在組態(tài)王組態(tài)軟件下實(shí)現(xiàn)PLC控制交通燈的仿真

杭州蕭山技師學(xué)院 魏金靈

交通燈控制程序是學(xué)習(xí)PLC當(dāng)中一個(gè)比較常見的課題，通常的做法就是采用黃、綠、紅色指示燈各二個(gè)當(dāng)作輸出通過觀察PLC輸出繼電器Y控制對(duì)應(yīng)顏色的指示燈是否按指定規(guī)則工作來驗(yàn)證程序是否符合控制要求的一個(gè)方法。但是這種方法存在以下的局限性：（1）不能監(jiān)控各個(gè)方向指示燈的工作時(shí)間，操作起來比較麻煩；（2）在驗(yàn)證程序過程中，只能通過觀察對(duì)應(yīng)指示燈工作情況，要是配套指示燈顏色對(duì)不上，剛對(duì)控制程序的好壞無法做出判斷；（3）在整個(gè)執(zhí)行過程中無動(dòng)態(tài)效果；（4）外圍還要配合接線。針對(duì)以上問題，用組態(tài)王上位機(jī)軟件制作控制畫面，配合PLC內(nèi)部控制程序，將它們直接連接就可以完美的解決以·上問題。

下面以組態(tài)王上位機(jī)軟件配合PLC程序制作一個(gè)控制交通燈仿真系統(tǒng)為例來說明它的應(yīng)用。交通燈的控制要求如下：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，首先東西綠燈亮40S后滅，然后開始東西綠燈閃爍20S后滅，然后東西黃燈亮20S后滅，對(duì)應(yīng)方向南北紅燈亮80S后滅；南北綠燈亮40S后，接著南北綠燈閃爍20S滅；南北黃燈亮20S后滅；東西紅燈亮80S后滅…如此循環(huán)，直到按下停止按鈕，按下停止按鈕，交通程序控制各個(gè)燈不能夠馬上全部停止工作，必須等程序執(zhí)行一個(gè)周期才可以。

首先將實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目控制的硬件準(zhǔn)備起來，一個(gè)三菱PLC，型號(hào)為FX3U-32MR，一臺(tái)裝有組態(tài)王上位機(jī)軟件和PLC編程軟件的計(jì)算機(jī)，還有一根數(shù)據(jù)通信線，型號(hào)SC-09。

由于我用組態(tài)王上位機(jī)軟件來控制PLC，為了簡單一下，啟動(dòng)按鈕和停止按鈕不在由外部按鈕來提供信號(hào)，而是由組態(tài)王上位機(jī)軟件所制作的控制畫面發(fā)出。I/O分配如下所示：

輸入：M1啟動(dòng)按鈕，M2停止按鈕

輸出：（1）HL1連Y1東西紅燈；（2）HL2連Y2東西綠燈；（3）HL3連Y3東西黃燈；（4）HL4連Y4南北紅燈；（5）HL5連Y5南北綠燈；（6）HL6連Y6南北黃燈。

電氣原理圖如圖1所示。

圖1 交通燈電氣原理圖

根據(jù)組態(tài)王制作一個(gè)項(xiàng)目的步驟，首先我們要完成PLC對(duì)應(yīng)的控制程序的編寫。啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)都是由組態(tài)軟件發(fā)出，這二個(gè)信號(hào)為點(diǎn)動(dòng)信號(hào)，所以在程序當(dāng)中加另外一個(gè)內(nèi)部輔助繼電器來記憶其信號(hào)，按下M1有一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生，但在程序當(dāng)中實(shí)際發(fā)啟動(dòng)信號(hào)是M10這個(gè)信號(hào)，按下M1有一個(gè)停止信號(hào)的產(chǎn)生，但是這個(gè)信號(hào)不一定是真正的停止信號(hào)，還要等T6這一個(gè)周期完成信號(hào)一起產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際發(fā)出停止信號(hào)，這個(gè)信號(hào)為M30這。由于要在組態(tài)王畫面當(dāng)中監(jiān)控PLC各個(gè)信號(hào)工作時(shí)間，所以所有定時(shí)器采用間接賦值這種方式，在程序的開頭，給一些內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行初始賦值，這個(gè)值與它的動(dòng)作時(shí)間是一至的。最終形成的指令表如表1所示。

