1、 电气及自动化课程设计告 题 目 ： 交通灯控制系统的组态王仿真模拟 课 程： 工控组态软件技术 学生姓名 ： 学生学号 ： 年 级 ： 2014 级 专 业 ： 自动化 班 级 ： （ 1） 班 指导教师 ： 机械与电气工程学院制 2017 年 5 月 交通灯控制系统的组态王仿真模拟 机械与电气工程学院 自动化专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 (1)设计制作一个可供拥挤十字路口使用的交通灯，其中包括红、绿、黄三种颜色状态。 (2)利用组态王 6.55 对交通灯控制系统进行仿真模拟。 1.2 课程设计的要求 (1)利用组态王 6.55 制作交通灯控制系统使的红、绿、黄三色
2、灯按照一定规律亮灭。 (2)在组态王 6.55 中绘制能够正确反映题目要求的画面，定义相关变量，进行相应的动画链接，且实物与画面能够互相监控。 (3)实现南北方向绿灯的打开次数的实时曲线显示。 (4)实现东西方向绿灯的打开次数的历史曲线显示。 (5)当开关打开时，南北红灯亮 30，同时东西绿灯亮 27s，东西黄灯亮 3s；然后东西红灯亮 30s,同时南北绿灯亮 27s，南北黄灯亮 3s，循环往复，闪亮顺序参照实际交通灯。 2 交通灯控制系统的模拟 设计 方案制定 2.1 交通灯控制系统 设计的原理 如图 1 是十字路口交通信号灯示意图本系统的控制对象有六个，分别为东西方向红灯两个，南北方向红灯
3、两个，东西方向黄灯两个，南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个，南北方向绿灯两个。 在组态王模拟控制中系统分为自动控制和手动控制。自动控制：自动控主要应用于正常情况下使用，南北红灯亮维持 30 秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持 27秒。到 27 秒时，东西绿灯熄灭，在东西绿灯 熄灭 时，东西黄灯亮 3s，南北红灯熄灭，绿灯亮，东西黄灯熄灭，红灯亮维持 30 秒，南北绿灯亮维持 27 秒 ，在南北绿灯 熄灭后 同时南北黄灯 亮 。这时南北红灯又亮，同时南北黄灯熄灭，东西绿灯又同时亮，如此周而复始。手动控制：主要应用于交通堵塞分为南北交通灯绿灯亮和东西交通灯红灯亮、东西交通灯绿灯亮和南北交通
4、灯红灯亮、南北黄灯单独辆亮、东西黄灯单独辆亮；特殊情况下可以进行单独控制。在控制的过程中不会出现互相干扰的情况 。 图 1 十字路口交通灯示意图 2.2 交通灯控制系统 设计的技术 方案 东西、南北两干道交于一个十字路口，各个路口有一个交通灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、 绿灯的状态即将切换，且黄灯亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。设东西道与南北道车流量相同，指示灯燃亮时间如下表。 表 1 指示灯燃亮时间设置 启动交通灯系统，流程图如下所示，东西绿灯亮，这里设置为绿灯 27 秒，同时这里只用绿灯来说明周期流程。东西绿灯亮 27秒后，东西黄
5、灯亮 3 秒，然后南北绿灯亮 27 秒后，南北黄灯亮 3 秒。这是一个周期红绿灯情况，一直循环，直到按下停止按钮，系统停止工作。 图 2 交通灯控制流程图 3 交通灯控制系统 设计方案实施 3.1 新建工程 (1)点击“开始 |程序 |组态王 6.55”，启动工程管理器窗口，如图 3 所示。 图 3 工程管理器 （ 2） 在工程管理器中选择菜单“文件 /新建工程”，或者点击工具栏的“新建”按钮，出现“新建工程向导之一欢迎使用本向导 ” 对话框。如图 4 所示。图 4 新建向导之一 （ 3）单击“下一步”，弹出“新建工程向导之二选择工程所在路径”对话框，选择所要新建的工程存储的路径。如图 5 所
6、示。 图 5 新建工程向导之二 (4)选择存储路径后 ,单击“下一步 ” 按钮，弹出“新建工程向导之三工程名称和描述”对话框，在对话框中输入工程名称：“交通灯控制系统的组态王仿真模拟” ,单击“完成” 。弹出对话框，选择“是”按钮，将新建工程设为组态王当前工程。如图 6 所示。 图 6 新建工程向导之二 3.2 交通灯画面设计 在工程浏览器的目录显示区中选择“文件 |画面 ” ，在内容显示区中双击“新建”图标，则会弹出“新画面”对话框，然后输入画面名称 -交通灯控制系统画面，单击“确定”按钮，则进入画面开发系统。打开图库插入相应图素，保存画面，如图 7 所示。 图 7 交通灯控制系统画面 3.
