本发明专利技术公开了一种基于触摸屏和PLC的交通实验系统，包括触摸屏、PLC（可编程逻辑控制器）、交通灯灯具、串口通讯线以及直流电源，PLC通过串口通讯线与触摸屏连接，PLC与交通灯灯具电连接，系统各部分由直流电源供电。本发明专利技术的基于触摸屏和PLC的交通实验系统，PLC的运行数据通过电线表现在交通灯灯具上，同时通过串口通讯线将运行数据和交通灯的状态反映到触摸屏上，学习者在触摸屏上输入的指令也可以通过串口通讯线传递给PLC，以控制其运行方式，指令包括红绿灯时间设定、白天模式、夜间模式和急车通行；该系统可以使学习者能够创造性地设计触摸屏界面和梯形图方法，效果形象，功能强大，拓展实验内容，改善教学效果，也可激发学生学习PLC控制器的乐趣。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于触摸屏和PLC (可编程逻辑控制器)的交通实验系统及其控 制方法，属于电气与机电
技术介绍
目前，许多高校在电气与机电类专业都开设了PLC (可编程逻辑控制器)课程，一 般仍以书本教学为主。虽然有的通过多媒体课件来辅助教学，但是学生仍然感到内容抽象， 难以理解，尤其在联系实际的应用性环节中，PLC教学更是困难重重，更没让学生达到学以 致用的目的。控制红绿灯是PLC的典型应用，有些学校的课程设计用PLC控制发光二极管 来模拟交通灯的简单工作方式，少了一些形象逼真的效果，而且实现的功能固定单一，不能 多功能、多模式的实时控制发光二极管的工作方式，没能达到激发学生的兴趣和创造力。为 此，学生需要一种新的交通实验系统，使学生设计和验证自己的PLC课题，从而变被动枯燥 学习为积极主动地创造性学。而且，近几年车辆数量迅速增加，而城镇道路建设和交通管理相对滞后，人车争 路、道路拥挤、阻塞现象、交通事故等时常发生，城市交通问题越来越引起人们的关注。目 前，我国城市交通灯系统比较单一，十字路口交通灯基本上都是固定配时的，交通部门根据 统计人员的道路车流量统计数值，确定一个固定值作为红绿灯的工作时长，而不能有效的 多功能、多模式的实时控制交通灯的工作方式。根据现有的PLC交通实验系统不能激励学 生对交通灯控制的兴趣和对交通智能管理的思考与探索。如今，触摸屏是一种新型可编程控制终端，是新一代高科技人机界面产品，适用于 现场控制，可靠性高，编程简单，使用维护方便。在工艺参数较多又需要人机交互时使用触 摸屏，可使整个生产的自动化控制的功能得到大大的加强。在工业和一些电器设备中已经 很好地应用了，而在实际的交通控制和PLC交通实验中却还未得到应用。
技术实现思路
专利技术目的为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于触摸屏和PLC 的交通实验系统，帮助学生深刻理解PLC的工作原理和应用方法，激发学生的兴趣和创造 力，激励学生对交通智能管理的思考与探索，协助教师更好地完成教学任务。技术方案一种基于触摸屏和PLC的交通实验系统，其特征在于所述交通实验系 统由触摸屏、PLC、交通灯灯具、串口通讯线以及直流电源组成，所述PLC通过串口通讯线与 触摸屏连接，PLC与交通灯灯具电连接，触摸屏、PLC、交通灯灯具和串口通讯线均由直流电 源供电。所述触摸屏是TPC7062K。所述PLC是西门子的S7-200系列的PLC。所述交通灯灯具有12个工业信号灯组成，红灯、绿灯、黄灯各4个，与实际交通灯 分布排列相同。所述串口通讯线是RS-485通信总线。所述直流电源为直流电源24V。一种基于触摸屏和PLC的交通实验系统的控制方法，包括以下步骤步骤(I):初始化，在触摸屏中设置红绿灯时间和时钟时间；步骤(2)-主方法根据时钟时间自动选择白天模式和夜间模式，白天模式下，红灯、绿 灯、黄灯根据设定时间正常轮流显示；夜间模式下，只有黄灯闪烁，红灯和绿灯不工作。如果有急车要迅速通过红绿灯，还包括步骤(3)-急车通行子方法如果有急车要 迅速通过红绿灯，通过触摸屏的按键调用急车通行子方法，控制红绿灯的工作方式，达到急 车先行的目的。所述步骤(2 )-主方法具体是指2a):通过触摸屏上的输入框控件，设定时钟时间和红绿灯时间，正常工作后，时钟时间 实时传输到PLC中的寄存器，设定的红绿灯时间数据传输到PLC方法中的控制红绿黄灯运 行时间的定时器上；2b) :PLC根据寄存器中的时钟时间判断是否在5点到22点之间，如果是，运行交通灯 白天模式；如果否，跳转到运行交通灯夜间模式；2c):根据触摸屏上急车通行按键是否按下，判断是否进行急车通行，如果否，继续运行 主方法；如果是，调用急车通行子方法；2d):如果否，再判断步骤是否结束；如果否，转到2b)处；如果是，结束。所述步骤(3)-急车通行子方法具体是指3a):根据触摸屏上按键的操作，判断是否南北道通行，如果是，进入南北道通行的方 法；如果否，转到东西道通行的方法；3b):判断否返回到主方法，如果否，继续运行子方法的下一步；如果是，返回到主方法 的2b)处；3c):根据触摸屏上按键的操作，判断是否东西道通行，如果是，进入东西道通行的方 法；如果否，转到南北道通行的方法；3d):判断是否返回到主方法；如果否，转到3a)处；如果是，返回到主方法的2b)处。