畢業(yè)論文-立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

1、立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一章導(dǎo)言1.1立體停車庫的背景1.2立體停車庫1.2.1立體停車庫概述1.2.2立體停車庫的含義1.3立體停車庫1.3.1立體停車庫概述1.3.2立體停車庫的分類和特點(diǎn)1.3.3目前存在的問題及研究的意義1.3.4可編程控制器概述1.4論文的研究能力第二章硬件電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的基本要求2.1.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)2.1.2傳動(dòng)系統(tǒng)2.2 c p的選擇2.2.1 CPU單元設(shè)計(jì)2.2.2分類介紹2.3控制回路的設(shè)計(jì)2.4流程圖2.5模擬電路第三章軟件設(shè)計(jì)3.1電力線載波工作原理3.2步驟7-介紹微/Win32編程軟件3.3 Step7程序結(jié)構(gòu)203.4管道儀表連接3.5立體停

2、車庫規(guī)劃3.5.1設(shè)計(jì)中使用的說明介紹3.5.2梯形圖流程示例第四章結(jié)論至參考文獻(xiàn)附錄:梯形圖和語句表摘要無處停車的問題是城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和交通發(fā)展到一定程度的結(jié)果。立體停車設(shè)備在國外尤其是日本的發(fā)展已經(jīng)有近三四十年的歷史，無論是技術(shù)上還是經(jīng)驗(yàn)上都是成功的。我國也在90年代初開始研發(fā)機(jī)械式立體停車設(shè)備，至今已有20年。由于許多新建小區(qū)的居民與車位比例為1:1，為了解決車位面積與居民商業(yè)面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其獨(dú)有的平均自行車面積小的特點(diǎn)，被廣大用戶所接受。立體停車庫是一種倉儲(chǔ)設(shè)施，專為各類車輛的自動(dòng)停放和科學(xué)存放而設(shè)計(jì)。由鋼架、轉(zhuǎn)盤(埋地)、運(yùn)輸車或電梯、監(jiān)控控制臺(tái)及輔助設(shè)備(消防、配電

3、、防盜機(jī)構(gòu))六部分組成。目前已在國內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)、人口密度較高的城市得到發(fā)展和推廣，并日趨成熟。立體停車庫主要用于停放汽車，價(jià)格昂貴，而且立體停車庫的使用涉及到人和車輛的安全，所以設(shè)備的安全性和可靠性要求很高。PLC采用以計(jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)于一體?？煽啃詮?qiáng)，性價(jià)比高，設(shè)計(jì)緊湊，擴(kuò)展性好，操作方便，適用于頻繁啟動(dòng)和惡劣環(huán)境。因此，在立體停車庫控制系統(tǒng)中常采用PLC作為電子控制系統(tǒng)的核心，輔以限位開關(guān)來控制準(zhǔn)確停車和泊車。關(guān)鍵詞:立體停車庫；PLC行程開關(guān)摘要車輛停放問題是城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和交通發(fā)展到一定程度的結(jié)果，停車設(shè)施的發(fā)展在國外，特別是在日本

4、，已有近三四十年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上都取得了成功。中國也是在90年代初R & D機(jī)械停車設(shè)備，十年前的課程。由于許多新建住宅內(nèi)的停車位與住戶的比例為1:1，為了解決停車面積與商業(yè)空間的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其占地面積小、自行車意味著獨(dú)特的特點(diǎn)，已被廣大用戶所接受。停車場是倉儲(chǔ)設(shè)施，專門針對各類車輛，自動(dòng)停車，科學(xué)倉儲(chǔ)。其由鋼架、秋千(采用嵌入式方式)、運(yùn)輸車輛或電梯、控制臺(tái)和輔助設(shè)備(消防、配電、保安機(jī)構(gòu))六大部分共同構(gòu)成，現(xiàn)在，在中國一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、人口密度較大的城市中得到發(fā)展和推廣，并已趨于成熟。停車場以停車場為主，費(fèi)用較貴，而且停車場的使用關(guān)系到人員和車輛的安全，所以設(shè)備的

