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

杭州蕭山技師學院 魏金靈

交通燈控制程序是學習PLC當中一個比較常見的課題，通常的做法就是采用黃、綠、紅色指示燈各二個當作輸出通過觀察PLC輸出繼電器Y控制對應(yīng)顏色的指示燈是否按指定規(guī)則工作來驗證程序是否符合控制要求的一個方法。但是這種方法存在以下的局限性：（1）不能監(jiān)控各個方向指示燈的工作時間，操作起來比較麻煩；（2）在驗證程序過程中，只能通過觀察對應(yīng)指示燈工作情況，要是配套指示燈顏色對不上，剛對控制程序的好壞無法做出判斷；（3）在整個執(zhí)行過程中無動態(tài)效果；（4）外圍還要配合接線。針對以上問題，用組態(tài)王上位機軟件制作控制畫面，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)王上位機軟件配合PLC程序制作一個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：當按下啟動按鈕后，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，交通程序控制各個燈不能夠馬上全部停止工作，必須等程序執(zhí)行一個周期才可以。

首先將實現(xiàn)該項目控制的硬件準備起來，一個三菱PLC，型號為FX3U-32MR，一臺裝有組態(tài)王上位機軟件和PLC編程軟件的計算機，還有一根數(shù)據(jù)通信線，型號SC-09。

由于我用組態(tài)王上位機軟件來控制PLC，為了簡單一下，啟動按鈕和停止按鈕不在由外部按鈕來提供信號，而是由組態(tài)王上位機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)王制作一個項目的步驟，首先我們要完成PLC對應(yīng)的控制程序的編寫。啟動信號和停止信號都是由組態(tài)軟件發(fā)出，這二個信號為點動信號，所以在程序當中加另外一個內(nèi)部輔助繼電器來記憶其信號，按下M1有一個啟動信號產(chǎn)生，但在程序當中實際發(fā)啟動信號是M10這個信號，按下M1有一個停止信號的產(chǎn)生，但是這個信號不一定是真正的停止信號，還要等T6這一個周期完成信號一起產(chǎn)生一個實際發(fā)出停止信號，這個信號為M30這。由于要在組態(tài)王畫面當中監(jiān)控PLC各個信號工作時間，所以所有定時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)寄存器進行初始賦值，這個值與它的動作時間是一至的。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)線與臺式電腦連接COM端口的編號，本次連接為COM1口，傳輸速度為15200bps，奇偶校驗要選擇設(shè)置為偶校驗，數(shù)據(jù)位要選擇為7位，停止位要選擇為1位，嚴格按照這樣的參數(shù)設(shè)置傳輸程序。在組態(tài)王設(shè)置與PLC連接參數(shù)時，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，在制作畫面的時候要打開組態(tài)王軟件，找到設(shè)備設(shè)置欄，在這個地方進行連接對象的連接，也就是說實際控制的設(shè)備，連接對象可以為PLC，單片機、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這個設(shè)備與組態(tài)王連接起來，在選擇PLC類型時要注意，設(shè)備樹上二種三菱，一個為中文三菱，一個為英文，不能選擇中文的三菱，而要選擇英文標志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)置欄對硬件進行設(shè)置時要與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，奇偶校驗要選擇設(shè)置為偶校驗，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，否則會無法連接成功。

在組態(tài)王上位機軟件制作的畫面如圖2所示。

圖2 組態(tài)王上位機軟件制作的控制畫圖

在圖2當中，控制按鈕M1要設(shè)置命令語言連接，按下時填寫\localM1=1；彈起時填寫\localM1=0；控制按鈕M2要設(shè)置命令語言連接，按下時填寫\localM2=1；彈起時填寫\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候才可以出現(xiàn)，在在命令語言當中寫下語句，用來控制對應(yīng)方向小車移動，小車移動速度也是可以控制。在顯示各個指示燈的工作時間的時候要注意，PLC定時器的單位是毫秒，而組態(tài)王上位機軟件當中是秒，注意單位的統(tǒng)一，要在PLC程序當中，或者組態(tài)王上位機軟件畫面當中運算。

最終實現(xiàn)在組態(tài)王上位機畫面當中發(fā)出指令控制PLC程序運行，PLC程序運行的結(jié)果讓整個畫面動起來，符合整個控制要求。

通過上面的描述，制作完成的項目解決了傳統(tǒng)的PLC教學當中不能解決的問題，通過組態(tài)王上位機軟件能監(jiān)控各個方向指示燈的工作時間，還可以動態(tài)觀察整個程序的執(zhí)行過程，有什么錯誤，只要修改控制程序就可以解決了。外圍不接線，就可以實現(xiàn)整個的控制。通過觀察組態(tài)王上位機軟件所制作畫面，就可以讓學生有一個立體的認識，加深了對控制程序的理解。