基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計定稿

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院年級2011專業(yè)自動化論文提交日期2013-05-20常熟理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)誠信承諾書本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(論文)，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)號：本人簽名：日期： 常熟理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)使用授權(quán)說明本人完全了解常熟理工學(xué)院有關(guān)收集、保留和使用畢業(yè)設(shè)計(論文)的規(guī)定，即：本科生在校期間進行畢業(yè)設(shè)計(論文)工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬常熟理工學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許畢業(yè)設(shè)計(論文)被查閱和借閱；學(xué)?？梢詫厴I(yè)設(shè)計(論文)的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編畢業(yè)設(shè)計（論文），并且本人電子文檔和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的畢業(yè)設(shè)計(論文)在解密后遵守此規(guī)定。 本人簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）I基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計摘要隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難的問題己經(jīng)成為大中型城市的一個普遍現(xiàn)象。機械式立體車庫可充分利用土地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。本文以升降橫移式立體車庫為研究對象，采用PLC和組態(tài)軟件設(shè)計了立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)。首先，本文分析了升降橫移式立體車庫的架構(gòu)和傳動方式，在此基礎(chǔ)上給出了立體車庫控制要求，采用三菱PLC設(shè)計了汽車存取、手自動等控制程序。然后利用組態(tài)王軟件設(shè)計了歡迎界面和汽車存取監(jiān)控畫面，通過動畫連接和腳本語言編寫完成了汽車的存取過程動態(tài)效果和狀態(tài)顯示。所設(shè)計的立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)操作簡單，存取方便，組態(tài)畫面形象直觀，達到了設(shè)計目標。關(guān)鍵字：立體車庫升降橫移式PLCThedesignofThree-dimensionalgaragecontrolsystembasedonthePLAbstractAsthequantityofurbanautomobilehasincreasedcontinuouslyinnowadays,thehard-to-ParkProblemhasbecomeacommonphenomenon.Mechanicalstereogaragecanuselandresourcesufficientlyandbringspaceadvantageintoplay,Ithasbecomeanimporforstatictrafficproblemofcities.Thisarticletakesliftingandtransferringstereogaragethetraversingcontrolastheobjectofstudy,UsingPLCandconfigurationsoftwaredesignstereogaragecontrolsystem.First,thispaperanalyzesthestructureoftheliftingandtransferringparkingarchitectureandtransmissionmode,givesparkingcontrolrequirementonthisbasis,thenusedmitsubishiPLCtodesignthevehicleaccessandhandautomaticallyandotherprocedures.Usingthekingviewsoftwaredesignwelcomecontactsurfaceandautomobilemonitoringpicture,Throughtheanimationandscriptinglanguagescompletedaccessprocessdynamiceffectandthestatesofthevehicledisplay.Stereogaragecontrolsystemdesignissimpleinoperation,convenientaccess,configurationscreenvisualimage,toachievetgoals.Keywords:stereogarage;liftingandtransferring;PLC目錄1.緒論1.1課題研究背景及意義1.2國內(nèi)外立體車庫研究情況1.3立體車庫的發(fā)展形式1.4設(shè)計目標與主要內(nèi)容2.升降橫移式立體車庫的概述2.1升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)概述2.1.1升降橫移式立體車庫的工作原理2.1.2升降橫移式立體車庫的主要組成2.1.3升降橫移式立體停車庫的運動規(guī)律2.2升降橫移式立體車庫的傳動原理2.3升降橫移式立體車庫的控制要求3.立體車庫控制方案設(shè)計3.1現(xiàn)有的立體車庫控制方式3.2控制方案設(shè)計3.3控制系統(tǒng)的硬件選型113.3.1PLC的選型及I/O口的確定113.3.2PLC外部接線圖3.4傳動方案的確定3.4.1電機的選擇3.4.2光電開關(guān)的選擇4.升降橫移式立體車庫的控制程序設(shè)計4.1PLC控制程序的設(shè)計4.1.1PLC程序方案設(shè)計4.1.2手動控制程序4.1.3自動控制程序4.1.4二層車庫選號程序4.1.5一層車庫載車板檢測程序4.1.6急停程序4.1.7其他控制程序5.立體車庫的仿真界面設(shè)計5.1立體車庫監(jiān)控畫面設(shè)計5.1.1新建組態(tài)王工程5.1.2組態(tài)畫面設(shè)計思想5.1.3歡迎界面設(shè)計5.1.4監(jiān)控畫面設(shè)計5.1.5通信設(shè)置5.1.6建立變量5.1.7動畫及變量的連接5.2仿真與調(diào)試6.總結(jié)參考文獻附錄一附錄二附錄三致謝1.