基于MCGS组态软件的交通灯控制系统的设计

论文题目：基于MCGS组态软件的交通灯控制系统的设计姓名：＿＿＿学号：＿指导教师：＿＿＿＿学院：电气工程学院＿＿＿专业：电气工程及其自动化年级： 08级＿＿＿＿＿＿同组人：成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿日期：6/24/2011＿＿＿＿目录ABSTRACT ........................................................... - 3 - 1、绪论............................................................ - 4 - 1.1课题来源及研究意义.. (4)1.2交通灯控制研究的意义 (4)1.3本论文研究的主要内容 (5)2、软件介绍........................................................ - 5 - 2.1MCGS组态软件的整体介绍 . (5)2.2MCGS组态软件的整体结构 (6)2.3MCGS组态软件的功能和特点 (7)2.4MCGS组态软件的工作方式 (7)3、1交通灯控制的设计仿真........................................... - 8 - 3.1设计总述. (8)3.2交通灯控制的变量设置 (9)4、交通灯控制系统的各部分的控制设计................................ - 9 - 4.1定时器的控制.. (9)4.2交通灯的亮闪情况控制 (9)4.2.1东西路口的交通灯控制 ....................................................................................... - 9 -4.2.2南北路口的交通灯控制 ......................................................................................- 11 -4.3车辆的控制. (13)4.4主控台中道路通行示意图的控制 (14)5、组态界面画面的设计............................................. - 15 - 5.1窗口的建立. (15)5.2封面的设计 (16)5.3主界面设计 (16)6结论与展望....................................................... - 16 - 致谢.............................................................. - 17 - 参考文献.......................................................... - 18 - 附录........................................................... - 19 -基于MCGS组态软件的交通灯控制系统的设计专业：电气工程及其自动化姓名：谢刚指导教师：王彩霞摘要当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

社会的发展，人们的消费水平不断的提高，私人车辆不断的增加。

人多、车多道路少的道路交通状况已经很明显了。

所以采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。

本文以十字路口交通灯控制系统为例，详细介绍了交通灯的正常运行情况，通过并利用组态软件 MCGS 制作控制系统动态监控画面。

关键词：交通灯,MCGSABSTRACTToday, traffic lights installed on the crossing at all, to ease the traffic of vehicles has become the most common and most effective means. Social development, people's consumption levels continue to increase, private vehicles is increasing. Of people, cars and more roads have less traffic status is obvious. Therefore, the adoption of effective methods to control traffic lights is imperative.In this paper, the crossing traffic control system as an example, the paper introduces the normal operation of the traffic lights, and mainly adopted MCGS system to accomplish controlling and monitoring traffic lightsKey words：Traffic light MCGS1、绪论1.1课题来源及研究意义城市的快速发展，机动车拥有量的增长，给交通带来了许多问题，如交通拥堵、交通事故频发、环境污染加剧和燃油损耗上升，其中最为关键的是交叉口的车流量己处于饱和状态。

分析其原因主要是由于现有交叉口的几何条件所限，以及缺少完善的的交通管理设施。

道路上交通标志不规范，路口渠化不合理等问题加剧了交通拥挤的矛盾，而作为城市交通命脉的主干道的交通阻塞会使整个城市交通陷入瘫痪。

解决城市交通拥挤状况，完善路网来缓解交通拥挤不是短时间所能解决的，目前急需做的是进一步挖掘路网的潜力并改善交通现状，特别是改善交通信号控制。

可见，研制一种高效的智能交通控制系统是很有必要的，因此，城市交通的智能控制目前已成为国内外交通工程界研究的热点领域之一。

而各交叉口是是城市道路网的咽喉要道，是人流和车辆汇集的地方，最容易发生交通阻塞现象，因此交叉口信号的智能控制显得更为迫切。

最大程度提高交叉口的通行能力，为经济的发展和人民生活提供一个安全、畅通、高效、低公害低能耗的交通环境已成为必然。

通常新型的工业自动控制系统被划分为控制层、监控层、管理层 3 个层次结构。

监控层的硬件以 IPC 为主, 其软件采用工业组态软件, 实现完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能;本文以交通灯控制系统统为例提出了一种基于工业组态软件 MCGS虚拟控制监控系统, 即利用现有的计算机资源, 在计算机上通过组态软件的工作界面和功能来仿真现场控制对象, 进行虚拟控制。

1.2 交通灯控制研究的意义交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平的提高起着十分重要的作用。

城市交通问题是困扰城市发展、制约城市经济建设的重要因素。

城市道路增长的有限与车辆增加的无限这一对矛盾是导致城市交通拥挤的根本原因。

城市街道网络上的交通容量的不断增加，表明车辆对道路容量的要求仍然很高，短期内还不可能改变。

自从开始使用计算机控制系统后，不管在控制硬件里取得什么样的实际进展，交通控制领域的控制逻辑方面始终没能取得重大突破。

可以肯定的说，对于减轻交通拥塞及其副作用一特别是对于大的交通网络而言，仍然缺乏一种真正的交通响应控制策略。

计算机硬件能力与控制软件能力很不相符，由此造成的影响是很多交通控制策略根本不能实现。

在少数几个例子中，一些新的控制策略确实能得以实现，但他们却没能对早期的控制策略进行改进。

由于缺乏能提高交通状况、特别是缺乏拥塞网络交通状况的实时控制策略，几乎可以一说真正成熟的控制策略仍然不存在。

在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为交通参与者的安全提供了强有力的保障。

但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。

如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。

传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。

然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。

即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。

这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。

未来的城市交通控制系统能适应城市交通的发展。

从长远来看该研究具有巨大的现实意义。

1.3本论文研究的主要内容模拟的十字路口交通灯组态图，用一个开关控制交通灯的运行与停止，当开关为开时，先南北红灯、东西绿灯亮此时东西方向的车辆运行，延时15秒东西绿灯变为闪烁状态，闪烁5秒后跳到黄灯亮，此时东西方向的车辆停止运行，东西黄灯亮3秒后，变为东西红灯、南北绿灯，则南北方向车辆运行，延时15秒南北绿灯变为闪烁，闪烁5秒后跳到南北黄灯，则南北方向的车辆停止运行，南北黄灯亮3秒后，再回到南北红灯、东西绿灯的状态，循环下去。

无论运行到那个状态当开关由开变为关闭时，所有的灯都处于不亮状态。

2、软件介绍2.1 MCGS组态软件的整体介绍随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。

MCGS工控组态软件的出现为解决一些实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。

MCGS全中文工业自动化控制组态软件（以下简称MCGS工控组态软件或MCGS）是一套32位工控组态软件，可稳定运行于Windows95/98/Me/NT/2000等多种操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输出设备，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械、纺织、航天、建筑、材料、制冷、交通、通讯、食品、制造与加工业、水处理、环保、智能楼宇、实验室等多种工程领域。

它的主要特点有（1）延续性和可扩充性。

使用MCGS工控组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；（2）封装性（易学易用），MCGS工控组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；（3）通用性和可扩充性，每个用户根据工程实际情况，利用MCGS 工控组态软件提供的底层设备（PLC 、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的设备驱动、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有网络功能的工程，不受行业限制。