表1 交通燈控制程序指令表

程序完成以后，我們要將程序下載到PLC當(dāng)中去，在這下載過程中要注意的是，我們要確定-SC09數(shù)據(jù)線與臺(tái)式電腦連接COM端口的編號(hào)，本次連接為COM1口，傳輸速度為15200bps，奇偶校驗(yàn)要選擇設(shè)置為偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位要選擇為7位，停止位要選擇為1位，嚴(yán)格按照這樣的參數(shù)設(shè)置傳輸程序。在組態(tài)王設(shè)置與PLC連接參數(shù)時(shí)，也要與此完全一致。

程序下載完成后，下面來制作組態(tài)王控制的畫面，在制作畫面的時(shí)候要打開組態(tài)王軟件，找到設(shè)備設(shè)置欄，在這個(gè)地方進(jìn)行連接對(duì)象的連接，也就是說實(shí)際控制的設(shè)備，連接對(duì)象可以為PLC，單片機(jī)、智能儀表、變頻器等設(shè)備。我們連接的PLC為三菱FX3U-32MR，根據(jù)組態(tài)王軟件提示一步一步往下做，一直到把三菱FX3U-32MR這個(gè)設(shè)備與組態(tài)王連接起來，在選擇PLC類型時(shí)要注意，設(shè)備樹上二種三菱，一個(gè)為中文三菱，一個(gè)為英文，不能選擇中文的三菱，而要選擇英文標(biāo)志MITSUBISHI，只有選擇英文狀態(tài)下才能把PLC和組態(tài)王連接上。

在設(shè)備設(shè)置欄對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)置時(shí)要與PLC傳輸參數(shù)設(shè)置一樣。要設(shè)置連接端口為COM1口，傳輸速度為15200bps，奇偶校驗(yàn)要選擇設(shè)置為偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位要選擇為7位，停止位要選擇為1位，只有組態(tài)王傳輸參數(shù)和PLC傳輸參數(shù)完全一致，它們才能連接上，否則會(huì)無法連接成功。

在組態(tài)王上位機(jī)軟件制作的畫面如圖2所示。

圖2 組態(tài)王上位機(jī)軟件制作的控制畫圖

在圖2當(dāng)中，控制按鈕M1要設(shè)置命令語言連接，按下時(shí)填寫\localM1=1；彈起時(shí)填寫\localM1=0；控制按鈕M2要設(shè)置命令語言連接，按下時(shí)填寫\localM2=1；彈起時(shí)填寫\localM2=0；還要設(shè)置小車的隱含屬性，南北方向的小車只有在南北綠燈亮的時(shí)候才可以出現(xiàn)，東西方向的小車只有在東西方向綠燈亮的時(shí)候才可以出現(xiàn)，在在命令語言當(dāng)中寫下語句，用來控制對(duì)應(yīng)方向小車移動(dòng)，小車移動(dòng)速度也是可以控制。在顯示各個(gè)指示燈的工作時(shí)間的時(shí)候要注意，PLC定時(shí)器的單位是毫秒，而組態(tài)王上位機(jī)軟件當(dāng)中是秒，注意單位的統(tǒng)一，要在PLC程序當(dāng)中，或者組態(tài)王上位機(jī)軟件畫面當(dāng)中運(yùn)算。

最終實(shí)現(xiàn)在組態(tài)王上位機(jī)畫面當(dāng)中發(fā)出指令控制PLC程序運(yùn)行，PLC程序運(yùn)行的結(jié)果讓整個(gè)畫面動(dòng)起來，符合整個(gè)控制要求。

通過上面的描述，制作完成的項(xiàng)目解決了傳統(tǒng)的PLC教學(xué)當(dāng)中不能解決的問題，通過組態(tài)王上位機(jī)軟件能監(jiān)控各個(gè)方向指示燈的工作時(shí)間，還可以動(dòng)態(tài)觀察整個(gè)程序的執(zhí)行過程，有什么錯(cuò)誤，只要修改控制程序就可以解決了。外圍不接線，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)的控制。通過觀察組態(tài)王上位機(jī)軟件所制作畫面，就可以讓學(xué)生有一個(gè)立體的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)控制程序的理解。