本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，包括觸摸屏、PLC（可編程邏輯控制器）、交通燈燈具、串口通訊線以及直流電源，PLC通過串口通訊線與觸摸屏連接，PLC與交通燈燈具電連接，系統(tǒng)各部分由直流電源供電。本發(fā)明專利技術(shù)的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，PLC的運行數(shù)據(jù)通過電線表現(xiàn)在交通燈燈具上，同時通過串口通訊線將運行數(shù)據(jù)和交通燈的狀態(tài)反映到觸摸屏上，學(xué)習(xí)者在觸摸屏上輸入的指令也可以通過串口通訊線傳遞給PLC，以控制其運行方式，指令包括紅綠燈時間設(shè)定、白天模式、夜間模式和急車通行；該系統(tǒng)可以使學(xué)習(xí)者能夠創(chuàng)造性地設(shè)計觸摸屏界面和梯形圖方法，效果形象，功能強大，拓展實驗內(nèi)容，改善教學(xué)效果，也可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC控制器的樂趣。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種基于觸摸屏和PLC (可編程邏輯控制器)的交通實驗系統(tǒng)及其控 制方法，屬于電氣與機電
技術(shù)介紹
目前，許多高校在電氣與機電類專業(yè)都開設(shè)了PLC (可編程邏輯控制器)課程，一 般仍以書本教學(xué)為主。雖然有的通過多媒體課件來輔助教學(xué)，但是學(xué)生仍然感到內(nèi)容抽象， 難以理解，尤其在聯(lián)系實際的應(yīng)用性環(huán)節(jié)中，PLC教學(xué)更是困難重重，更沒讓學(xué)生達到學(xué)以 致用的目的?？刂萍t綠燈是PLC的典型應(yīng)用，有些學(xué)校的課程設(shè)計用PLC控制發(fā)光二極管 來模擬交通燈的簡單工作方式，少了一些形象逼真的效果，而且實現(xiàn)的功能固定單一，不能 多功能、多模式的實時控制發(fā)光二極管的工作方式，沒能達到激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造力。為 此，學(xué)生需要一種新的交通實驗系統(tǒng)，使學(xué)生設(shè)計和驗證自己的PLC課題，從而變被動枯燥 學(xué)習(xí)為積極主動地創(chuàng)造性學(xué)。而且，近幾年車輛數(shù)量迅速增加，而城鎮(zhèn)道路建設(shè)和交通管理相對滯后，人車爭 路、道路擁擠、阻塞現(xiàn)象、交通事故等時常發(fā)生，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。目 前，我國城市交通燈系統(tǒng)比較單一，十字路口交通燈基本上都是固定配時的，交通部門根據(jù) 統(tǒng)計人員的道路車流量統(tǒng)計數(shù)值，確定一個固定值作為紅綠燈的工作時長，而不能有效的 多功能、多模式的實時控制交通燈的工作方式。根據(jù)現(xiàn)有的PLC交通實驗系統(tǒng)不能激勵學(xué) 生對交通燈控制的興趣和對交通智能管理的思考與探索。如今，觸摸屏是一種新型可編程控制終端，是新一代高科技人機界面產(chǎn)品，適用于 現(xiàn)場控制，可靠性高，編程簡單，使用維護方便。在工藝參數(shù)較多又需要人機交互時使用觸 摸屏，可使整個生產(chǎn)的自動化控制的功能得到大大的加強。在工業(yè)和一些電器設(shè)備中已經(jīng) 很好地應(yīng)用了，而在實際的交通控制和PLC交通實驗中卻還未得到應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專利技術(shù)提供一種基于觸摸屏和PLC 的交通實驗系統(tǒng)，幫助學(xué)生深刻理解PLC的工作原理和應(yīng)用方法，激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造 力，激勵學(xué)生對交通智能管理的思考與探索，協(xié)助教師更好地完成教學(xué)任務(wù)。技術(shù)方案一種基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，其特征在于所述交通實驗系 統(tǒng)由觸摸屏、PLC、交通燈燈具、串口通訊線以及直流電源組成，所述PLC通過串口通訊線與 觸摸屏連接，PLC與交通燈燈具電連接，觸摸屏、PLC、交通燈燈具和串口通訊線均由直流電 源供電。