緒論1.1課題研究背景及意義隨著我國城市經(jīng)濟和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬?！败噹臁痹诖笾谐鞘惺且粋€熱門話題，國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會將“城市立體車庫”列為最近工業(yè)科技發(fā)展重點，隨著國內(nèi)汽車的增加，車輛在公共場所及社區(qū)的停車問題將會日益突出，因為人們對生活質(zhì)量和環(huán)境意識的日益增長之時“車庫”的關(guān)注度逐漸增高，自動化立體車庫將在新開發(fā)的項目和企業(yè)中大顯身手。當前隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人們購買力的增強，汽車已經(jīng)逐漸走入普通家庭，特別是私家車的數(shù)量迅速增長，一些大型城市面臨“車多位少”的困境，對于渴望“車者有其位”的車主來說成為了一種奢侈，迫使很多車主只能直接把車停在道路上，一方面影響了道路交通的暢通，給道路交通帶來了不少安全隱患的問題，另一方面也非常不利于車輛的管理，車輛很容易被人為破壞或者被盜，給車主帶來了許多不必要的財產(chǎn)損失。車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近30-40年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗上均已獲得了成功。我國也于80年代末開始研究開發(fā)機械立體停車設(shè)備，距今已將近三十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比率為1:1，為了解決小區(qū)停車位占地面積與住戶商用面積之間的矛盾，立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流，而且也在許多其他方面顯示出優(yōu)越性。1.2國內(nèi)外立體車庫研究情況國外立體車庫研究情況在20世紀中后期，立體車庫的發(fā)展在國外就稍有成就，慢慢家庭開始引入雙層停車設(shè)備；利用家中的住宅空地建起升降橫移式立體停車庫；而距離市中心較近的地方則使用停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自80年代初起，經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，汽車開始逐漸進入千家萬戶，汽車的增長速度越來越快，迫使地少人多的一些發(fā)達國家開始研究開發(fā)和應(yīng)用機械式停車技術(shù)。部分發(fā)達國家的技術(shù)水平已處于世界領(lǐng)先地位，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。國內(nèi)立體車庫研究情況我國在機械式車庫方面的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始的，90年代開始逐漸引進國外生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州等地都有所使用。參照日本等國的標準制定出我國行業(yè)標準。目前國內(nèi)停車設(shè)備生產(chǎn)廠越來越多，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已經(jīng)開始向外出口。但在我國的立體停車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中還存在一些弊端，如沒有制定統(tǒng)一的技術(shù)標準；大多數(shù)產(chǎn)品是引進國外設(shè)備進行模仿技術(shù)制造，技術(shù)水平還處于學(xué)習(xí)階段；缺少具備一定實力的企業(yè)，在生產(chǎn)能力上感覺有些力不從心；市場競爭激烈，一些企業(yè)為了能夠在市場上能夠占有一席之地，采取低價競爭的方式；科研設(shè)計單位的參與較少，技術(shù)的創(chuàng)新能力嚴重滯后；國家政策不配套，還存在很多缺陷。為了解決上述所列問題，我們在政策、市場、管理和技術(shù)多方面還需要做出很大的努力。1.3立體車庫的發(fā)展形式目前我國經(jīng)濟正處在高速發(fā)展時期，由于我國的城市化水平加快和人民生活水平的不斷提高，汽車進入家庭的步伐也在不斷加快，由此與汽車相關(guān)的產(chǎn)業(yè)進入了人民的眼球。立體車庫行業(yè)急需突破，車位平均造價高，成本回收比較困難，這是比較難以突破的。最關(guān)鍵的是，立體車位對于大部分人來說還是一個新鮮事物，人民對它的了解太少，還需進一步推廣。立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡易升降式、垂直升降式、平面移動式、巷道堆垛式等。升降橫移式：是利用載車板的升降或（和）橫向平移存取停放汽車的機械式停車設(shè)備。適用于住宅小區(qū)、小型公司、大樓地下室、立交橋下?？臻g利用率高，存取車方便快捷，采用PLC控制，自動化程度高，人機界面友好，多種操作方式可選則，操作簡便。垂直循環(huán)式：是用一個垂直循環(huán)運動的載車板系統(tǒng)存取停放汽車的機械式停車設(shè)備，節(jié)省空間。使用PLC自動調(diào)車，一次按鍵即可完成存取車方便快捷。動作迅速存取方便。簡易升降式：一個車位可以泊兩臺車，最適宜多車型家庭用。構(gòu)造簡單實用，無需特殊地面基礎(chǔ)要求。適合裝置于工廠、別墅、住宅停車場，可任意遷移，搬遷安裝容易或根據(jù)地面情況，獨立及多臺設(shè)備。垂直升降式：占地面積少，容車量大，并且可以提供多車位進出口，等待時間短，智能化程度高，操作簡單方便。平面移動式：每層車庫的載車板和升降機分別動作，提高了車輛的存取車速度，地下空間利用自由，停車場的規(guī)模可以達到幾千臺。在部分區(qū)域發(fā)生故障的時候，不會影響其他區(qū)域的正常運行。保險措施安全可靠。通過計算機和觸屏界面進行綜合管理，可對車庫的運行情況全面監(jiān)視，并且操作簡單。巷道堆垛：是用巷道堆垛機或特種起重機將汽車水平且同時垂直移動到預(yù)定泊車位置或相反取出汽車的機械式停車設(shè)備。適用于大規(guī)模社會公用停車樓及地下停車庫。綜合考慮，最終我將對升降橫移式立體車庫進行設(shè)計，通過了解升降橫移式立體車庫的原理及控制要求，對其提出合理的控制方案，然后采用三菱PLC進行控制程序的編寫，再運用組態(tài)王軟件畫出組態(tài)監(jiān)控畫面，對汽車的存取過程全程監(jiān)控。1.4設(shè)計目標與主要內(nèi)容本課題以較為典型的升降橫移式立體車庫為研究對象，綜合考慮立體車庫制造成本和運行效率兩大因素，對立體車庫的傳動部分和控制部分進行設(shè)計。在合理分析和選擇傳動機構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用PLC實現(xiàn)立體車庫的存取車控制；并采用組態(tài)王軟件設(shè)計立體車庫監(jiān)控界面，完成動畫設(shè)計和組態(tài)，直觀形象的模擬立體車庫運作過程。