有益效果是本专利技术提供的基于触摸屏和PLC的交通实验系统及其控制方法，与 实际交通系统原理基本相同，采用触摸屏和PLC控制技术，制作友好的人机界面，对红绿灯 进行监控，实现了对红绿灯时间设定、白天模式、夜间模式和急车通行的功能，让学生感受 到PLC对交通控制的实际应用；对学生进行全面训练，包括交通灯实验系统的设计与接线 训练、PLC控制系统的设计与硬件接线训练、PLC编程训练、触摸屏界面设计和系统软硬件 的调试训练，激发学生的兴趣和创造力，激励学生对交通灯控制的兴趣和对交通智能管理 的思考与探索，积极主动地去学习PLC有关知识。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的控制方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，为一种基于触摸屏和PLC的交通实验系统，由触摸屏1、PLC2、交通灯 灯具3、串口通讯线4以及直流电源5组成，所述PLC2通过串口通讯线4与触摸屏I连接， PLC2与交通灯灯具3电连接，触摸屏1、PLC2、交通灯灯具3和串口通讯线4均由直流电源 5供电；所述触摸屏I是TPC7062K ;所述PLC2是西门子的S7-200系列的PLC ;所述交通灯 灯具3有12个工业信号灯组成，红灯、绿灯、黄灯各4个，与实际交通灯分布排列相同；所述 串口通讯线4是RS-485通信总线；所述直流电源5为直流电源24V。进一步的，所述PLC的COM2 口接直流电源24V的负极，所述PLC的PORTl 口通过 串口通讯线RS-485连接到触摸屏的串口(DB9)上，所述PLC的输出端口 YO接交通灯灯具 的LO和L6的一端，所述PLC的输出端口 Yl接交通灯灯具的LI和L7的一端，所述PLC的 输出端口 Y2接交通灯灯具的L2和L8的一端，所述PLC的输出端口 Y3接交通灯灯具的L3 和L9的一端，所述PLC的输出端口 Y4接交通灯灯具的L4和LlO的一端，所述PLC的输出 端口 Y5接交通灯灯具的L5和Lll的一端。所述交通灯灯具L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、 L8、L9、L10、Lll的另一端接直流电源24V的正极。如图2所示，为一种基于触摸屏和PLC的交通实验系统的控制方法，包括以下步 骤步骤(I):初始化，在触摸屏中设置红绿灯时间和时钟时间；步骤(2)-主方法根据时钟时间自动选择白天模式和夜间模式，白天模式下，红灯、绿 灯、黄灯根据设定时间正常轮流显示；夜间模式下，只有黄灯闪烁，红灯和绿灯不工作。如果有急车要迅速通过红绿灯，还包括步骤(3)-急车通行子方法如果有急车要 迅速通过红绿灯，通过触摸屏的按键调用急车通行子方法，控制红绿灯的工作方式，达到急 车先行的目的。所述步骤(2 )-主方法具体是指2a):通过触摸屏上的输入框控件，设定时钟时间和红绿灯时间，正常工作后，时钟时间 实时传输到PLC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于触摸屏和PLC的交通实验系统，其特征在于：所述交通实验系统由触摸屏、PLC、交通灯灯具、串口通讯线以及直流电源组成，所述PLC通过串口通讯线与触摸屏连接，PLC与交通灯灯具电连接，触摸屏、PLC、交通灯灯具和串口通讯线均由直流电源供电。
【技术特征摘要】
1.一种基于触摸屏和PLC的交通实验系统，其特征在于所述交通实验系统由触摸屏、PLC、交通灯灯具、串口通讯线以及直流电源组成，所述PLC通过串口通讯线与触摸屏连接，PLC与交通灯灯具电连接，触摸屏、PLC、交通灯灯具和串口通讯线均由直流电源供电。2.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC的交通实验系统，其特征在于所述触摸屏是 TPC7062K。3.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC的交通实验系统，其特征在于所述PLC是西门子的S7-200系列的PLC。4.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC的交通实验系统，其特征在于所述交通灯灯具有12个工业信号灯组成，红灯、绿灯、黄灯各4个，与实际交通灯分布排列相同。5.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC的交通实验系统，其特征在于所述串口通讯线是RS-485通信总线。6.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC的交通实验系统，其特征在于所述直流电源为直流电源24V。7.根据权利要求1-6任一项所述的基于触摸屏和PLC的交通实验系统的控制方法，包括以下步骤 步骤(I):初始化，在触摸屏中设置红绿灯时间和时钟时间； 步骤(2)-主方法根据时钟时间自动选择白天模式和夜间模式，白天模式下，红灯、绿灯、黄灯根据设定时间正常轮流显示；夜间模式下，只有黄灯闪烁，红灯和绿灯不工作。8.根据权利要求7所述的基于触摸屏和PLC的交通实验系统的控制方法，其特征在于如果有急车要迅速通过红绿灯，还包括步骤(3)-急车通行...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗红霞，段蓉，李潇，王鹏彰，王安琪，张恒，申晋晋，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：
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