基于三菱PLC和MCGS的智能交通灯设计

王坤

摘 要：以MCGS组态软件为上位机，三菱Fx-1n型号PLC为下位机，实现十字路口智能交通灯的设计。通过MCGS监控软件可以实现对信号灯状态的监控，亦可以通过MCGS控制交通灯的状态，二者进行实时数据通信，有紧急情况时，可通过紧急按钮中断当前状态，实现东西方向绿灯30s或者南北方向绿灯30s，完成PC机与PLC的实时交互，能够模拟真实现场，为实际系统调试提供方便。

关键词：PLC；MCGS；交通灯

中图分类号：TP331 文献标识码：A

1.系统设计方案

现在的交通灯系统，是按照系统定制好的时间来执行的，而对于中大型城市在早晚高峰经常会出现交通拥堵，若要解决这种状况，可以通过模糊控制、神经网络算法相结合，在固定的早晚高峰时段控制交叉路口的信号灯，这将成为今后研究的重点。

设计了一个交通灯系统，主要包括PC和PLC以及信号灯模块的硬件结构系统，PLC编程和MCGS编程的软件设计。不仅能完成PC与PLC的实时交互，也可在紧急状况下及时调整各方向信号灯指示时间，形成一个高性能的系统。

系统采用三菱Fx-1n型号PLC控制器及GX Developer编程软件，控制十字路口两个方向的四组东、南、西、北交通灯。上位机采用MCGS昆仑通态监控软件及MCGS触摸屏编程软件。

2. PLC系统设计

三菱PLC，Fx1n系列是功能很强大的微PLC，24点输入，16点继电器输出，可扩展到多达128点I/O口，并且能增加特殊功能模块或扩展板，内置24V直流电源，快速断开端子块，可持续扫描，具有时钟功能和小时表功能，输入滤波器调节功能，通信和数据连接功能选项使得Fx1n在体积、通信和特殊功能模块等重要方面非常完美。

2.1 交通灯时序

十字路口绿灯时间为20s，绿灯闪烁时间为3s，黄灯时间为2s，红灯时间为25s。紧急情况1可以控制东西方向绿灯10s，紧急情况2可以控制南北方向绿灯10s。

2.2 I/O口分配

PLC的输入包括启动按钮、停止按钮、紧急按钮1和紧急按钮2，分别对应输入口X2、X3、X0和X1。输出口Y0-Y5分别对应东西方向红灯、黄灯、绿灯，南北方向红灯、黄灯、绿灯。PLC系统接线图，如图1所示。

3.触摸屏系统设计

采用昆仑通态 TPC7062TX型号触摸屏，是一套以先进的Cortex-A8CPU为核心（主频600MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480），四线电阻式触摸屏（分辨率4096×4096）。同时还预装了MCGS嵌入式组态软件（运行版），具备强大的图像显示和数据处理功能。

编程软件是MCGS组态软件，用于快速构造和生成上位机监控软件系统，主要完成现场数据的采集与检测、前端数据的处理与控制，功能晚上、操作简便、可视性好、可维护性强，与其他硬件设备结合，用户只需通过简单的模块化组态就可构成自己的系统，可以灵活采集只能仪表、无人值守的现场采集站、人机界面等專用设备。

结合系统的分析要求，按照MCGS软件设计流程，建立项目、设计人机界面、定义数据对象，建立实时数据库、动画连接以及设备连接。在界面上画出十字路口及东西、南北信号灯，主要是建立PLC与MCGS变量的连接，设置中间变量M223与MCGS紧急按钮X0相连，中间变量M222与启动按钮相连，这样在触摸屏上可以控制交通灯的启动和处理紧急情况。触摸屏界面如图2所示。

4.系统联调

启动本系统有两种方式，一种是通过硬件电路启动，由硬件开关启动和关闭系统，另一种是通过触摸屏上的启动按钮启动和关闭系统，两种方式不能交叉使用，启动系统后，南北方向绿灯亮20s，闪烁3s，黄灯亮2s，同时东西方向红灯亮25s，接着东西方向绿灯亮20s，闪烁3s，黄灯亮2s，同时南北方向红灯亮25s，如此循环往复，当遇到紧急情况时候，可以通过监控中心的触摸屏上的紧急按钮，来控制东西方向或者南北方向绿灯亮10s。

结语

从实际运行情况分析，PLC通过计算机编程控制交通灯系统，通过触摸屏可以远程控制PLC动作，完成紧急情况，实现交通灯的控制与管理。通过观察现象改系统能够准确地采集数据，下达命令，能直接观察交通动态，为控制系统的网络化、智能化提供保障，为模糊控制提供基础。

参考文献

[1]吴忠鱼.基于组态技术的供水泵站监控管理系统的研究设计[D].浙江：浙江工业大学，2011.