后續(xù)內(nèi)容安排：第一章節(jié)介紹了課題研究背景及意義、國內(nèi)外立體車庫研究情況、立體車庫的發(fā)展形式及設(shè)計目標和主要內(nèi)容。第二章節(jié)對升降橫移式立體車庫進行一個總體概述，在總體概述中又對其控制系統(tǒng)、工作原理、主要組成、運動規(guī)律以及升降系統(tǒng)和橫移系統(tǒng)的傳動原理進行一一介紹；第三章節(jié)對比其控制方式，提出控制方案，然后對其進行硬件選型；第四章節(jié)對其控制程序提出方案，進行設(shè)計，介紹各個控制程序流程；第五章節(jié)仿真界面的設(shè)計，從建立到監(jiān)控進行總體的詳解。2.升降橫移式立體車庫的概述上一章節(jié)的介紹使我們對立體車庫有了一個簡單的認識，這一章節(jié)就對其控制系統(tǒng)、傳動原理進行深入的了解，并提出控制要求。2.1升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)概述升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)必須保證車庫的各個運動機構(gòu)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)準確無誤的完成系統(tǒng)所要求的動作，確保對車庫現(xiàn)場的工作情況進行實時的監(jiān)控，并把監(jiān)控信息安全準確的反饋到系統(tǒng)的控制中心，由它對系統(tǒng)機構(gòu)的運行動作進行補正，確保車庫在整個系統(tǒng)的正常狀態(tài)下穩(wěn)定運行。所以，在確定車庫控制系統(tǒng)的時候，首先要明確系統(tǒng)的控制任務(wù)。2.1.1升降橫移式立體車庫的工作原理升降橫移式立體車庫每個車位上均有載車板，所需存取車輛的載車板只需通過升、降、左右橫移運動到達地面層，駕駛員駕駛車輛進入車庫，存取車輛，完成存取過程。在這類車庫地面停泊的車只需做橫移運動，不必升降，上層車位則需要下層車位橫移出空位，將載車板降到地面層，駕駛員才可進入車庫內(nèi)將汽車開進或開出車庫。運行特點:最下層只能進行平移運動,頂層只能進行升降運動,中間層既可平移又可升降。除頂層以外,中間層和底層必須留出一空車位,以此保證上下車通道的暢通?？偟脑瓌t：升降復(fù)位,平移不復(fù)位。2.1.2升降橫移式立體車庫的主要組成升降橫移式立體車庫的主要由主框架部分、載車板部分、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護措施等五大部分組成。升降橫移式立體車庫車位的結(jié)構(gòu)為N×M而為矩陣形式，可設(shè)計為多層、多列，車庫提供的總車位容量為：P=N×M-(N-1)其中：N為車庫的層數(shù)，M為車庫的列數(shù)。由于受收鏈裝置及進出車時間的限制，一般設(shè)計為2-4層，以2，3層者居多，可根據(jù)泊車的多少決定停車的規(guī)模。假如要設(shè)計一座能夠提供9車位的兩層升降橫移式立體車庫。由公式可知，N=2，P=9則M=5，及設(shè)計2×5立體車庫可以實現(xiàn)其要求。本論文就以2×5地面上布置的升降橫移立體車庫為例子，介紹其運行原理。2.1.3升降橫移式立體停車庫的 運動規(guī)律圖2.1是全地上布置型式的2×5升降橫移式立體車庫，共有10個車位，9個載車板，最多可以停9輛車，載車板上面有車庫號。車在車庫內(nèi)的運行情況是這樣的：圖中一樓的車庫是直接存取車的；10號車在初始狀態(tài)下可以直接下降到地面層后存取車輛；其他的車庫則需要通過一樓的車庫載車板橫移出空位后下降到地面層存取車輛。如需在6號車位存取車，則要將1、2、3、4號車庫的載車板向右依次移動，當檢測移動到位后，6號車位下降即可。同樣n層m列的存取車原理都是大同小異的。111098765432圖2.1升降橫移式立體車庫2.22.2升降橫移式立體車庫的傳動原理1.上載車板及其提升系統(tǒng)每塊上載車板都配有一個自己獨立的電機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。如圖2.2所示，電機順時針旋轉(zhuǎn)，載車板上升；電機逆時針旋轉(zhuǎn)，載車板下降。根據(jù)載車板及車重的情況確定鏈條所需要的傳動力，根據(jù)鏈條所需要的傳動力及載車板的移動速度可以進行電機功率的選擇，根據(jù)所設(shè)計允許進入車的車身高度確定上下載車板之間的距離，再根據(jù)這個距離確定鏈條的長度，最后根據(jù)傳動力確定鏈輪的大小，鏈節(jié)形狀及大小。1—車位高層橫移導(dǎo)輪2—定長鏈條3—載車板4—鏈輪5—地面橫移導(dǎo)輪6、9—車位架7—升降鏈條8—升降電機圖2.2鏈條傳動型式升降機構(gòu)示意圖2.下載車板及其橫移系統(tǒng)如圖2.3所示，由于下載車板不需要懸掛鏈條，在考慮經(jīng)濟的情況下，下載車板可以比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有獨立的電機，藏于載車板內(nèi)。在下載車板的底部裝有四只鋼輪，可以自由的在導(dǎo)軌上行走，其中兩個為主動輪，裝于長傳動軸的兩側(cè)，另外兩個為獨立安裝的從動輪。電機驅(qū)動長傳動軸轉(zhuǎn)動，長傳動軸上的主動鋼輪在導(dǎo)軌上滾動行走從而使下載車板可以作橫移運動。根據(jù)載車板及車輛的重量、滾動速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機的驅(qū)動功率。1—橫移導(dǎo)軌2—橫移行走輪3—軸4—伺服電機5—交流異步電機6—測速器7—鏈條、鏈輪8—制動器圖2.3橫移傳動系統(tǒng)2.3升降橫移式立體車庫的控制要求1．將選擇開關(guān)置于手動位置（此時程序跳入到手動程序的位置），操作面板上分別有上、下、左、右四個選擇。如果想把二層的某車庫載車板移下來，只需要將其對應(yīng)一層車庫的載車板移開即可。運行要平穩(wěn)，在接近極限位置的時候，應(yīng)執(zhí)行限位保護。2．將選擇開關(guān)置于自動位置，程序進入初始化狀態(tài)，等待存取車。3.立體車庫控制方案設(shè)計通過前面對升降橫移式立體車庫的一些基本介紹，我們也已經(jīng)對其運動規(guī)律、傳動原理以及升降、橫移系統(tǒng)和控制要求有了一個直觀的了解，下面就要對其進行控制方案的設(shè)計，通過提出一個合理的方案，然后對其進行設(shè)計，驗證。3.1現(xiàn)有的立體車庫控制方式在PLC還沒出現(xiàn)之前，繼電器、接觸器控制在工業(yè)領(lǐng)域中占有主導(dǎo)地位。以繼電器、接觸器為核心元件的自動控制系統(tǒng)也有許多固有的缺陷。按照以往的設(shè)計思路，采用一般的繼電器控制或單片機控制也不是未曾不可，但隨著科技的不斷進步，社會的不斷發(fā)展，采用PLC控制已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計與應(yīng)用的主流。通過下面的比較我們就可以知道為什么在本次設(shè)計中采用PLC控制。