在組態王組態軟件下實現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控制對應顏色的指示燈是否按指定規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）在整個執行過程中無動態效果；（4）外圍還要配合接線。針對以上問題，用組態王上位機軟件制作控制畫面，配合PLC內部控制程序，將它們直接連接就可以完美的解決以·上問題。

下面以組態王上位機軟件配合PLC程序制作一個控制交通燈仿真系統為例來說明它的應用。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，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，必須等程序執行一個周期才可以。

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

由于我用組態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，而是由組態王上位機軟件所制作的控制畫面發出。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

根據組態王制作一個項目的步驟，首先我們要完成PLC對應的控制程序的編寫。啟動信號和停止信號都是由組態軟件發出，這二個信號為點動信號，所以在程序當中加另外一個內部輔助繼電器來記憶其信號，按下M1有一個啟動信號產生，但在程序當中實際發啟動信號是M10這個信號，按下M1有一個停止信號的產生，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生一個實際發出停止信號，這個信號為M30這。由于要在組態王畫面當中監控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，給一些內部數據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數據線與臺式電腦連接COM端口的編號，本次連接為COM1口，傳輸速度為15200bps，奇偶校驗要選擇設置為偶校驗，數據位要選擇為7位，停止位要選擇為1位，嚴格按照這樣的參數設置傳輸程序。在組態王設置與PLC連接參數時，也要與此完全一致。

程序下載完成后，下面來制作組態王控制的畫面，在制作畫面的時候要打開組態王軟件，找到設備設置欄，在這個地方進行連接對象的連接，也就是說實際控制的設備，連接對象可以為PLC，單片機、智能儀表、變頻器等設備。我們連接的PLC為三菱FX3U-32MR，根據組態王軟件提示一步一步往下做，一直到把三菱FX3U-32MR這個設備與組態王連接起來，在選擇PLC類型時要注意，設備樹上二種三菱，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，只有選擇英文狀態下才能把PLC和組態王連接上。

在設備設置欄對硬件進行設置時要與PLC傳輸參數設置一樣。要設置連接端口為COM1口，傳輸速度為15200bps，奇偶校驗要選擇設置為偶校驗，數據位要選擇為7位，停止位要選擇為1位，只有組態王傳輸參數和PLC傳輸參數完全一致，它們才能連接上，否則會無法連接成功。

在組態王上位機軟件制作的畫面如圖2所示。

圖2 組態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要設置命令語言連接，按下時填寫\localM2=1；彈起時填寫\localM2=0；還要設置小車的隱含屬性，南北方向的小車只有在南北綠燈亮的時候才可以出現，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，在在命令語言當中寫下語句，用來控制對應方向小車移動，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，而組態王上位機軟件當中是秒，注意單位的統一，要在PLC程序當中，或者組態王上位機軟件畫面當中運算。

最終實現在組態王上位機畫面當中發出指令控制PLC程序運行，PLC程序運行的結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的PLC教學當中不能解決的問題，通過組態王上位機軟件能監控各個方向指示燈的工作時間，還可以動態觀察整個程序的執行過程，有什么錯誤，只要修改控制程序就可以解決了。外圍不接線，就可以實現整個的控制。通過觀察組態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。