基于MCGS的交通信号灯模拟控制系统设计

崔守娟，周 炎，徐凌雲

（镇江高等职业技术学校，江苏 镇江 212016）

MCGS全称Monitor and Control Generated System，是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的组态软件，用于快速构造和生成上位机监控系统，完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制等任务。因其具有性能强大、操作简便、便于维护等特点，被应用于诸多领域。使用MCGS 6.8嵌入版组态软件，通过上位机完成交通信号灯的运行与监控，并模拟设计红绿灯系统运行。

1 MCGS组态软件的功能和特点

MCGS组态软件由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库、运行策略等5个部分组成，如图1所示。

图1 MCGS组态软件的组成Figure 1 MCGS configuration software composition

MCGS具有简单的可视化操作界面、良好的并行处理性能、完善的安全机制、多样化的报警功能、广泛的数据获取和强大的数据处理功能。其实时性、可扩充性、可靠性、可维护性极高，支持多种硬件设备，可实现“设备无关”。实时数据库为用户分步组态提供极大方便，利用数据库储存管理数据，使多媒体画面丰富、生动。设立对象元件库，组态工作方便，轻松实现工控系统的分布式控制和管理等功能，具有可视性好、功能完善、操作简便的特点。

2 MCGS的交通信号灯模拟控制系统设计

2.1 MCGS用户窗口绘制要求

创建新的用户窗口后，打开工具箱，利用工具箱里的各种模块对象进行绘制模板。模拟系统监控界面由斑马线、十字路口、4个方向指示红绿灯、4辆卡车，启动、停止和复位按钮组成。每个路口由1个交通指示红绿灯控制十字路口的来往车辆。用户窗口如图2所示。

图2 用户窗口绘制Figure 2 User window drawing

2.2 对象属性设置

完成模板绘制后，设置原件模块各项单元属性。以模板绘制中的元件小车为例，进行相应的移动方式、可见度等一系列单元设置，如图3所示。

2.3 变量设计

进入MCGS独立仿真时，系统无法直接识别人机界面中模板中的各个按钮、原件和文本框，因此要在实时数据库中建立相应的变量，需进行实时数据库窗口中变量值设定。红绿灯系统中虚设定41个变量，变量设定相关类型如图4所示。

图3 对象属性设置Figure 3 Setup diagram of object properties

图4 实时数据库Figure 4 Real-time database

图5 定时器设置Figure 5 Timer set

图6 定时循环执行设置Figure 6 Performance setting of timing cycle

打开实时数据库，建立与本文对应的变量。不同变量的属性与类别各不相同。本实时数据库里的车1～9与4个红绿灯的变量（东西左绿灯除外）都为开关型，其余为数值型。不同变量给予适当的标签，使数据库里所建立的变量更明确。

2.4 策略组态

根据所设计的红绿灯模拟建立相应的循环策略组态，如图5所示。建立结束后，使定时器按照设定的时间循环运行。定时器是给予一个循环所使用的时间。而按照设定的时间循环运行则是根据定时循环的时间设置定时器。定时器设置如图5所示，定时循环执行设置如图6所示。

2.5 脚本程序语言编辑

脚本程序是人机界面中元件与相应的实时数据库的内容，根据所需求方式进行设置并实现的部分。红绿灯模拟设计的部分脚本如下：

IF启动＝1 THEN

定时器启动＝1

定时器复位＝0

ENDIF

IF定时器时间＞0 AND定时器时间＜27 THEN

东西红灯＝1

东西黄灯＝0

东西绿灯＝0

南北红灯＝0

南北黄灯＝0

南北绿灯＝1

ENDIF

IF定时器时间＞0 AND定时器时间＜30 THEN

车1垂直＝车1垂直+1

车 1＝1

车7垂直＝车7垂直+1

车 7＝1

车2垂直＝车2垂直-1

车 2＝1

车8垂直＝车8垂直-1

车 8＝1 ENDIF

以上部分脚本程序用于定时器启动后红绿灯跳转，小车由停止状态转为运动状态。

3 交通信号灯模拟控制系统运行

设置完毕后，进入工程下载界面查看，点击开始运行按钮，指示灯亮起，小车开始移动；点击停止按钮后，所有的指示灯和小车立刻停止在相应的运行位置。按下复位按钮，所有运行元件全部回复初始样式。

4 结语

以交通信号灯为例，介绍基于MCGS组态软件设计信号灯模拟控制系统的设计，通过MCGS简单的可视化操作界面，利用用户窗口模板绘制、对象属性、变量设计、策略组态、脚本程序等功能完成画面形象。操作便捷的MCGS信号灯系统模拟，可为观者清晰的演示模拟画面。