繼電器控制系統(tǒng)：繼電器控制系統(tǒng)采用硬接線邏輯，利用繼電器機械點的串聯(lián)或并聯(lián)及延時繼電器的滯后動作等組合成控制邏輯，需要大量的機械觸點，當生產(chǎn)工藝流程改變時要改變大量的硬件接線，同時也會受到機械觸點壽命的限制；一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難；同時還需要定期的更換繼電器，維修不方便，為此要耗費許多人力，物力和時間；另外，繼電器觸點數(shù)目有限，每只繼電器一般只有4-8對觸點，因此靈活性和擴展性很差；而且在工業(yè)現(xiàn)場的工作環(huán)境差，會降低系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定；安裝時的接線工作量比較大，圖樣多種多樣，安裝，調(diào)試周期比較長；功能局限性大，體積大，功耗多。單片機控制系統(tǒng)：目前國內(nèi)市場上的單片機芯片品質(zhì)參差不齊，種類數(shù)不勝數(shù)，很多的其實還是國外已經(jīng)淘汰出局的次等產(chǎn)品，批量小的那部分產(chǎn)品想讓它經(jīng)過嚴格的技術(shù)篩選配對也是一件很難達到的事，因此想要得到很好的一致性和高可靠性的控制系統(tǒng)也是很難做到的，因為無論任何一個元件的參數(shù)稍有偏差都會引起系統(tǒng)運行的不可靠。再加上系統(tǒng)中其它外圍元件（如電感、電容、電阻等）的參數(shù)不穩(wěn)定性也很大，對于系統(tǒng)的調(diào)試工作會出現(xiàn)很多因各個元件之間的相互干擾而帶來的調(diào)試不成功，帶來很多不必要的麻煩。除此之外，對于單片機的抗電源干擾能力來說也是很弱的，而國內(nèi)設(shè)計的電源也都有著這樣或那樣的毛病，再加上變頻器對電源的干擾，因此，會更可能引起單片機系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定。由于單片機的線路設(shè)計是根據(jù)一定的功能要求而進行設(shè)計的，因此如果想要對其增加一個新的功能就要重新設(shè)計線路，而且與之相對應(yīng)的程序也都要重新設(shè)計。如果想要再增加功能，則會增加單片機的開發(fā)成本和周期。一旦單片機運行系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就很難診斷出故障元件和故障原因，可能為了檢測出故障所在而要對線路進行逐一排查。PLC控制系統(tǒng)：PLC所采用的CPU都是由生產(chǎn)廠家專門設(shè)計的，每個元件都可以直接向生產(chǎn)廠家購買，都是經(jīng)過嚴格篩選的工業(yè)級元件。當你要增加一個新的功能的時候，只要對其增加相應(yīng)的模塊和修改對應(yīng)的程序即可，而且PLC的編程方法也相對比較簡單易懂，這樣開發(fā)周期就會大大縮短。PLC本身還具有很強的自診斷功能，一旦PLC運行系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以根據(jù)自診斷很容易診斷出故障元件及故障原因，即使非專業(yè)人員只要能看懂也是可以維修的，如果故障是由于編程人員對程序設(shè)計的不合理所引起的，而且它還提供了完善的調(diào)試工具，在運行狀態(tài)下，對程序進行監(jiān)控，也是比較容易找出到底程序上是因為哪里不合理而造成的故障。由于PLC控制與其他控制方式相比編程與控制還是相對容易的，設(shè)計周期更短，成本相比較之下也更加低廉，檢查維護與調(diào)試工作也變得更加游刃有余。因此，根據(jù)現(xiàn)有條件綜合考慮之后，我將選用PLC的控制方式對其進行設(shè)計。3.2控制方案設(shè)計在本次設(shè)計的系統(tǒng)硬件的設(shè)計中包括檢測單元、執(zhí)行單元和控制單元部分的設(shè)計，他們之間互相聯(lián)系，缺一不可，共同組成一個完整的系統(tǒng)。在過程控制系統(tǒng)中，檢測環(huán)節(jié)還是一個相對比較重要的環(huán)節(jié)。設(shè)計中涉及到限位的檢測，將檢測的結(jié)果送給PLC，通過PLC執(zhí)行相應(yīng)的動作。如果檢測單元出來問題的話，就會造成整個系統(tǒng)可能都無法動作，還可能會帶來意想不到的后果。執(zhí)行單元是構(gòu)成自動控制系統(tǒng)不可缺少的重要組成環(huán)節(jié)之一，它接收來自檢測單元的輸入信號，并使相應(yīng)的元件得電動作，使PLC進入相應(yīng)的子程序，以便執(zhí)行下一步動作，從而控制整個系統(tǒng)的安全可靠運行?？刂茊卧钦麄€系統(tǒng)的核心。在系統(tǒng)中，PLC是控制系統(tǒng)的中心元件，沒了它整個系統(tǒng)將會癱瘓，它的選擇是控制單元設(shè)計的重要部分。系統(tǒng)應(yīng)用的三菱FX2N系列的PLC，其結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活，編程方法通俗易懂，易于維護。它采用模塊化設(shè)計，本系統(tǒng)主要包括CPU模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和電源模塊。立體車庫的整個控制系統(tǒng)由上位機監(jiān)控系統(tǒng)和下位機PLC控制系統(tǒng)組成，圖3.1為該系統(tǒng)的組成框圖。該系統(tǒng)由上位機（計算機）、三菱FX2NPLC和現(xiàn)場操作機構(gòu)構(gòu)成，以計算機為核心。在控制方式上有三種方式，一是現(xiàn)場手動控制，主要用于現(xiàn)場設(shè)備檢修、調(diào)試或當出現(xiàn)異常情況的處理；二是通過PLC單獨控制，操作PLC控制面板上的按鈕可對其實現(xiàn)自動邏輯控制，在車庫容納量不大，節(jié)約成本的情況下可以考慮單獨采用這種方式控制；其三是上、下位機通信連接機構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式，由計算機給出存取命令，然后把命令傳送給PLC執(zhí)行,同時車庫的整個運行狀態(tài)實時的反映在上位機的監(jiān)控畫面上。三種方式可以任意選擇。如果車庫的規(guī)模足夠大，還可以考慮配備操作器、觸摸屏和IC卡磁卡機實現(xiàn)智能化自動控制。上位工控機PLC限上位工控機PLC限位開關(guān)，光、電等傳感器，安全掛鉤等操作面板按鈕電機、執(zhí)行電磁鐵、繼電器、接觸器、顯示器、指示燈、安全裝置等PLC上電，程序開始進入初始化狀態(tài)，掃描一層載車板的位置；當有人按下操作面板上的車庫號按鈕時，PLC就進入相應(yīng)的子程序，就執(zhí)行該車庫相應(yīng)的動作，車庫擋車桿打開，使車輛能夠進入；按下按鈕的同時顯示相應(yīng)的車庫號，并且顯示剩余車庫數(shù)，當存車到位后安全防墜掛鉤會動作；當執(zhí)行完相應(yīng)的存取車程序后，會有對應(yīng)的指示燈顯示車庫的有無車情況（綠燈代表無車，紅燈代表有車）；當按下手動按鈕時，就跳入手動程序；按下自動按鈕，又跳回自動控制程序；當出現(xiàn)故障，按鈕急停按鈕，全部電機斷電，報警指示燈閃爍。3.3控制系統(tǒng)的硬件選型3.3.1PLC的選型及I/O口的確定1.PLC的選型根據(jù)系統(tǒng)的控制要求及復(fù)雜程度，需要對所用到的I/O口要進行初步的估算。