5、安全性和可靠性非常高。PLC是一種以計(jì)算機(jī)為核心的通用控制設(shè)備，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)為一體，可靠性高、性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便，適用于頻繁啟動(dòng)和惡劣環(huán)境。因此，在停車控制系統(tǒng)中PLC通常被用作電子控制系統(tǒng)的核心，輔助以限位開關(guān)來控制汽車的精確出入。關(guān)鍵詞:停車；PLC行程開關(guān)第一章:緒論1.1報(bào)價(jià)無處停車的問題是城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和交通發(fā)展到一定程度的結(jié)果。立體停車設(shè)備在國外尤其是日本的發(fā)展已經(jīng)有近三四十年的歷史，無論是技術(shù)上還是經(jīng)驗(yàn)上都是成功的。我國也在90年代初開始研發(fā)機(jī)械式立體停車設(shè)備，至今已有十年。由于許多新建小區(qū)的居民與車位比例為1:1，為了解決車位面積與居民

6、商業(yè)面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其獨(dú)有的平均自行車面積小的特點(diǎn)，被廣大用戶所接受。與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，機(jī)械車庫在許多方面顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有節(jié)約土地的突出優(yōu)勢。以前由于需要留出足夠的交通車道，一般一輛車要占用40平方米的面積。但如果采用雙層機(jī)械車庫，地面的利用率會(huì)提高80%-90%。如果采用多層(21層)立體車庫，50平米的土地面積上可以存放40輛汽車，可以大大節(jié)省有限的土地資源和土建開發(fā)成本。與地下車庫相比，機(jī)械車庫能更有效地保證人和車輛的安全。如果人不在車庫或汽車?yán)锿：梦恢茫麄€(gè)由電子控制的設(shè)備就不會(huì)運(yùn)行。應(yīng)該說機(jī)械車庫完全可以分流管理的人和車輛。地下車庫的機(jī)械式停車還

7、可以避開供暖通風(fēng)設(shè)施，所以運(yùn)行中的耗電量要比工人管理的地下車庫低很多。一般車庫不是一個(gè)完整的系統(tǒng)，而是單套。這樣可以充分發(fā)揮它占地少，化整為零的優(yōu)勢，可以在每個(gè)組團(tuán)或者小區(qū)樓下隨機(jī)設(shè)置機(jī)械停車樓。這為解決車庫緊缺的小區(qū)停車難問題提供了便利條件。1.2立體停車庫的背景1.2.1中國汽車工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r隨著社會(huì)的發(fā)展，城市人口日益增多，建筑物和車輛越來越多。特別是改革開放以來，國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展為汽車工業(yè)的振興注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)，1997年中國汽車保有量為1100萬輛，其中轎車400萬輛，當(dāng)年轎車48.2萬輛，微型車38.2萬輛，1998年50萬輛，1999年55萬輛，2

8、000年57萬輛。2002年，中國汽車產(chǎn)量達(dá)到325萬輛，比上年增加325萬輛。隨著中國加入世貿(mào)組織、中國共產(chǎn)黨第十六次全國代表大會(huì)的成功召開、政府平穩(wěn)過渡、2008年奧運(yùn)會(huì)、2010年世博會(huì)等重大事件的發(fā)生，在進(jìn)一步需求和“費(fèi)改稅”政策的推動(dòng)下，中國汽車工業(yè)仍將有很大的發(fā)展空間，并將繼續(xù)快速穩(wěn)定發(fā)展。國務(wù)院發(fā)展研究中心在一組關(guān)于中國汽車工業(yè)增長潛力和外部環(huán)境的研究課題中提出的預(yù)測:目前，中國家用汽車保有量為489萬輛，2010年將增長兩倍達(dá)到1466萬輛，2020年翻兩番達(dá)到7200萬輛。屆時(shí)，中國汽車總保有量將達(dá)到1.15億輛，是當(dāng)今美國汽車總保有量的一半。2010年、2015年和2020

