基于MCGS組態(tài)軟件的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上組態(tài)軟件及其應(yīng)用課程設(shè)計題目：基于MCGS組態(tài)軟件的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計專業(yè)：電氣工程及其自動化姓名：梁漢鈺學(xué)號：P同組人： 龔亞連 謝海龍 寧浩先指導(dǎo)教師：王彩霞摘 要 隨著社會的發(fā)展，城市的交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測，交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮中最重要的組成部分。當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。本文以十字路口交通燈控制系統(tǒng)為例， 詳細(xì)介紹了交通燈的正常運(yùn)行情況， 通過并利用

2、組態(tài)軟件 MCGS 制作控制系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控畫面。關(guān)鍵詞：MCGS，交通燈,控制ABSTRACTWitn the development of social economy, city traffic problem caused by more and more peoples attention. People, vehicles,road coordination relationship between the three, has become one of the important problem of traffic management department needs of s

3、olve. City traffic control system for traffic data monitoring, traffic signal control and traffic management computer system, it is the most important part of modern city traffic monitoring and command.Today, traffic lights installed on the crossing at all, to ease the traffic of vehicles has become

4、 the most common and most effective means. In this paper, the crossing traffic control system as an example, the paper introduces the normal operation of the traffic lights, and mainly adopted MCGS system to accomplish controlling and monitoring traffic lights Key words：MCGS ,Traffic light ,Control前

5、言隨著城市機(jī)動車量的不斷增加，許多大城市都出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況。尤其是交叉口的車流量己處于飽和狀態(tài)。分析其原因主要是由于現(xiàn)有交叉口的幾何條件所限，以及缺少完善的的交通管理系統(tǒng)。交通是城市經(jīng)濟(jì)活動的命脈，對城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。城市交通問題是困擾城市發(fā)展、制約城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要因素?？梢姡兄埔环N高效的智能交通控制系統(tǒng)是很有必要的。因此，城市交通的智能控制目前已成為國內(nèi)外交通工程界研究的熱點領(lǐng)域之一。而各交叉口則是城市道路網(wǎng)的咽喉要道，是人流和車輛匯集的地方，最容易發(fā)生交通阻塞現(xiàn)象，因此交叉路口信號的智能控制顯得更為迫切。最大程度提高交叉口的通行能力，為經(jīng)濟(jì)的

6、發(fā)展和人民生活提供一個安全、暢通、高效、低公害低能耗的交通環(huán)境已成為必然。在十字路口設(shè)置交通燈可以對交通進(jìn)行有效的疏通，并為交通參與者的安全提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。本文以交通燈控制系統(tǒng)統(tǒng)為例提出了一種基于工業(yè)組態(tài)軟件 MCGS虛擬控制監(jiān)控系統(tǒng), 即利用現(xiàn)有的計算機(jī)資源, 在計算機(jī)上通過組態(tài)軟件的工作界面和功能來仿真現(xiàn)場控制對象, 進(jìn)行虛擬控制。1.設(shè)計要求與內(nèi)容1.1設(shè)計要求（1）、雙向六車道十字交叉路口（2）、東西方向為主干道，南北為輔道，雙向各設(shè)

7、直行、左轉(zhuǎn)以及右轉(zhuǎn)指示三盞燈，路口添加行人過路信號和聲音指示；（3）、東西方向紅燈60秒，黃燈5秒，綠燈120秒；（4）、東西方向紅燈60秒，黃燈5秒，左轉(zhuǎn)燈綠60秒；（5）、南北方向紅燈120秒，黃燈5秒，左轉(zhuǎn)燈綠40秒；（6）、東西方向綠燈，左轉(zhuǎn)車輛紅燈時，行人過路信號指示燈。（7）、南北方向綠燈，左轉(zhuǎn)車輛紅燈時，行人過路信號指示燈。1.2設(shè)計內(nèi)容設(shè)計過程中的計時不是以秒為單位而是以軟件中固定的時間周期計時。（1）東西主干道：直行綠：150-250 直行黃：120-150 0-25：直行紅25-120 左轉(zhuǎn)綠170-230：左轉(zhuǎn)黃140-160 230-5：左轉(zhuǎn)紅5-150：右轉(zhuǎn)綠160-

8、240：右轉(zhuǎn)黃140-160 240-15：右轉(zhuǎn)紅15-140：（2）南北主干道：直行綠25-120：直行黃0-25 110-135：直行紅150-250 左轉(zhuǎn)綠45-100：左轉(zhuǎn)黃25-45 100-125：左轉(zhuǎn)紅25-125：右轉(zhuǎn)綠40-110：右轉(zhuǎn)黃20-40 110-135：右轉(zhuǎn)紅20-135：（3）東西人行道：紅：0-120 140-250 綠120-140：（4）南北人行道：紅：20-250 綠0-20：主干道東西南北每個方向有三個顏色的控制燈，分別為: 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）準(zhǔn)備通行或禁止通行 （亮?xí)r為黃色）允許通行 （亮?xí)r為綠色）人形橫道東西南北每個方向有兩個顏色的控制燈，