PLC的輸入輸出點數(shù)是有限的，通常在設(shè)計關(guān)于PLC控制系統(tǒng)時可能會遇到其I/O口的點數(shù)問題，我們根據(jù)所需的I/O點數(shù)選擇適合的PLC或增加其擴展單元。經(jīng)過計算統(tǒng)計，本次設(shè)計一共需要36個輸入口（X）和37個輸出口（Y），結(jié)合我自己所學(xué)的知識（我在學(xué)校所學(xué)的PLC系統(tǒng)以三菱系列為主），因此我決定選擇三菱公司生產(chǎn)的FX2N-80MRPLC,它是220VAC電源輸入、24VDC晶體管輸出的主控制器。2.I/O口的確定下面分別列出輸入、輸出點的使用情況，如表3-1，3-2所示：表3-1輸入點序號功能序號功能1X02F1#臺板下限位2X12F1#臺板上限位3X2F2#2臺板下限位4X32F2#臺板上限位5X42F3#臺板下限位6X52F3#臺板上限位7X62F4#臺板下限位8X72F4#臺板上限位9X102F5#臺板下限位10X112F5#臺板上限位11X12F1#1臺板限位12X131F2#臺板限位13X141F3#臺板限位14X151F4#臺板限位15X161F5#臺板限位16X17F1#2按鈕1717X202F2#按鈕18X212F3#按鈕19X222F4#按鈕20X232F5#按鈕續(xù)表3-1序號序號輸出地址功能21X24存車按鈕22X25取車按鈕23X26急停按鈕24X27手動按鈕25X30自動按鈕26X31F1#1庫有無人檢測27X32F2#1庫有無人檢測28X33F3#1庫有無人檢測29X34F4#1庫有無人檢測30X35F5#1庫有無人檢測31X36超長檢測32X37超重檢測33X40“上”按鈕34X41“下”按鈕35X42“左”按鈕36X43“右”按鈕表3-2輸出點序號序號功能1Y01F1#左移電機2Y1F1#1右移電機3Y21F2#左移電機4Y3F2#1右移電機5Y41F3#左移電機6Y51F3#右移電機7Y61F4#左移電機8Y71F4#右移電機9Y102F1#上移電機10Y11F1#2下移電機1111Y122F2#上移電機12Y13F2#2下移電機13Y142F3#上移電機14Y152F3#下移電機15Y162F4#上移電機16Y172F4#下移電機續(xù)表3-2序號序號輸出地址功能17Y20F5#2上移電機18Y21F5#2下移電機19Y222F1#安全防護閥20Y23F2#2安全防護閥21Y242F3#安全防護閥22Y252F4#安全防護閥23Y262F5#安全防護閥24Y27存車燈25Y30取車燈26Y31報警燈27Y32等待燈28Y33F1#1指示燈29Y34F2#1指示燈30Y35F3#1指示燈31Y36F4#1指示燈32Y471F5#指示燈33Y40F1#2指示燈34Y412F2#指示燈35Y42F3#2指示燈36Y432F4#指示燈37Y442F5#指示燈3.3.2PLC外部接線圖PLC的接線設(shè)計：在升降橫移式立體車庫中，控制系統(tǒng)中的主要控制對象首先就是一層車庫內(nèi)的橫移電機和二層車庫內(nèi)的升降電機，為了能夠保證一層的載車板橫移到所設(shè)定位置以及二層載車板能夠上升或下降到所設(shè)定位置，就要求控制系統(tǒng)的程序設(shè)計能使它們在不同的情況下實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)，是否達到設(shè)定位置采用接近開關(guān)實現(xiàn)。判斷載車板上是否有無車輛，而采用了光電開關(guān)。最后就是立體車庫內(nèi)的各種輔助裝置的選擇，如存取車和車庫指示燈及其安全設(shè)施裝置等。同時在車庫中還采用了一些傳感器以及安全預(yù)警裝置，圖3.2為其簡化的PLC外部接線圖，整體外部接線圖見附錄一。 COM +24V光電開關(guān)升降電機三菱三菱PLC車位COM+24V交流220V光電開關(guān)升降過載橫移過載控制面板按鈕 L N圖3.2PLC部分外部接線電機控制及其接線設(shè)計：在進行存取車時，升降停車位的車在同一時間不能同時進行升降和橫移，這兩個動作必須進行互鎖，否則PLC將不知道程序如何執(zhí)行，造成程序的跑飛，可能會帶來不必要的事故發(fā)生，造成一定的財產(chǎn)損失。所以當上層車庫的載車板升降，下層車庫的載車板就不能移動，反之亦然，并且上層車庫的車位進行升降運動的只能有一個。這些控制的方法可以在程序中可采用聯(lián)鎖或互鎖的方法來解決。由于我所設(shè)計的程序是用步進的方式編寫，因此有效的避免這一問題的發(fā)生。3.4傳動方案的確定3.4.1電機的選擇 由于電動機的種類良莠不齊，可以用不同的方法進行分類，如按結(jié)構(gòu)、安裝方式、電源電壓、外殼保護、絕緣等級、功率大小、電源頻率，運行特性，用途等各種方法分類，但在不同的分類之間都有著千絲萬縷的相互連接。我國目前以功率大小為前提進行總的劃分，并且把結(jié)構(gòu)特點、用途、主要性能和型式等作為一個補充條件。對于兩層五列立體車庫的安裝原則是：底層的四個載車板各自裝有一個電動機，以控制載車板的左右水平橫移；上層的五個載車板也各自裝有一個電動機，只需在相應(yīng)地列下層有空車庫時控制載車板的升降運動。1．升降電機的選擇升降電機可以選用YZ系列，YZ系列為鼠籠型異步電動機，具有很大的啟動轉(zhuǎn)矩和過載能力，能夠進行頻繁的起動，轉(zhuǎn)差率也比較高，并且還具有良好的防護特性。它適用于短時或斷續(xù)運轉(zhuǎn)、啟動、制動頻繁、有時過載以及有過強振動的一般起重設(shè)備上。對于上層載車板來說，它的大部分時間都處于靜止狀態(tài)，只有在升降過程中電機才會動作,所以適合采用YZ系列電機。由于底部載車板大約重370Kg，小車重量大約在1.4Kg-1.8Kg之間，載車板升降移動速度V=4m/min，而一般電機效率為0.75，通過公式計算得知，選用YZ132M1-6型號電機，功率為2.2KW，轉(zhuǎn)速935r/min，堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)4.74，額定電壓380V，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速倍數(shù)3.11，效率75.5%，頻率50HZ，功率因素0.77。2.橫移電機的選擇由于驅(qū)動載車板橫向移動所需克服的載荷不像升降電機所需那么大，故在這里選用小功率的異步電動機即可。小功率的異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，噪聲低，運行安全可靠，對無線電干擾小等特點，是廣泛應(yīng)用的驅(qū)動動力。由于底部載車板大約重300Kg，小車重量大約在1.4Kg-1.8Kg之間，滾輪與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)為f=0.005，載車板橫向移動速度V=10m/min，鏈傳動效率為0.96，電機效率為0.6，通過公式計算可知，選用YS系列三項異步電動機，型號為YS6324，功率為180W，轉(zhuǎn)速1440r/min，額定電流0.64A，額定電壓380V，效率效率64%，頻率50HZ，功率因素0.66。3.4.2光電開關(guān)的選擇1.車位認址信號在升降橫移式立體車庫中，通過載車板的升降橫移運動就可實現(xiàn)車輛的存取操作。設(shè)計的兩層九車位系統(tǒng)中，一層的載車板只有左右橫移運動，二層的載車板只有升降運動。