基于MCGS的交通信號燈模擬控制系統(tǒng)設計

崔守娟，周 炎，徐凌雲(yún)

（鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術學校，江蘇 鎮(zhèn)江 212016）

MCGS全稱Monitor and Control Generated System，是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺的組態(tài)軟件，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制等任務。因其具有性能強大、操作簡便、便于維護等特點，被應用于諸多領域。使用MCGS 6.8嵌入版組態(tài)軟件，通過上位機完成交通信號燈的運行與監(jiān)控，并模擬設計紅綠燈系統(tǒng)運行。

1 MCGS組態(tài)軟件的功能和特點

MCGS組態(tài)軟件由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫、運行策略等5個部分組成，如圖1所示。

圖1 MCGS組態(tài)軟件的組成Figure 1 MCGS configuration software composition

MCGS具有簡單的可視化操作界面、良好的并行處理性能、完善的安全機制、多樣化的報警功能、廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能。其實時性、可擴充性、可靠性、可維護性極高，支持多種硬件設備，可實現(xiàn)“設備無關”。實時數(shù)據(jù)庫為用戶分步組態(tài)提供極大方便，利用數(shù)據(jù)庫儲存管理數(shù)據(jù)，使多媒體畫面豐富、生動。設立對象元件庫，組態(tài)工作方便，輕松實現(xiàn)工控系統(tǒng)的分布式控制和管理等功能，具有可視性好、功能完善、操作簡便的特點。

2 MCGS的交通信號燈模擬控制系統(tǒng)設計

2.1 MCGS用戶窗口繪制要求

創(chuàng)建新的用戶窗口后，打開工具箱，利用工具箱里的各種模塊對象進行繪制模板。模擬系統(tǒng)監(jiān)控界面由斑馬線、十字路口、4個方向指示紅綠燈、4輛卡車，啟動、停止和復位按鈕組成。每個路口由1個交通指示紅綠燈控制十字路口的來往車輛。用戶窗口如圖2所示。

圖2 用戶窗口繪制Figure 2 User window drawing

2.2 對象屬性設置

完成模板繪制后，設置原件模塊各項單元屬性。以模板繪制中的元件小車為例，進行相應的移動方式、可見度等一系列單元設置，如圖3所示。

2.3 變量設計

進入MCGS獨立仿真時，系統(tǒng)無法直接識別人機界面中模板中的各個按鈕、原件和文本框，因此要在實時數(shù)據(jù)庫中建立相應的變量，需進行實時數(shù)據(jù)庫窗口中變量值設定。紅綠燈系統(tǒng)中虛設定41個變量，變量設定相關類型如圖4所示。

圖3 對象屬性設置Figure 3 Setup diagram of object properties

圖4 實時數(shù)據(jù)庫Figure 4 Real-time database

圖5 定時器設置Figure 5 Timer set

圖6 定時循環(huán)執(zhí)行設置Figure 6 Performance setting of timing cycle

打開實時數(shù)據(jù)庫，建立與本文對應的變量。不同變量的屬性與類別各不相同。本實時數(shù)據(jù)庫里的車1～9與4個紅綠燈的變量（東西左綠燈除外）都為開關型，其余為數(shù)值型。不同變量給予適當?shù)臉撕?，使?shù)據(jù)庫里所建立的變量更明確。

2.4 策略組態(tài)

根據(jù)所設計的紅綠燈模擬建立相應的循環(huán)策略組態(tài)，如圖5所示。建立結(jié)束后，使定時器按照設定的時間循環(huán)運行。定時器是給予一個循環(huán)所使用的時間。而按照設定的時間循環(huán)運行則是根據(jù)定時循環(huán)的時間設置定時器。定時器設置如圖5所示，定時循環(huán)執(zhí)行設置如圖6所示。

2.5 腳本程序語言編輯

腳本程序是人機界面中元件與相應的實時數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，根據(jù)所需求方式進行設置并實現(xiàn)的部分。紅綠燈模擬設計的部分腳本如下：

IF啟動＝1 THEN

定時器啟動＝1

定時器復位＝0

ENDIF

IF定時器時間＞0 AND定時器時間＜27 THEN

東西紅燈＝1

東西黃燈＝0

東西綠燈＝0

南北紅燈＝0

南北黃燈＝0

南北綠燈＝1

ENDIF

IF定時器時間＞0 AND定時器時間＜30 THEN

車1垂直＝車1垂直+1

車 1＝1

車7垂直＝車7垂直+1

車 7＝1

車2垂直＝車2垂直-1

車 2＝1

車8垂直＝車8垂直-1

車 8＝1 ENDIF

以上部分腳本程序用于定時器啟動后紅綠燈跳轉(zhuǎn)，小車由停止狀態(tài)轉(zhuǎn)為運動狀態(tài)。

3 交通信號燈模擬控制系統(tǒng)運行

設置完畢后，進入工程下載界面查看，點擊開始運行按鈕，指示燈亮起，小車開始移動；點擊停止按鈕后，所有的指示燈和小車立刻停止在相應的運行位置。按下復位按鈕，所有運行元件全部回復初始樣式。

4 結(jié)語

以交通信號燈為例，介紹基于MCGS組態(tài)軟件設計信號燈模擬控制系統(tǒng)的設計，通過MCGS簡單的可視化操作界面，利用用戶窗口模板繪制、對象屬性、變量設計、策略組態(tài)、腳本程序等功能完成畫面形象。操作便捷的MCGS信號燈系統(tǒng)模擬，可為觀者清晰的演示模擬畫面。