9、分別為： 禁止通行燈 （亮?xí)r為紅色）允許通行 （亮?xí)r為綠色）2 交通燈控制的設(shè)計2.1整體規(guī)劃第一步：根據(jù)設(shè)計需要畫出十字路口的組態(tài)圖；第二步：根據(jù)畫出的組態(tài)圖建立數(shù)據(jù)庫；第三步：對圖中的各燈進(jìn)行設(shè)置，與數(shù)據(jù)庫中的量建立聯(lián)系。第四步：寫程序?qū)Ω鳠舻牧翜缦嗷ブg的配合進(jìn)行控制。第五步：對圖中各車進(jìn)行設(shè)置，并與數(shù)據(jù)庫中的量建立聯(lián)系。第六步：寫程序?qū)囘M(jìn)行控制，并需要滿足按指示燈的信號進(jìn)行運(yùn)動。2.2整體效果圖如圖2-1所示為設(shè)計的十字路口交通燈的整體效果圖。圖2-1總設(shè)計效果圖2.3交通燈控制的變量設(shè)置 圖2-2數(shù)據(jù)庫2.4信號燈的設(shè)置設(shè)置變量時與信號相關(guān)的量前兩個字表示方向，例如東左紅1中的“東

10、左”表示東向的最左邊的燈，其亮滅是控制由西向東運(yùn)動的車能否左轉(zhuǎn)。若是正東則是對往正東方向運(yùn)動的車進(jìn)行控制。第三個字表示燈的顏色。紅、黃、綠分別表示燈的三種顏色。如下圖3-3、3-4、3-5分別是對東邊三個紅燈的設(shè)置示意圖。 圖2-3東左紅燈設(shè)置示意圖 圖2-4 正東紅燈設(shè)置示意圖圖2-5 東右紅燈設(shè)置示意圖上圖只是對東方紅色信號燈的設(shè)置，其它方向及其它顏色的設(shè)置與上面的道理是一樣的。每個和燈相關(guān)的量都是按照先方向后顏色的順序添加的。對于同一方向的四個不同顏色的燈（紅，黃，綠，黃）是進(jìn)行疊放在一起，通過控制其可見度來控制哪個顏色的燈亮。如圖2-6所示為同一方向的三個顏色的信號燈疊加前的效果圖。人

11、行道上的指示燈如圖2-7 所示，每個信號燈由兩個顏色組成（紅，綠）。 圖2-6 干道信號燈疊加前的效果圖 圖2-7 人行道信號燈疊加前的效果圖4、交通燈控制系統(tǒng)的各部分的控制設(shè)計4.1定時器的控制本設(shè)計主要用定時器來控制交通燈的亮閃情況，定時器“交通燈控制”的范圍是0-250定時器的控制如下：if 交通燈控制1 = 0 THEN if 交通燈控制 > 0 THE 交通燈控制 = 交通燈控制-1 if 交通燈控制 = 0 THEN 交通燈控制 = 250交通燈控制1 = 0 ENDIF4.2交通燈的亮閃情況控制本設(shè)計運(yùn)用計時器的變化對交通燈紅燈黃燈的可見度進(jìn)行控制對綠燈可見度及閃爍效果進(jìn)行

12、控制。IF 交通燈控制 >150 and 交通燈控制=<250 THEN 正南紅1 = 1 IF 交通燈控制 =<150 THEN 正南紅1 = 0 if 交通燈控制>0 and 交通燈控制=<25 THEN 正南黃1 = 1if 交通燈控制>25 THEN 正南黃1 = 0if 交通燈控制=<120 and 交通燈控制>25 THEN 正南綠1 = 1if 交通燈控制 >120 or 交通燈控制=<25 THEN 正南綠1 = 0IF 交通燈控制 =<150 and 交通燈控制>120 THEN 正南2= 1IF 交通燈

13、控制 >150 or 交通燈控制=<120 THEN 正南2= 04.2.1東西路口的交通燈控制根據(jù)交通運(yùn)行的實際情況可知東西運(yùn)行的情況相同，即車輛都是同時運(yùn)行及停止的所以交通燈的可見度情況一致。（1）東西綠燈的運(yùn)行情況大致如下：150-250s東西綠燈亮，120-150s東西黃燈亮，25-120東西紅燈亮，0-25東西黃燈亮： IF 交通燈控制 > 150 THEN 正東綠1 = 1 IF 交通燈控制 =<150 THEN 正東綠1 = 0 if 交通燈控制 > 120 and 交通燈控制=<150 THEN 正東黃1 = 1if 交通燈控制=<12