9、年家用車市場需求分別為501萬輛、913萬輛和1584萬輛。之后，中國將全面進(jìn)入汽車社會(huì)。1.2.2中國城市停車難的問題據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，2005年或2006年，中國達(dá)到汽車進(jìn)入家庭的啟動(dòng)點(diǎn)，汽車數(shù)量大幅增加。我國大城市的車輛越來越多，但除了新建的高檔住宅小區(qū)，大多數(shù)普通住宅小區(qū)的車庫嚴(yán)重不足，以至于住宅小區(qū)的汽車到處亂停，停在路邊、人行道甚至草坪上?！笆濉逼陂g，國家鼓勵(lì)汽車進(jìn)入家庭。隨著城市居民汽車普及率的迅速提高，在我國土地資源日益稀缺的情況下，城市住宅小區(qū)的停車問題日益突出。為了解決這一問題，許多大城市提出住宅小區(qū)的停車位應(yīng)以輔助建設(shè)為主，并制定了新的建筑停車設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。比如普通住宅小區(qū)每戶車

10、位由原來的0.2調(diào)整為0.3-1.0，城市住宅小區(qū)車位標(biāo)準(zhǔn)提高到0.8-1.2，城市住宅小區(qū)車位標(biāo)準(zhǔn)提高到0.5-1.6等等。而我國大城市的普通住宅小區(qū)大多沒有建停車場(車庫)，也不會(huì)有太多的空間來建大型停車場，無法滿足住房的需求。因此，停車問題逐漸成為大城市的一個(gè)大問題。城市中有限的地面面積已經(jīng)無法提供足夠的停車位，向太空發(fā)展是解決當(dāng)前問題的重要途徑。立體停車庫就是在這種背景下發(fā)展起來的。1.3立體停車庫1.3.1立體停車庫概述立體停車庫系統(tǒng)是運(yùn)用自動(dòng)化、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)通信等高新技術(shù)的智能化立體物流系統(tǒng)。自動(dòng)可靠地存取汽車，集中管理多個(gè)立體停車庫，形成統(tǒng)一的立體停車庫系統(tǒng)。立體停車庫具有占地

11、面積小、操作簡單、靈活、安全可靠等獨(dú)特優(yōu)勢。，這就決定了它在土地稀缺的大都市不可替代的存在價(jià)值。隨著汽車的迅速增加，城市的停車問題越來越嚴(yán)重。作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施，自動(dòng)立體停車設(shè)備以其占地面積小、停車率高、布局靈活、高效低耗、性價(jià)比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的歡迎，并向空間化和高層次發(fā)展。1.3.2立體車庫的分類和特點(diǎn)城市停車場可分為自走式停車場和機(jī)械式停車場，機(jī)械式停車場又可分為全自動(dòng)和半自動(dòng)兩種。目前最常見的是機(jī)械式立體停車庫。根據(jù)機(jī)械式停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，機(jī)械式立體停車庫有九種類型，即升降橫移式、垂直升降式、巷道堆垛式、垂直循環(huán)式、水平循環(huán)式、多層循環(huán)式、平面移動(dòng)

12、式、簡易升降式、汽車升降機(jī)。目前主要有三類，即提升橫移式、垂直提升式和巷道堆垛式，最常用。這些主要類型如下:(1)垂直升降型。垂直升降汽車停車庫主要用于通過汽車平臺(tái)的垂直升降機(jī)存取汽車。車庫中間為升降機(jī)構(gòu)，左右分為車庫架。停車時(shí)，小車行駛到升降臺(tái)中間的托盤上，升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)小車和托盤一起上升。當(dāng)達(dá)到規(guī)定高度時(shí)，升降平臺(tái)停止，升降平臺(tái)上的伸縮機(jī)構(gòu)通過橫向伸縮手柄和托盤放置在空架上。坐汽車的情況也差不多，只是運(yùn)動(dòng)方向相反。特點(diǎn):整個(gè)車庫可以有20-25層之多，即可以停40-50輛車，面積不到50平米，空間利用率最高。適合建在高度繁華的市中心停放車輛的聚集點(diǎn)。停車設(shè)備的市場份額約為3-4%。缺點(diǎn):整體