7、3 构造交通灯数据库与建立动画连接 (1)在工程浏览器的目录显示区中选择“数据库 |数据词典 ”， 在内容显示区中双击“新建”图 标，则会弹出“定义变量”对话框。对变量名、变量类型等进行设置，然后单击“确定”按钮，完成变量定义。如图 8 所示。 图 8 定义变量 (2)在画面开发环境中双击红灯图形对象，弹出红灯属性对话框，单击变量名右侧的“？”，会弹出选择变量名对话框，选中建立的变量 “南北红灯”，单击“确定”按钮，回到红灯属性设置对话框，单击“确定”按钮，完成动画连接。如图 9 所示。 图 9 动画连接 3.4 编写命令语言 在工程浏览器的目录显示区中选择“文件 |命令语言 |应用程序命令语
8、言 ”，在内容显示区中双击“请双击这儿进入 对话框 ”，则会弹出“ 应用程序命令语言 ” 对话框。在其中切换到“运行时”属性页，在命令语言编辑框内输入相应的命令语言程序，并将程序扫描周期设为 100 毫秒，单击“确定”按钮。 命令语言如下 : if(本站点 开关 =1本站点 南北绿灯 =0;本站点 南北黄灯 =0;本站点东西红灯 =0;本站点 东西绿灯 =1;本站点 东西黄灯 =0; if(本站点 南北红灯 =1 if(本站点 南北定时 30s=0) 本站点 南北红灯 =0;本站点 南北绿灯 =1;本站点 南北黄灯 =0;本站点南北定时 30s=30; if(本站点 南北绿灯 =1 if(本站
9、点 南北定时 27s=0) 本站点 南北红灯 =0;本站点 南北绿灯 =0;本站点 南北黄灯 =1;本站点南北定时 27s=27; if(本站点 南北黄灯 =1 if(本站点 南北定时 3s=0) 本站点 南北红灯 =0;本站点 南北绿灯 =0;本站点 南北黄灯 =0;本站点南北 定时 3s=3; if(本站点 东西红灯 =0 if(本站点 东西定时 27s=0) 本站点 东西红灯 =0;本站点 东西黄灯 =1;本站点 东西绿灯 =0;本站点东西定时 27s=27; if(本站点 东西红灯 =0 if(本站点 东西 定时 3s=0) 本站点 东西红灯 =1;本站点 东西黄灯 =0;本站点 东西
10、绿灯 =0;本站点东西定时 3s=3; if(本站点 东西红灯 =1 if(本站点 东西定时 30s=0) 本站点 东西红灯 =0;本站点 东西黄灯 =0;本站点 东西绿灯 =0;本站点 东西定时 30s=30; if(本站点 开关 =0) 本站点 南北定时 30s=30;本站点 南北定时 27s=27;本站点 南北定时3s=3;本站点 东西定时 30s=30;本站点 东西定时 27s=27;本站点 东西定时 3s=3;本站点 南北红灯 =0;本站点 南北绿灯 =0;本站点 南北黄灯=0;本站点 东西红灯 =0;本站点 东西绿灯 =0;本站点 东西黄灯 =0; 3.5 进行运行系统的配置与保存
11、 在工程浏览器的目录显示区中选择“系统设置”，在内容显示区中双击“设置运行系统”，则会弹出运行系统设置对话框，进行设置。如图 10 所示。 图 10 运行系统 配置 3.6 实时趋势曲线与历史趋势曲线 (1)创建南北绿灯打开次数实时趋势曲线 在组态王画面开发系统中，选择菜单“工具 |实时趋势曲线”项或单击工具箱的“实时趋势曲线”按钮，此时鼠标在画面在变为“ +”字形，将鼠标光标放于一个起始位置，此位置就是实时趋势曲线矩形区域的左上角。再用鼠标牵拉出一个矩形，实时趋势曲线将在此矩形中绘出。然后进行相应配置即可。如图 11所示。 图 11 绘制实时趋势曲线 (2)创建东西绿灯打开次数历史趋势曲线 首先在组态王开发系统中新建组态画面，然后在工具箱中点击“插入通用控件”或选择 菜单“编辑”下的“插入通用控件”命令，弹出“插入控件”对话框，在列表中选择“历史趋势曲线”，单击“确定”按钮，对话框自动消失，鼠标箭头变为“ +”字形，在画面上选择控件的左上角，按下鼠标左键并拖动，即可建立。然后进行相应配置。如图 12所示。 图 12 绘制历史趋势曲线 4 交通灯控制系统 设计的仿真实现 4.1 仿真软件介绍
