基于三菱PLC和MCGS的智能交通燈設計

王坤

摘 要：以MCGS組態軟件為上位機，三菱Fx-1n型號PLC為下位機，實現十字路口智能交通燈的設計。通過MCGS監控軟件可以實現對信號燈狀態的監控，亦可以通過MCGS控制交通燈的狀態，二者進行實時數據通信，有緊急情況時，可通過緊急按鈕中斷當前狀態，實現東西方向綠燈30s或者南北方向綠燈30s，完成PC機與PLC的實時交互，能夠模擬真實現場，為實際系統調試提供方便。

關鍵詞：PLC；MCGS；交通燈

中圖分類號：TP331 文獻標識碼：A

1.系統設計方案

現在的交通燈系統，是按照系統定制好的時間來執行的，而對于中大型城市在早晚高峰經常會出現交通擁堵，若要解決這種狀況，可以通過模糊控制、神經網絡算法相結合，在固定的早晚高峰時段控制交叉路口的信號燈，這將成為今后研究的重點。

設計了一個交通燈系統，主要包括PC和PLC以及信號燈模塊的硬件結構系統，PLC編程和MCGS編程的軟件設計。不僅能完成PC與PLC的實時交互，也可在緊急狀況下及時調整各方向信號燈指示時間，形成一個高性能的系統。

系統采用三菱Fx-1n型號PLC控制器及GX Developer編程軟件，控制十字路口兩個方向的四組東、南、西、北交通燈。上位機采用MCGS昆侖通態監控軟件及MCGS觸摸屏編程軟件。

2. PLC系統設計

三菱PLC，Fx1n系列是功能很強大的微PLC，24點輸入，16點繼電器輸出，可擴展到多達128點I/O口，并且能增加特殊功能模塊或擴展板，內置24V直流電源，快速斷開端子塊，可持續掃描，具有時鐘功能和小時表功能，輸入濾波器調節功能，通信和數據連接功能選項使得Fx1n在體積、通信和特殊功能模塊等重要方面非常完美。

2.1 交通燈時序

十字路口綠燈時間為20s，綠燈閃爍時間為3s，黃燈時間為2s，紅燈時間為25s。緊急情況1可以控制東西方向綠燈10s，緊急情況2可以控制南北方向綠燈10s。

2.2 I/O口分配

PLC的輸入包括啟動按鈕、停止按鈕、緊急按鈕1和緊急按鈕2，分別對應輸入口X2、X3、X0和X1。輸出口Y0-Y5分別對應東西方向紅燈、黃燈、綠燈，南北方向紅燈、黃燈、綠燈。PLC系統接線圖，如圖1所示。

3.觸摸屏系統設計

采用昆侖通態 TPC7062TX型號觸摸屏，是一套以先進的Cortex-A8CPU為核心（主頻600MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏。該產品設計采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096）。同時還預裝了MCGS嵌入式組態軟件（運行版），具備強大的圖像顯示和數據處理功能。

編程軟件是MCGS組態軟件，用于快速構造和生成上位機監控軟件系統，主要完成現場數據的采集與檢測、前端數據的處理與控制，功能晚上、操作簡便、可視性好、可維護性強，與其他硬件設備結合，用戶只需通過簡單的模塊化組態就可構成自己的系統，可以靈活采集只能儀表、無人值守的現場采集站、人機界面等專用設備。

結合系統的分析要求，按照MCGS軟件設計流程，建立項目、設計人機界面、定義數據對象，建立實時數據庫、動畫連接以及設備連接。在界面上畫出十字路口及東西、南北信號燈，主要是建立PLC與MCGS變量的連接，設置中間變量M223與MCGS緊急按鈕X0相連，中間變量M222與啟動按鈕相連，這樣在觸摸屏上可以控制交通燈的啟動和處理緊急情況。觸摸屏界面如圖2所示。

4.系統聯調

啟動本系統有兩種方式，一種是通過硬件電路啟動，由硬件開關啟動和關閉系統，另一種是通過觸摸屏上的啟動按鈕啟動和關閉系統，兩種方式不能交叉使用，啟動系統后，南北方向綠燈亮20s，閃爍3s，黃燈亮2s，同時東西方向紅燈亮25s，接著東西方向綠燈亮20s，閃爍3s，黃燈亮2s，同時南北方向紅燈亮25s，如此循環往復，當遇到緊急情況時候，可以通過監控中心的觸摸屏上的緊急按鈕，來控制東西方向或者南北方向綠燈亮10s。

結語

從實際運行情況分析，PLC通過計算機編程控制交通燈系統，通過觸摸屏可以遠程控制PLC動作，完成緊急情況，實現交通燈的控制與管理。通過觀察現象改系統能夠準確地采集數據，下達命令，能直接觀察交通動態，為控制系統的網絡化、智能化提供保障，為模糊控制提供基礎。

參考文獻

[1]吳忠魚.基于組態技術的供水泵站監控管理系統的研究設計[D].浙江：浙江工業大學，2011.