因此，一層車位載車板的橫移運動需左右限位信號，則二層車位載車板的升降動作需上下限位開關(guān)。在本次設(shè)計中，車位認址信號的選用是在車庫中安裝接近開關(guān)來實現(xiàn)，接近開關(guān)具有工作可靠、壽命長、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高等特性。接近開關(guān)感元件安裝在載車板上隨載車板一起運動，將接近開關(guān)觸點安裝在車庫的制動點上固定起來。本次設(shè)計選用的接近開關(guān)為上海坤式RDQF118，動作距離20mm，輸出電流200MA，圖3.3所示：圖3.3接近開關(guān)2．車位停車信號在升降橫移式立體車庫中，載車板上是否有停放車輛通過采用光電開關(guān)實現(xiàn)。在本次設(shè)計中采用紅外對射式光電開關(guān)，在載車板的對角線上安裝。當有車輛停放時，阻擋了紅外對射信號的接收，光電開關(guān)無輸出，當無車停放在載車板上時，存在紅外對射信號，光電開關(guān)有輸出。本設(shè)計選用的光電開關(guān)為上海坤式GBL41X系列對射式，作用距離5M，直流2線輸出，電流1000MA，如圖3.4所示：圖3.4光電開關(guān)4.升降橫移式立體車庫的控制程序設(shè)計上一章節(jié)已完成了控制方案的設(shè)計、控制系統(tǒng)的硬件選型以及傳動方案的確定，下面就要對其設(shè)計控制程序，以完成對小車的存取控制。4.1PLC控制程序的設(shè)計根據(jù)控制要求，利用GXDeveloperVersion編程軟件進行控制系統(tǒng)的編程設(shè)計，所用的編程語言為梯形圖，整體程序見附錄二。下面介紹程序的編寫過程及部分控制程序。4.1.1PLC程序方案設(shè)計根據(jù)車庫的運行控制要求，控制程序采用步進結(jié)構(gòu)編程，由主循環(huán)程序和若干子程序狀態(tài)構(gòu)成。用編程軟件支持的梯形圖邏輯語言編寫，存取車的流程如圖4.1，4.2所示：開始PLC上電自檢開始PLC上電自檢運行程序并啟動相應(yīng)地傳動機構(gòu)YNNY發(fā)出存車信號調(diào)用子程序載車板按程序執(zhí)行車是否停好？NY載車板上升N安全防護閥開啟YNY有車標志燈亮上層存車完成結(jié)束載車板下降載車板是否到位？是否有存車信號？載車板是否到位？防墜掛鉤是否掛好？開始開始PLC初始化運行程序并啟動相應(yīng)地傳動機構(gòu)YNNY發(fā)出取車信號調(diào)用子程序載車板按程序執(zhí)行NY載車板下降NY有車標志燈滅上層存車完成結(jié)束用戶把車開走載車板上升載車板是否到位？是否有存車信號？防墜掛鉤是否打開？載車板是否到位？圖4.2取車流程圖程序設(shè)計方案如下：初始化程序恢復(fù)各個電機、指示燈、防墜（安全）掛鉤的信息，掃描各到位開關(guān)信號；主控制程序是按照進車優(yōu)先的原則，將最多的車位保持在進車位置。每個用戶可以根據(jù)操作面板上的車庫空位情況進行選取車庫號，有車的車庫，其所對應(yīng)的燈就會變紅。判斷一層載車板是否到位是根據(jù)橫移電機所對應(yīng)的接近開關(guān)動作信息來確定的。二層升降系統(tǒng)的啟、停動作也是根據(jù)相應(yīng)的接近開關(guān)動作信息來確定。（（3）控制程序采用模塊化編程形式，當載車板需要運行的時候，只須根據(jù)程序執(zhí)行跳入到相應(yīng)的狀態(tài)下，這樣就會使程序的復(fù)雜程度得到有效的降低，即使你PLC編程不怎么強，只要能看懂程序，程序的調(diào)試與修改也會很容易上手，且為車庫的下一步拓展也提供了不少便利條件。整個設(shè)計程序中包括程序的初始化模塊、手動按鍵子程序模塊、自動停車程序模塊、緊急停車程序模塊、空車位號顯示模塊、存取車位號賦值程序模塊與移動車位號賦值程序模塊。當按下急停按鈕時，就會中止目前系統(tǒng)的運行狀態(tài)并保存現(xiàn)場斷點信息，當發(fā)生機械或電氣故障時，如出現(xiàn)運行過程中電機的過載、過熱時，系統(tǒng)就會自動中止運行，與此同時系統(tǒng)發(fā)出聲光報警，提示工作人員系統(tǒng)已出現(xiàn)故障，這時要對其進行檢修，然后人工選擇手動方式進行故障處理。由于PLC和組態(tài)王連接的時候出現(xiàn)通信失敗，經(jīng)過調(diào)試發(fā)現(xiàn)，只有把所用的輸入（X）都換成了輔助（M），才可以實現(xiàn)PLC與組態(tài)王的通信，所以最終我把程序中所有涉及到的輸入量都換掉了。4.1.2手動控制程序每個程序在編寫之前都會考慮到手動控制，防止在出現(xiàn)故障時維修人員可以進入手動方式對出故障的車庫進行檢修、調(diào)試。下面只以2F1#車庫為例，對程序進行解析，圖4.3為手動控制程序：圖4.3手動控制程序程序的控制流程如圖4.4所示：選擇手動按鈕（M111選擇手動按鈕（M111）程序跳入S80狀態(tài)下中間繼電器（M7）得電自鎖NY二層1號板上升NN二層1號板下降YY結(jié)束開始2F1#按鈕是否按下？是否按下上移按鈕？是否按下下移按鈕？圖4.4程序的控制流程當想要進行手動控制的時候，首先按下手動按鈕（M111），此時程序會自動跳入S80狀態(tài)下（即手動控制狀態(tài)）。然后按下2F1#選號按鈕，中間繼電器（M7就會得電自鎖），即使2F1#選號按鈕復(fù)位，也保證了選中的是2F1#車庫載車板，再通過按下向上或向下按鈕，就可對其載車板進行上升、下降控制。4.1.3自動控制程序在車庫正常運行的情況下，程序大部分時間是在自動控制程序下運行的，所以自動控制程序是主要設(shè)計部分，下面以2F1#車庫為例介紹，下面是其自動控制程序流程圖，如圖4.5所示，其他的車庫與此類似，就不對其一一介紹。程序進入自動程序程序進入自動程序狀態(tài)（S20）檢測一層空車庫并把空車庫號送入D1中N進入二層1號車庫存取車狀態(tài)（S30）YNY比較D1和D2的大小D1>D2?D1=D2?NNYY根據(jù)程序移動一層載車板進入S31狀態(tài)載車板下降等待車上去載車板上升防墜安全掛鉤鎖上結(jié)束面板上指示燈亮開始2F1#按鈕是否按下？存取車按鈕是否按下？圖4.52F1#自動控制流程當想要進行自動動控制的時候，首先按下自動按鈕，這時程序會自動跳入S20狀態(tài)下（即自動控制狀態(tài)），與此同時檢測程序也將檢測出的一層空出庫號送到D1里。然后按下2F1#選號按鈕，存取車指示燈閃爍，此時將選號送入D2中，然后按下存車或是取車按鈕，程序就會進入2F1#號車庫存取車狀態(tài)下，再將D1和D2中的數(shù)進行比較，然后開始執(zhí)行相應(yīng)的程序，當D1=D2的時候，就跳到S30狀態(tài)，二層態(tài)，二層1號車庫載車板開始下降，下降到位后，小車上到載車板上，然后載車板復(fù)位，回到原來的位置，到位后防墜安全掛鉤下降鎖住載車板，存取車指示燈停止閃爍，2F1#號車庫存取車完成。其對應(yīng)PLC程序如圖4.6所示：圖4.62F1#自動控制程序4.1.4二層車庫選號程序當按下按鈕時，把數(shù)送到寄存器中去比較，然后跳入相對應(yīng)的狀態(tài)下。