所述觸摸屏是TPC7062K。所述PLC是西門子的S7-200系列的PLC。所述交通燈燈具有12個工業(yè)信號燈組成，紅燈、綠燈、黃燈各4個，與實際交通燈 分布排列相同。所述串口通訊線是RS-485通信總線。所述直流電源為直流電源24V。一種基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟步驟(I):初始化，在觸摸屏中設(shè)置紅綠燈時間和時鐘時間；步驟(2)-主方法根據(jù)時鐘時間自動選擇白天模式和夜間模式，白天模式下，紅燈、綠 燈、黃燈根據(jù)設(shè)定時間正常輪流顯示；夜間模式下，只有黃燈閃爍，紅燈和綠燈不工作。如果有急車要迅速通過紅綠燈，還包括步驟(3)-急車通行子方法如果有急車要 迅速通過紅綠燈，通過觸摸屏的按鍵調(diào)用急車通行子方法，控制紅綠燈的工作方式，達到急 車先行的目的。所述步驟(2 )-主方法具體是指2a):通過觸摸屏上的輸入框控件，設(shè)定時鐘時間和紅綠燈時間，正常工作后，時鐘時間 實時傳輸?shù)絇LC中的寄存器，設(shè)定的紅綠燈時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC方法中的控制紅綠黃燈運 行時間的定時器上；2b) :PLC根據(jù)寄存器中的時鐘時間判斷是否在5點到22點之間，如果是，運行交通燈 白天模式；如果否，跳轉(zhuǎn)到運行交通燈夜間模式；2c):根據(jù)觸摸屏上急車通行按鍵是否按下，判斷是否進行急車通行，如果否，繼續(xù)運行 主方法；如果是，調(diào)用急車通行子方法；2d):如果否，再判斷步驟是否結(jié)束；如果否，轉(zhuǎn)到2b)處；如果是，結(jié)束。所述步驟(3)-急車通行子方法具體是指3a):根據(jù)觸摸屏上按鍵的操作，判斷是否南北道通行，如果是，進入南北道通行的方 法；如果否，轉(zhuǎn)到東西道通行的方法；3b):判斷否返回到主方法，如果否，繼續(xù)運行子方法的下一步；如果是，返回到主方法 的2b)處；3c):根據(jù)觸摸屏上按鍵的操作，判斷是否東西道通行，如果是，進入東西道通行的方 法；如果否，轉(zhuǎn)到南北道通行的方法；3d):判斷是否返回到主方法；如果否，轉(zhuǎn)到3a)處；如果是，返回到主方法的2b)處。有益效果是本專利技術(shù)提供的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)及其控制方法，與 實際交通系統(tǒng)原理基本相同，采用觸摸屏和PLC控制技術(shù)，制作友好的人機界面，對紅綠燈 進行監(jiān)控，實現(xiàn)了對紅綠燈時間設(shè)定、白天模式、夜間模式和急車通行的功能，讓學(xué)生感受 到PLC對交通控制的實際應(yīng)用；對學(xué)生進行全面訓(xùn)練，包括交通燈實驗系統(tǒng)的設(shè)計與接線 訓(xùn)練、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與硬件接線訓(xùn)練、PLC編程訓(xùn)練、觸摸屏界面設(shè)計和系統(tǒng)軟硬件 的調(diào)試訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造力，激勵學(xué)生對交通燈控制的興趣和對交通智能管理 的思考與探索，積極主動地去學(xué)習(xí)PLC有關(guān)知識。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)的控制方法流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作更進一步的說明。如圖1所示，為一種基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，由觸摸屏1、PLC2、交通燈 燈具3、串口通訊線4以及直流電源5組成，所述PLC2通過串口通訊線4與觸摸屏I連接， PLC2與交通燈燈具3電連接，觸摸屏1、PLC2、交通燈燈具3和串口通訊線4均由直流電源 5供電；所述觸摸屏I是TPC7062K ;所述PLC2是西門子的S7-200系列的PLC ;所述交通燈 燈具3有12個工業(yè)信號燈組成，紅燈、綠燈、黃燈各4個，與實際交通燈分布排列相同；所述 串口通訊線4是RS-485通信總線；所述直流電源5為直流電源24V。