范振全，張雯厚

(大連交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 大連 116028)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，私家車數(shù)量越來越多，道路交通壓力越來越大，城市交通擁堵問題愈來愈嚴(yán)重，尤其是上下班高峰期堵車問題天天都在發(fā)生，因此保證道路交通的通暢迫在眉睫[1-3]。其中十字路口合理的交通信號燈控制是保證道路通暢的重要因素之一，因此設(shè)計一個合理的路口信號燈控制程序首先要調(diào)研此處路口的常態(tài)通行狀況，其次還要結(jié)合特殊路況，比如偶爾哪個時段堵車較嚴(yán)重，是否要對信號燈控制程序就行調(diào)節(jié)。

1 PLC梯圖設(shè)計

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)按下起動按鈕后，東西方向綠燈亮25s，閃動3s，黃燈亮3s，紅燈亮31s；南北方向紅燈亮31s，綠燈亮25s，閃動3s，黃燈亮3s，如此循環(huán)，此種計時方式的交通燈信號較為合理，并且要無論何時按下停止按鈕，交通燈全部熄滅。當(dāng)信號燈系統(tǒng)斷電重啟后自動進(jìn)入RUN模式。S7-200Smart PLC的編程環(huán)境為STEP 7-MicroWIN SMART，進(jìn)入編程軟件后首先要選擇PLC型號，本文使用的CPU是CPU ST20，然后需要將符號表中的I/O符號表刪除，防止與我們后邊定義的地址名稱發(fā)生沖突[4-6]。編程之前將符號表定義好，符號表如圖1所示。之后編寫PLC程序梯圖，如圖2所示,按下啟動按鈕M0.0后程序開始運行，線圈M0.2得電，同時計時器T37開始計時，當(dāng)T37計數(shù)在0-250時，東西方向綠燈亮，在250-280之間時綠燈閃爍三秒，當(dāng)綠燈線圈M0.3得電時，綠燈開始從28秒倒計時；當(dāng)T37計數(shù)在280-310時，東西方向黃燈亮；當(dāng)在310-620時東西方向紅燈亮，并進(jìn)行紅燈倒計時；同理可知南北方向紅綠燈的倒計時情況；因為此處使用的計時器是ms級，故需要通過減法和除法運算才能滿足需要的倒計時要求。當(dāng)想停止程序運行時，只需要按下停止按鈕M0.1即可。程序編寫完成后需要對程序進(jìn)行編譯，檢查程序是否有錯誤，若程序無錯誤點擊下載按鈕下載到CPU，并將CPU切換到Run狀態(tài)。

圖1 PLC符號表

圖2 PLC程序梯形圖

2 觸摸屏組態(tài)設(shè)計

觸摸屏組態(tài)設(shè)計需要在SIMATIC WinCC flexible 2008，進(jìn)入軟件后同樣先需要設(shè)置所使用的觸摸屏型號，本文使用的是Smart Line 1000 IE，創(chuàng)建好項目后首先要將觸摸屏和PLC創(chuàng)建通訊連接，如圖3所示；其后同樣需要創(chuàng)建一個變量表，與PLC編程中的變量完全一致，并注意將其掃描周期改為100ms，防止由于采集周期過長導(dǎo)致信號采集不到，如圖4所示；最后創(chuàng)建畫面1，并將其中元素屬性與對應(yīng)變量相匹配，并設(shè)置位變量在0、1兩位時信號燈的顏色不同，使之能夠區(qū)分開此變量是否得電，最后得出的畫面如圖5所示。同樣在畫面組態(tài)完畢后，需要進(jìn)行編譯檢查錯誤，若有錯誤雙擊錯誤提示系統(tǒng)自動跳到錯誤發(fā)生處，右鍵調(diào)出屬性命令進(jìn)行修改，若程序有錯誤無法進(jìn)行下載。下載時點擊下載按鈕，選擇以太網(wǎng)通訊并正確輸入觸摸屏的IP地址，觸摸屏的IP地址在觸摸屏剛上電時初始畫面選擇Control Panel,進(jìn)入下一界面后選擇Ethernet選項，進(jìn)行IP地址的查看，IP地址的修改同樣在此處。應(yīng)注意PLC、觸摸屏、PC端的通訊都是通過以太網(wǎng)實現(xiàn)的，故三者IP地址前三位必須一致，最后一位必須不一致，否則將導(dǎo)致程序無法下載，且PLC與觸摸屏之間不能進(jìn)行通訊。

圖3 觸摸屏和PLC創(chuàng)建通訊連接

圖4 觸摸屏組態(tài)變量表

圖5 觸摸屏組態(tài)畫面

3 結(jié)論

將PLC程序與觸摸屏組態(tài)程序下載后將PLC置于Run狀態(tài)，并將STEP 7-MicroWIN SMART程序運行監(jiān)控功能打開，查看程序運行是否與觸摸屏組態(tài)相對應(yīng)。經(jīng)過試驗驗證程序與組態(tài)相對應(yīng)，可以實現(xiàn)交通燈信號的正確控制。這種方法為交通信號燈的控制提供了仿真環(huán)境，在信號燈實際應(yīng)用之前可以驗證程序的正確與否，具有廣泛的應(yīng)用前景。同時，該種方法可以用于學(xué)習(xí)條件受限制的PLC的學(xué)習(xí)，方便簡潔。