其控制流程如圖4.7所示：開始按下想要進入的車庫按鈕把對應(yīng)的車庫號送入D2中結(jié)束圖4.7二層車庫選號流程按下二層任一按鈕，然后把車庫號送入D2中即可，為下面的執(zhí)行成作準備，PLC控制程序如圖4.8所示：圖4.8二層車庫選號程序4.1.5一層車庫載車板檢測程序檢測一層車庫載車板在哪個車庫，因為我所設(shè)計的是一層不復(fù)位控制，所以要進行一層車庫載車板檢測設(shè)計，如圖4.9所示：圖4.9一層車庫載車板檢測程序一層載車板檢測程序不熟任何狀態(tài)，在程序執(zhí)行過程中一直處在掃描，為下一次存取車做好準備。4.1.6急停程序當系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，按下急停按鈕就會斷開所有的電機和輔助繼電器，防止出現(xiàn)人員受傷或是車輛損壞情況，程序如圖4.10所示：圖4.10急停程序4.1.7其他控制程序由于學(xué)校實驗室條件有限，本次設(shè)計是通過組態(tài)王仿真實現(xiàn)，還有部分控制程序是通過在組態(tài)王里編程實現(xiàn)。5.5.立體車庫的仿真界面設(shè)計當PLC控制程序設(shè)計完成后，就開始著手進行組態(tài)監(jiān)控畫面的設(shè)計，對其進行動畫連接，與PLC進行通信，監(jiān)控小車的整個存取過程。5.1立體車庫監(jiān)控畫面設(shè)計5.1.1新建組態(tài)王工程在電腦上安裝好組態(tài)王之后，雙擊桌面的組態(tài)王應(yīng)用圖標，打開工程管理器，然后建立一個新的工程，并對其進行命名，選擇好存儲路徑即可。如圖5.1所示，最下面的一行是我新建的工程，工程名稱為“立體車庫”。圖5.1建立工程然后雙擊工程管理器中的工程名，就會跳出工程瀏覽器對話框。在工程瀏覽器中，雙擊新建圖標，可以新建畫面，命名畫面名稱，調(diào)好相應(yīng)的配置，如圖5.25.2所示。我新建了立體車庫歡迎界面和監(jiān)控畫面。圖5.2新建畫面5.1.2組態(tài)畫面設(shè)計思想當PLC程序設(shè)計完成后，就開始著手監(jiān)控組態(tài)畫面的設(shè)計，起初由于對組態(tài)王軟件不熟悉，只是想畫幾個按鈕，有指示燈，然后再設(shè)計出小車的動態(tài)即可。隨著對課題和組態(tài)王的不斷深入了解，還有通過許老師的指導(dǎo)，我開始慢慢向里面加入一些新的元素，組態(tài)畫面也在不斷美化，使其看起來更加具有立體感。完成的效果：一層車庫只需按下車庫號就可完成小車的動態(tài)監(jiān)控；當選好二層車庫號時，按下存車按鈕，操作面板上會顯示所選車庫號與剩余車庫數(shù)，存車指示燈閃爍，與此同時車庫阻擋桿打開，小車運行到指定的車庫下，一層載車板同時也移動到指定位置，然后二層載車板下降，到達一層限位時小車移動上去，同時也移動到指定位置，然后二層載車板下降，到達一層限位時小車移動上去，然后隨著載車板一起運動到二層，待車停好，防墜安全掛鉤下降鎖住載車板，存車指示燈復(fù)位，操作面板上對應(yīng)指示燈亮。5.1.3歡迎界面設(shè)計此界面只是作為進入監(jiān)控畫面跳板，畫面上有字體左右滾動和時間及日期的顯示，如圖5.3所示：圖5.3歡迎界面5.1.4監(jiān)控畫面設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計升降橫移式立體車庫的監(jiān)控界面，設(shè)計有控制面板和車庫的整體構(gòu)架，還有動態(tài)運行的時候可以看到整個運行效果，設(shè)計界面如圖5.4所示：圖5.4立體車庫監(jiān)控畫面5.1.5通信設(shè)置在設(shè)備配置中設(shè)置三菱PLC的通信參數(shù)設(shè)置，具體內(nèi)容如圖5.5所示：圖5.5串行通信接口參數(shù)設(shè)置單擊工程瀏覽器中COM1，然后雙擊新建邏輯設(shè)備，此時會蹦出如上圖所示的對話框，然后選擇“PLC-三菱-FX2-編程口”，單擊下一步，給設(shè)備取一個邏輯名稱，單擊下一步，選擇COM1口-地址2，嘗試恢復(fù)間隔和最長恢復(fù)時間不用改它，最后完成PLC與組態(tài)王之間的數(shù)據(jù)通信連接。只是這樣還不能進行PLC與組態(tài)王之間的數(shù)據(jù)傳送，還要對其波特率、數(shù)據(jù)位、校驗、停止位進行選擇，對應(yīng)的選擇分別為：9600、7、偶校驗、1。設(shè)置完成后就可對PLC與組態(tài)王之間進行數(shù)據(jù)傳送了。5.1.6建立變量打開組態(tài)王，進入工程瀏覽器，單擊“數(shù)據(jù)詞典”，進入建立變量界面，點擊“新建數(shù)據(jù)庫變量”，I/O離散變量要設(shè)置變量名、變量類型、連接設(shè)備、寄存器、數(shù)據(jù)類型和讀寫屬性。內(nèi)存變量則只需設(shè)置變量名和變量類型即可。變量名不能重復(fù)，而且在設(shè)置前最好把所需要用到的變量羅列出來，連接的時候與之一一對應(yīng)起來。需要和PLC進行通信的設(shè)置為I/O離散，只需在組態(tài)王中實現(xiàn)的（如車的動態(tài)演示）設(shè)置為內(nèi)存整型即可，部分需要設(shè)置為內(nèi)存離散（如選擇按鈕）和內(nèi)存整型。由于組態(tài)王中變量點數(shù)的限制，還有部分變量建立不了，所以最終我選擇演示四個車庫的整體動畫效果，即一層我選擇演示四個車庫的整體動畫效果，即一層1F2#和1F4#車庫，二層F1#2和2F3#車庫的動畫演示情況。新建變量界面如圖5.6所示：圖5.6新建變量所建變量列表見附錄三。5.1.7動畫及變量的連接定義動畫連接是指在畫面中的圖形與數(shù)據(jù)庫里定義的數(shù)據(jù)變量之間建立一種內(nèi)在的關(guān)系，當變量值發(fā)生改變的時候，畫面中的圖形對象就會以動畫的效果表現(xiàn)出來。1.畫面的切換兩個畫面之間要實現(xiàn)切換也需要對其進行動畫連接，如圖5.7所示：圖5.7畫面切換動畫連接2.小車的動畫連接在本次設(shè)計中，定義動畫連接是必不可少的，小車、載車板以及防墜安全掛鉤都需要對其作動畫連接，下面我只以小車的動畫連接做個例子，其他都大同小異。為實現(xiàn)在畫面中小車的動畫效果可作如下操作：雙擊小車，可彈出“動畫連接”對話框，選擇“位置與大小變化”中的“水平移動”和“垂直移動”，可彈出“水平移動連接”和“垂直移動連接”對話框，其中表達式選擇“出“水平移動連接”和“垂直移動連接”對話框，其中表達式選擇“\\本站點\車”和“\\本站點\車上”，設(shè)置如圖5.8所示：圖5.8小車的動畫連接監(jiān)控畫面中的動態(tài)效果需要進行組態(tài)語言的編寫，程序在工程瀏覽器中的“應(yīng)用程序命令語言”中編寫。下面只以F1#2車庫為例，下面是存取車程序。