進一步的，所述PLC的COM2 口接直流電源24V的負極，所述PLC的PORTl 口通過 串口通訊線RS-485連接到觸摸屏的串口(DB9)上，所述PLC的輸出端口 YO接交通燈燈具 的LO和L6的一端，所述PLC的輸出端口 Yl接交通燈燈具的LI和L7的一端，所述PLC的 輸出端口 Y2接交通燈燈具的L2和L8的一端，所述PLC的輸出端口 Y3接交通燈燈具的L3 和L9的一端，所述PLC的輸出端口 Y4接交通燈燈具的L4和LlO的一端，所述PLC的輸出 端口 Y5接交通燈燈具的L5和Lll的一端。所述交通燈燈具L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、 L8、L9、L10、Lll的另一端接直流電源24V的正極。如圖2所示，為一種基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)的控制方法，包括以下步 驟步驟(I):初始化，在觸摸屏中設(shè)置紅綠燈時間和時鐘時間；步驟(2)-主方法根據(jù)時鐘時間自動選擇白天模式和夜間模式，白天模式下，紅燈、綠 燈、黃燈根據(jù)設(shè)定時間正常輪流顯示；夜間模式下，只有黃燈閃爍，紅燈和綠燈不工作。如果有急車要迅速通過紅綠燈，還包括步驟(3)-急車通行子方法如果有急車要 迅速通過紅綠燈，通過觸摸屏的按鍵調(diào)用急車通行子方法，控制紅綠燈的工作方式，達到急 車先行的目的。所述步驟(2 )-主方法具體是指2a):通過觸摸屏上的輸入框控件，設(shè)定時鐘時間和紅綠燈時間，正常工作后，時鐘時間 實時傳輸?shù)絇LC本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，其特征在于：所述交通實驗系統(tǒng)由觸摸屏、PLC、交通燈燈具、串口通訊線以及直流電源組成，所述PLC通過串口通訊線與觸摸屏連接，PLC與交通燈燈具電連接，觸摸屏、PLC、交通燈燈具和串口通訊線均由直流電源供電。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，其特征在于所述交通實驗系統(tǒng)由觸摸屏、PLC、交通燈燈具、串口通訊線以及直流電源組成，所述PLC通過串口通訊線與觸摸屏連接，PLC與交通燈燈具電連接，觸摸屏、PLC、交通燈燈具和串口通訊線均由直流電源供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，其特征在于所述觸摸屏是 TPC7062K。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，其特征在于所述PLC是西門子的S7-200系列的PLC。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，其特征在于所述交通燈燈具有12個工業(yè)信號燈組成，紅燈、綠燈、黃燈各4個，與實際交通燈分布排列相同。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，其特征在于所述串口通訊線是RS-485通信總線。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)，其特征在于所述直流電源為直流電源24V。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟 步驟(I):初始化，在觸摸屏中設(shè)置紅綠燈時間和時鐘時間； 步驟(2)-主方法根據(jù)時鐘時間自動選擇白天模式和夜間模式，白天模式下，紅燈、綠燈、黃燈根據(jù)設(shè)定時間正常輪流顯示；夜間模式下，只有黃燈閃爍，紅燈和綠燈不工作。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于觸摸屏和PLC的交通實驗系統(tǒng)的控制方法，其特征在于如果有急車要迅速通過紅綠燈，還包括步驟(3)-急車通行...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：苗紅霞，段蓉，李瀟，王鵬彰，王安琪，張恒，申晉晉，
申請(專利權(quán))人：河海大學(xué)常州校區(qū)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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