（6）体积小、重量轻、低耗能。 所以本文设计了一种用PLC控制的城市十字路口交通灯控制系统。

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2.1 PLC简介

PLC知识简介以及红绿灯控制

可编程控制器（Programmable Logic Controller, PLC）是随着科学技术的发展与生产方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要，而生产、发展起来的一种新型工业控制装置。曾经有人将PLC技术与数控机床（CNC）技术、工业机器人技术、CAD/CAM技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。

2.1.1 PLC定义

可编程控制器的标准及其定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或者生产过程。可编程控制器及其相关设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。

2.1.2 PLC的由来

为解决继电-接触器控制系统存在的问题，人们开始考虑用计算机来替代继电-接触器控制系统。 20世纪60年代末，人们最终制定了十项要求，可利用简单语言编程,这十项要求具体如下： (1)编程方便，且可以在现场方便地编辑、修改控制程序； (2)价格便宜，性价比要高于继电器系统； (3)体积要明显小于继电器控制系统； (4)可靠性要明显高于继电器控制系统； (5)具有数据通信功能； (6)输入为AC 115V；

(7)输出驱动能力在AC 115V/2A以上； (8)硬件维护方便，最好采用插接式结构； (9)只需要对原系统进行很小的改动便能进行扩展； (10)存储器容量至少可以扩展到4KB.

在PLC的发展过程中，PLC则以其优良的性价比，称为当代工业自动控制技术的重要支柱产业之一

[6]

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2.2 PLC功能 2.2.1 基本功能

逻辑控制功能是PLC的基本功能。从本质上说，这是一种以计算机二进制位运算为基础，按照程序

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