張曉萍

（云南機電職業(yè)技術學院，云南昆明，650203）

基于ADAM-4055的交通燈控制系統(tǒng)線路板制作

張曉萍

（云南機電職業(yè)技術學院，云南昆明，650203）

本文利用研華公司的數(shù)據(jù)采集模塊ADAM-4055和WonderWare公司的控制軟件InControl制作了十字路口交通燈控制系統(tǒng)線路板。用按鈕完成十字路口交通燈的啟?？刂?，用紅、黃、綠三色燈完成指示功能，并在InControl中設計了倒計時顯示功能。

交通燈；ADAM-4055；線路板

0 引言

本文采用研華公司的數(shù)據(jù)采集模塊ADAM-4055和Wonder Ware公司的控制軟件InControl，制作了一個十字路口交通燈的模擬控制系統(tǒng)，來模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計時顯示。設計時也考慮了實際中可能出現(xiàn)的一些突發(fā)情況，系統(tǒng)中設計了緊急情況中斷系統(tǒng)、復位電路等幾部分。

1 硬件設計

研華公司的數(shù)據(jù)采集模塊ADAM4055外加一電源后可直接驅(qū)動LED發(fā)光二極管，它的輸入部分可以通過短接數(shù)字地D.GRN端子來導通，也可以通過D.COM端子可外接電源來導通。在線路板的設計中我們采用輸入、輸出分離，輸入通過短接數(shù)字地D.GRN端子的方式，輸出外接12V 直流電源，通過510歐的電阻驅(qū)動發(fā)光二極管LED的方式。由于紅色發(fā)光二極管LED的導通電壓只有1.7V，而黃色、綠色發(fā)光二極管LED的導通電壓分別約1.9和2.0V，因此紅色的發(fā)光二極管較亮。

圖1 輸入輸出電路板實物圖片

2 硬件調(diào)試

首先把制作好的交通燈線路板接通電源，下載一個流水燈程序或者利用外部按鈕控制線路板上的各個信號燈，發(fā)現(xiàn)每個信號燈都亮，確保線路板硬件沒有任何問題。再下載一個按鈕控制信號燈亮滅的程序，按下按鈕發(fā)光二極管點亮，那么說明按鈕也沒有問題。經(jīng)過逐個測試，每個元器件都沒有問題，就可以進行下一步的軟件設計了。

3 軟件設計

系統(tǒng)的硬件設計及調(diào)試工作完成后，就要進行系統(tǒng)的軟件設計了。

先接好通訊模塊ADAM-4520的通訊轉(zhuǎn)化及數(shù)據(jù)采集模塊ADAM-4055的數(shù)字信號輸入和輸出信號[2]，控制系統(tǒng)線路板與計算機相連接的RS232串口線、控制系統(tǒng)線路板的電源線、RS485現(xiàn)場總線，接好并檢查無誤后方可通電，通電后模塊的工作指示燈點亮。

所有信號線、電源線等連接好后，就要進行模塊的通訊屬性的設置。通訊屬性的設置包括設置模塊的通訊速率、通信協(xié)議等內(nèi)容以及硬接線方法。以上內(nèi)容一經(jīng)設定，便不能再進行修改。而且計算機的同一COM端口下的所有模塊設定必須相同，否則在使用時就找不到了。設定好模塊后，去除INIT*端的短接線，打開Utility Software窗口，設定好通訊速率，重新搜索端口地址，便可找到模塊。硬件部分就設置完成了。