//1F2#號車庫進車if(\\本站點\一樓二開關(guān)==1&&\\本站點\存車開關(guān)==1&&\\本站點\一樓一開關(guān)==0&&\\本站點\一樓三開關(guān)==0&&\\本站點\一樓四開關(guān)==0&&\\本站點\一樓五開關(guān)==0){if(\\本站點\字體移動&&\\1<=69本站點\有車標志==0&&\\本站點\急停按鈕==0){\\本站點\字體移動1=\\本站點\字體移動1+70;}if(\\本站點\車>=280&&\\本站點\急停按鈕==0)\本站點\字體移動1=\\本站點\字體移動1-70;if(\\本站點\車<=409&&\\本站點\急停按鈕==0)\\本站點\車=\\本站點\車+20;Else{if(\\本站點\車上<=120&&\\本站點\急停按鈕==0)\\本站點\車上=\\本站點\車上+20;}if(\\本站點\車上==140)\\本站點\有車標志=1;if(\\本站點\車上==140||\\本站點\急停按鈕==1){\\本站點\存車開關(guān)=0;\\本站點\一樓二開關(guān)=0;}}//2F1#號車庫取車if(\\本站點\二樓選號==1&&\\本站點\取車開關(guān)==1){\\本站點\取車限位=0;if(\\本站點\車上==0){if(\\本站點\字體移動1<=69)\\本站點\字體移動1=\\本站點\字體移動1+70;}if(\\本站點\車<=20)\\本站點\字體移動1=\\本站點\字體移動1-70;\\本站點\二層1安全掛鉤=\\本站點\二層1安全掛鉤-60;if(\\本站點\二板1下移==1){if(\\本站點\車上>=141)\\本站點\車上=\\本站點\車上-10;}if(\\本站點\一層1下限位==1){if(\\本站點\車上>=0){\\本站點\車上=\\本站點\車上-35;}}if(\\本站點\車上==0){if(\\本站點\車>=0)\\本站點\車=\\本站點\車-70;if(\\本站點\二層1上限位==1)\\本站點\取車限位=1;}if(\\本站點\二層1上限位==1&&\\本站點\車==0){\\本站點\二樓選號=0;\\本站點\取車開關(guān)=0;\\本站點\有車標志2=0;}}3.歡迎界面的的編寫設(shè)計在歡迎界面里，我讓字體能夠左右滾動，當?shù)竭_右極限的時候就往左走，到達左極限的時候再往右走，如此做循環(huán)往復(fù)運動。編寫語言如下：//歡迎界面程序if(\\本站點\字體移動==0)\\本站點\xianwei=0;if(\\本站點\字體移動==100)\\本站點\xianwei=1;if(\\本站點\xianwei==0)\\本站點\字體移動=\\本站點\字體移動+20;if(\\本站點\xianwei==1)\\本站點\字體移動=\\本站點\字體移動-20;5.2仿真與調(diào)試下面以2F1#號車庫存車為例，對監(jiān)控畫面進行仿真，仿真結(jié)果如圖5.9所示：圖5.92F1#號車庫仿真調(diào)試進入VIEW運行監(jiān)控，當按下2F01按鈕，操作面板上會顯示車庫號，并顯示剩余車庫數(shù)；按下存車按鈕時，存車指示燈閃爍，車庫擋車桿打開，小車進入預(yù)定軌道，運行到如上圖所示位置停下，等待2F01車庫載車板下降到1F01車庫內(nèi)，同時一層載車板通過PLC控制一個接著一個想右橫移，待四個載車板都移動完成，2F01車庫載車板下降，1F01車庫內(nèi)畫有接近開關(guān)，當車板下降到位，限位燈會亮，然后小車運行到載車板上，再隨著載車板一起上升到二層車庫，二層限位檢測到信號，安全防墜掛鉤動作，向下運動鎖住載車板，保證載車板不墜落，保護樓下車輛的安全。不管載車板上是否有車輛都不影響載車板的移動，所以就算車庫中全部停滿車輛，取車的時候也是這樣執(zhí)行的。想要使小車動作，就要進行命令語言的編寫。在設(shè)計時，命令語言的編寫也不是一次成功的，經(jīng)過多次調(diào)試，才有了最后的動態(tài)效果。在調(diào)試過程出現(xiàn)過當取車完成后，二層載車板再來回上下移動，看到PLC上對應(yīng)的輸出在來回跳，通過和同學(xué)的研究和向老師請教，解決了這一問題，即在組態(tài)王中加了一個限位，在PLC中對其進行打斷。6.總結(jié)本次設(shè)計采用PLC控制，利用組態(tài)王監(jiān)控，實現(xiàn)對整個立體車庫的控制與監(jiān)控。用戶只要選擇想要停的車庫號，通過操作面板上的按鈕，就可以完成汽車的存取車過程。在本次設(shè)計中我利用三菱PLC對其控制程序進行編程、調(diào)試。利用組態(tài)王軟件設(shè)計出立體車庫歡迎界面和監(jiān)控畫面，在監(jiān)控畫面里又設(shè)計了控制面板操作區(qū)、存取車控制區(qū)、車庫指示區(qū)?？刂泼姘鍏^(qū)設(shè)計有：一層、二層車庫的選擇按鈕；車庫是否有無車輛的指示；車庫號和剩余車位數(shù)的顯示；手自動和急停按鈕的切換。存取車控制區(qū)設(shè)計有：立體車庫整體框架結(jié)構(gòu)；限位開關(guān)的指示；防墜安全掛鉤的動作；存取車指示燈；車庫指示區(qū)設(shè)計有：車庫擋車桿；車庫的運行軌道。本次設(shè)計完成的主要工作有：系統(tǒng)整體設(shè)計方案；硬件的電路設(shè)計及PLC程序的編寫；人機界面組態(tài)王軟件的監(jiān)控以及命令語言的編寫。通過本次設(shè)計，使我對“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”這句話理解的更加深刻。只有理論是萬萬不行的，理論和實際相比還是有一定的差距的，有時候并不是我們所想象的那樣，所以“實踐是檢驗真理的唯一標準”這句話已深深地印在了我的腦海里。我們要把學(xué)習(xí)過的理論知識與實踐相結(jié)合起來，也算是檢驗自己這兩年在學(xué)校學(xué)習(xí)成果的一次機會。在本次設(shè)計中也存在很多的不足，還有好多內(nèi)容沒有考慮進去，尤其是機械方面的問題，程序的編程也有些不嚴謹，組態(tài)畫面的效果也有待改善，如果有機會在以后的工作中還能繼續(xù)接觸到立體車庫，我會去對其深入的了解，為以后的立體車庫發(fā)展出一份力。參考文獻湯楠.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：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附錄一1F1#左移電機1F1#右移電機1F2#左移電機1F2#右移電機1F3#左移電機1F3#右移電機1F4#左移電機1F4#右移電機2F1#上移電機2F1#下移電機2F2#上移電機2F2#下移電機2F3#上移電機2F3#下移電機2F4#上移電機2F4#下移電機2F5#上移電機2F5#下移電機2F1#安全防護閥2F2#安全防護閥2F3#安全防護閥2F4#安全防護閥2F5#安全防護閥存車燈取車燈報警燈等待燈1F1#指示燈1F2#指示燈1F3#指示燈1F4#指示燈1F5#指示燈2F1#指示燈2F2#指示燈2F3#指示燈2F4#指示燈2F5#指示燈附錄二附錄三1.I/O離散變量 變量ID 變量名 變量使用記數(shù)設(shè)備名寄存器名稱一層1下限位 2 新IO設(shè)備 M101二層1上限位 0 新IO設(shè)備 M102一層2下限位 2 新IO設(shè)備 M103二層2上限位 0 新IO設(shè)備 M104一層3下限位 0 新IO設(shè)備 M105二層3上限位 0 新IO設(shè)備 M106一層4下限位 0 新IO設(shè)備 M107二層4上限位 0 新IO設(shè)備 M108車一一板開關(guān) 2 新IO設(shè)備 M96車一二板開關(guān) 2 新IO設(shè)備 M97車一三板開關(guān) 2 新IO設(shè)備 M98車一四板開關(guān) 2 新IO設(shè)備 M99車一五板開關(guān) 2 新IO設(shè)備 M100一板1右移 0 新IO設(shè)備 Y02.內(nèi)存整型變量變量名