基于力控组态软件实现交通灯倒计时界面控制的实训方案设计

摘要：文章以组态软件力控ForceControl V7.1为开发平台，完成了三种倒计时时间可设置的交通灯控制图形界面开发的实训方案设计。实践表明，功能实现所使用对象和脚本的设计方法众多、各有千秋，除了在窗口动作的运行周期编写脚本实现以外，还可以调用定时器、累计器等后台组件，在属性变化时添加脚本实现。同时利用力控强大的图形绘制、动画演示等功能将效果及时显现。如果通过IO设备组态和数据库组态便可实现力控与PLC或者单片机连接，从而达到控制实际的交通灯的功能。更进一步，如果通过传感器收集路口交通信息，通过大数据处理，实时控制红绿灯亮灭时间，将具有工程实际应用价值。尤其在实训方案设计中，通过不同方法的实现，可以加深实训者对窗口、控件、组件、后台组件、动作、脚本等概念的理解与应用，同时可以拓展其发散思维。

关键词：力控组态；交通灯控制；倒计时显示；实训方案设计；定时器；累计器

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2023）16-0119-04

交通灯控制实训是电子信息类课程实训中经常使用的案例之一。本文通过国家、公安部对交通灯控制时间和倒计时显示要求，利用Forcecontrol V7.1设计图形界面，使用不同的方法编写脚本，以实现可以实时设置倒计时时间、动态显示交通灯的效果，使实训者加深了对交通灯控制的认识和脚本代码编写方法的掌握，为后续连接PLC或者单片机，实现实际控制奠定基础。

1 交通灯力控组态实训方案设计

1.1 实训方案设计意义

在电子信息控制类课程的教学中，有基于PLC、单片机、FPGA等的交通信号灯实训设计，通过实训加深了对这些技术的理解，提高编程能力，提高学习兴趣。

因此，开发基于力控组态软件的交通灯控制实训具有实用价值。利用力控组态软件设计界面，通过窗口动作、后台组件定时器和累计器属性变化动作等三种不同事件过程的脚本编写，实现相同的功能，并比较各自优缺点，从而掌握这些对象的使用和提高编程技巧。

1.2 实训方案设计依据

依据《道路交通信号灯设置与安装规范》（GB 150488-862-02104）1 6[2]）利 [1]和用《力道控路F交orc通eC信on号tro倒l V计7时.1模显拟示交器》通（G灯A控/T制，其中转换示意图如图1所示，采用双位倒计时器。红灯时长一般不超过90秒，利用RSZ中间整型变量设置，例如设置为30秒；绿灯时长一般为30秒及以上，利用GSZ中间整型变量设置，例如设置为27秒，其中连续24秒、闪烁3秒；黄灯时长3～5秒，设置为3秒，一次循环RSZ+GSZ+3秒，例如60秒。时序图如图2所示。

2 交通灯力控组态实训界面设计[3]

界面设计采用力控Forcecontrol V7.1组态软件实现，通过新建工程，进入开发系统，建立窗口界面，从工具箱拖拽基本图元并置于窗口适当位置，搭建好组态画面如图3所示。其中红绿灯效果实现使用了图库里的红绿灯和椭圆的组合功能，利用椭圆遮罩的显示和隐藏来显现红、黄、绿灯。然后从文本控件TexRSZ、TexGSZ录入红灯、绿灯定时时间，在开始按钮的左键动作中设置开关控制信号，在停止的左键动作中设置中止信号。运行效果见图4。对象属性设置如表1所示。

3 交通灯力控组态实训脚本设计的三种方案

3.1 利用窗口动作实现交通灯控制脚本设计

首先如图5 新建5 个中间变量，利用文本控件TexRSZ（其模拟输入输出变量为RSZ） 和TexGSZ（其模拟输入输出变量为GSZ） 设置红灯、绿灯定时时间，利用遮罩的显示和隐藏来显示红、黄、绿灯，在开始按钮的左键动作中置KZ变量为1，开始计数，在停止按钮的左键动作中置KZ变量为0，停止计数。循环执行。根据时序图编写脚本，具体操作步骤：执行菜单“功能”→“动作”→“窗口动作”菜单命令，打开脚本编辑器，编写相关脚本如下。

4 结束语

本文重点探讨了力控组态交通灯控制实训方案设计，叙述了界面设计过程、窗口动作和对象属性变化的触发条件以及脚本的编写方法。其中脚本设计采用了三种不同的方案，方法一利用窗口动作实现红绿灯控制，虽然该方法容易理解，但是必须将窗体运行扫描时间设为500毫秒，这样会影响其他对象的需求，例如影响Modbus通讯的速度。方法二利用定时器实现交通灯控制，该方法将控制过程分散到各个定时器的属性变化脚本中，虽然代码不集中，但是不影响其他对象的需求。方法三利用累计器实现交通灯控制，同样也是分散到属性变化脚本中，由于累计器的时间为1秒，要实现绿灯0.5秒闪烁，还是要利用定时器。因此，笔者认为三种方法中，以第二种方法为最佳。

在实训过程中通过引导实训者自行尝试、实践试错、修正解决等方式一步步完成实训任务。从而提高学习兴趣和动手操作能力。该实训设计灵活开拓了相同效果的不同实现方式，既达到了学习力控组态设计方法，又开拓了发散思维能力。最后，如果增加东西方向红绿灯控制，以及通过IO设备和数据库组态实现力控与PLC等连接，便可实现交通灯实际控制。如果利用传感器采集路口交通信息，通过大数据分析处理后，实时改变时间控制变量，将更加具有实际工程应用价值。该实训方案设计可用于相关专业学生的课程设计、毕业设计。

参考文献：

[1] 国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会. 道路交通信号灯设置与安装规范：GB 14886—2016[S].北京： 中国标准出版社，2016.

[2] 中50华8—人20民14共[S和].北国京公：安中部国标.道准路出交版通社信，2号01倒5.计时显示器：GA/T

[3] 北京三维力控科技有限公司.ForceControl V7.0图形界面开发手册[M].北京：北京三维力控科技有限公司，2012.

[4] 北京三维力控科技有限公司.ForceControl V7.0 函数手册

[5] 刘[M军].北良京，刘：北冬京明三，杨维劲力松控.科组技态有王限软公件司在，交20通12管. 理中心的应用[J].工业控制计算机，2007，20（1）：70，72.

【通联编辑：光文玲】