接下來，需要解決過程控制軟件和下位機的通訊問題。在ADAM-4000模塊中支持兩種通訊協(xié)議：研華自己的通訊協(xié)議，以及ModBus協(xié)議。Wonderware公司的軟件自帶一個功能強大的I/O驅(qū)動服務程序I/O Sever，它支持大多數(shù)硬件廠家的通訊標準。打開其窗口，我們首先找到Communication Port Settings通訊端口設置。如同上述在硬件中的設置，確定好端口，波特率。在Protocol一欄出現(xiàn)兩種通訊的編碼方式ASCII碼（校驗準確）、RTU碼（通訊速率高），這里我們選RTU編碼方式。接下來是I/O設備的設定，首先確定通訊協(xié)議為Modicon的Modbus，接著出現(xiàn)如下對話框，需注意的是，Slave ID從計號要與硬件的端口地址相同，從機類型我們選擇的是584/984 PLC。

如果以上設置無誤，在啟動InControl后，I/O Sever將出現(xiàn)通訊正常等英文字樣。

最后一步，在InControl中須把內(nèi)部變量于硬件的通道地址關聯(lián)起來。首先新建I/O設備：在出現(xiàn)的對話框中鍵入I/O設備的總標題，接著是具體I/O設備名稱[3]。注意，需與I/O Sever中定義的名稱對應，點擊確定。這就設置好了I/O設備。

最后，向此新I/O設備中增加變量即可，每個變量的端口地址，都是由硬件自己分配的，用戶只需根據(jù)ADAM配套的Utility Software中顯示的地址來填寫。

4 軟件調(diào)試

系統(tǒng)的軟件調(diào)試和硬件調(diào)試一樣，也要分模塊來進行調(diào)試。

首先在控制下位控制軟件InControl中編寫十字路口交通燈控制系統(tǒng)程序后，軟件編譯沒有錯誤，再添加按鈕控制程序，再次編譯通過后，再添加緊急情況中斷程序，編譯通過。在各部分程序編譯過程中，若出現(xiàn)編譯錯誤，則從第一個錯誤處開始進行修改，經(jīng)過多次編譯、改錯、修改，直至沒有錯誤，編譯成功，至此，軟件調(diào)試也就完成了。

5 軟硬件聯(lián)調(diào)

交通燈控制系統(tǒng)的軟件和硬件分別調(diào)試成功后，將數(shù)據(jù)采集模塊和計算機連接起來，進行系統(tǒng)的整體調(diào)試。軟硬件聯(lián)調(diào)的過程中，注意觀察交通燈是否符合交通規(guī)則，倒計時時間顯示是否與交通燈同步，發(fā)生緊急情況時，緊急情況中斷程序運行是否正確，按鈕有沒有經(jīng)過防抖處理。直到所有的調(diào)試結(jié)果均達到預期效果，軟硬件聯(lián)調(diào)便成功結(jié)束，十字路口交通燈控制系統(tǒng)的設計也就成功了。

6 結(jié)束語

本設計完成了十字路口交通燈的正常運行、信號倒計時顯示、緊急情況中斷處理，按鈕控制交通燈的啟停，按鈕的防抖動處理等，經(jīng)過硬件和軟件實物聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)了交通燈的控制，完成了預期結(jié)果。

本設計的不足之處是沒有涉及到手自動切換，也沒有涉及到上下班高峰期和車流量小的時段的程序切換。在此基礎上可以利用工控軟件或者單片機能夠?qū)崿F(xiàn)交通燈的全自動控制。

[1]基于AT89C51的交通燈設計研究[J].科技傳播，2009（3）：69.

[2]張佳潔.基于解析冗余關系的HXD2型機車法維萊制動機測試系統(tǒng)的研制[D].中南大學,2011.篇名.

[3]濮方佳.基于ARM的升降式電梯控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].電子科技大學,2014.

Based on the ADAM -4055 traffic light control system circuit board making

Zhang Xiaoping
(Yunnan Vocational College of Mechanical and Electrical Teechnology, Kunming Yunnan, 650203)

this article USES the data collection module ADAM 4055 and WonderWare control software InControl to make the traffic light control system circuit board. Use the button to complete the stop-stop control of the traffic light, complete the indicator function with red, yellow and green light, and design the countdown display function in InControl.

traffic lights; ADAM - 4055; Circuit board