14、0 or 交通燈控制>150 THEN 正東黃1 = 0if 交通燈控制=<120 and 交通燈控制>25 THEN 正東紅1 = 1if 交通燈控制 >120 or 交通燈控制=<25 THEN 正東紅1 = 0if 交通燈控制=<25 THEN 正東2 = 1if 交通燈控制>25 THEN 正東2 = 04.2.2南北路口的交通燈控制（1）南北紅燈在東西綠燈及黃燈亮?xí)r是亮的，其的命令行為： IF 交通燈控制 >150 and 交通燈控制=<250 THEN 正北紅1 = 1 IF 交通燈控制 =<150 THEN 正北紅1 =

15、 0 if 交通燈控制>0 and 交通燈控制=<25 THEN 正北黃1 = 1if 交通燈控制>25 THEN 正北黃1 = 0if 交通燈控制=<120 and 交通燈控制>25 THEN 正北綠1 = 1if 交通燈控制 >120 or 交通燈控制=<25 THEN 正北綠1 = 0IF 交通燈控制 =<150 and 交通燈控制>120 THEN 正北2= 1IF 交通燈控制 >150 or 交通燈控制=<120 THEN 正北2= 04.3車輛的控制 5、組態(tài)界面畫面的設(shè)計5.1窗口的建立專心-專注-專業(yè)(1)在“用

16、戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”、“窗口1”。(2)選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。 (3)將窗口名稱改為：交通燈控制；窗口標(biāo)題改為：交通燈控制；窗口位置選中“最大化顯示”、“固定邊”，其他不變，單擊“確定”。(4)選中“窗口1”，單擊“窗口屬性”， 進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。 (5)將窗口名稱改為：封面；窗口標(biāo)題改為：封面。窗口位置選中“屏幕中間顯示”，窗口邊界選擇“固定邊”，單擊“確認(rèn)”。 (6)在“用戶窗口”中，選中“窗口屬性”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動窗口”選項，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時自動加載的窗口。 圖12封面主體5.2封面的設(shè)計

17、封面的設(shè)計主效果圖如圖1。5.3主界面設(shè)計主界面效果圖見圖2-1，圖中主要包括6部分即交通運(yùn)行圖，交通燈，車輛，行人，計時，時間與日期。界面制作過程如下：（1)選中“控制窗口”的窗口標(biāo)題，單擊“動畫組態(tài)”，進(jìn)入動畫組態(tài)窗口，開始編輯畫面。(2)單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。選擇“工具箱”內(nèi)的“矩形”按鈕，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形，在窗口中拖拽鼠標(biāo)，繪制出同樣大小的矩形4個 分別置于畫面的左上方,右上方,左下方,右下方，在選擇填充顏色做出四塊草坪。（3）單擊工具箱中插入元件，向界面中加入樹，人，汽車，交通燈等元件同時利用工具箱中工具畫出各種元件最終生成主界面圖形 封面設(shè)計類似 6結(jié)

18、論與展望在組態(tài)軟件的制作中我較好的掌握了MCGS軟件的應(yīng)用。在MCGS軟件中最重要的是建立好實時數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)各種變量的采集、表達(dá)、控制的關(guān)鍵元件，數(shù)據(jù)庫控制著整個系統(tǒng)的輸入、輸出和運(yùn)行。MCGS軟件實現(xiàn)了對現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行信號的采集，運(yùn)行控制和運(yùn)行監(jiān)視。在組態(tài)文件的制作過程中，除了系統(tǒng)提供一些元件和背景，還可以自己制作自己需要的元件。在調(diào)試系統(tǒng)的制作中，我需要的元件在元件庫里沒有，在上網(wǎng)搜索了資料后，知道元件可以自己通過系統(tǒng)提供的工具自己制作。于是我通過工具箱，自己畫出了所需元件的形狀，然后自己設(shè)定看顏色，再通過屬性設(shè)置了元件的動作值，填充顏色和動作表達(dá)式。通過運(yùn)行達(dá)到了預(yù)計的要求。組態(tài)軟件的運(yùn)行調(diào)試，實際上就是數(shù)據(jù)庫的設(shè)定，只要設(shè)定好輸入、輸出的變量和運(yùn)行的條件，（運(yùn)行條件的編輯和VBasic語言很相似）就可以實現(xiàn)預(yù)定的動作。通過這