13、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)，機(jī)械結(jié)構(gòu)不合理。二樓或以下都可以。三樓升降跑步時(shí)擺動(dòng)幅度太大，風(fēng)力太大會(huì)晃動(dòng)。就連設(shè)計(jì)者自己也擔(dān)心存在巨大的安全隱患。是停車設(shè)備需要技術(shù)改進(jìn)的產(chǎn)品，否則就會(huì)被淘汰。(2)升降橫移式。設(shè)計(jì)了通過升降橫移實(shí)現(xiàn)停取車的特殊結(jié)構(gòu)，并以三層橫移為例說明了操作過程。一樓停車托盤只能上下移動(dòng)，二樓托盤可以上下移動(dòng)，三樓托盤可以上下移動(dòng)。一樓車位在地上，車可以直接進(jìn)出。一樓停車可以升到二樓和三樓；二樓車輛出庫時(shí)，先下降到一樓空車位再離開車庫；停在三樓的車出庫時(shí)，先將一樓、二樓或三樓的車位左右平移，留出向下移動(dòng)所需的車位，讓停在三樓的車通過空位下到一樓，再出庫。升降式立體停車庫主要由框架結(jié)構(gòu)、裝

14、載板、傳動(dòng)部分、控制部分和安全保護(hù)裝置五部分組成。特點(diǎn):由于種類多，規(guī)?；虼蠡蛐?，對地面的適應(yīng)性強(qiáng)，所以應(yīng)用廣泛。鋼結(jié)構(gòu)、車廂板、鏈條傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全保護(hù)措施等。停車設(shè)備的市場份額約為70%。缺點(diǎn):每組設(shè)備至少要有一個(gè)空車位；為了拉鏈條，不具備防止鏈條傾斜掉落的功能。(3)巷道堆垛式。其工作原理非常接近堆碼式立體自動(dòng)化倉庫，用于存儲(chǔ)和存放貨物。升降機(jī)構(gòu)可以上下和水平移動(dòng)。當(dāng)運(yùn)行到停車位置時(shí)，伸縮機(jī)構(gòu)縮回，以從車架上取放汽車。特點(diǎn):巷道堆垛式立體停車設(shè)備是20世紀(jì)60年代以后，歐洲根據(jù)自動(dòng)立體倉庫原理，專門為停放小型汽車而設(shè)計(jì)的一種立體停車設(shè)備。它是集機(jī)、光、電、自動(dòng)控制于一體的全自動(dòng)立

15、體停車設(shè)備。它的出現(xiàn)解決了人們希望解決的大規(guī)模自動(dòng)停車問題。全封閉車庫，安全停車等。巷道堆垛式立體車庫適用于大型建筑停車庫或地下停車庫。停車設(shè)備的市場份額約為3-5%。缺點(diǎn):設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有完善的鎖定和監(jiān)控系統(tǒng)，采取了足夠的安全措施和消防系統(tǒng)，導(dǎo)致故障率相對較高。一般在最遠(yuǎn)車位取車需要2分鐘。高峰時(shí)間依次取車時(shí)間太長，依次取第20輛車需要30多分鐘。所以部分用戶開始轉(zhuǎn)型。與自行式停車場相比，機(jī)械式立體停車庫具有以下優(yōu)點(diǎn):節(jié)省占地面積，空間利用率高；(2)使用方便，操作簡單；(3)便于安全管理；(4)節(jié)能、環(huán)保和改善市容。1.3.3目前存在的問題及研究意義雖然我國停車設(shè)備行業(yè)發(fā)展迅速，但仍遠(yuǎn)不

16、能滿足停車位的需求。我們才走過10多年，整個(gè)行業(yè)剛剛起步，經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)水平不高。很多國家在這個(gè)停車行業(yè)走過了幾十年，建設(shè)經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)先進(jìn)，值得借鑒。我們國家的改革開放政策和國家的可持續(xù)發(fā)展形勢得到了各國的認(rèn)可，也非常有利于吸引世界各國的同行共同尋求發(fā)展機(jī)遇，不僅推動(dòng)了中國智能停車行業(yè)的發(fā)展，也進(jìn)一步推動(dòng)了其他國家智能停車行業(yè)的發(fā)展。目前，立體車庫系統(tǒng)存在一些問題:(1)機(jī)械式停車設(shè)備應(yīng)用不廣泛，缺乏了解；(2)機(jī)械式停車位的現(xiàn)狀是供應(yīng)規(guī)模小，停車設(shè)備類型單一；(3)現(xiàn)有機(jī)械式停車庫基本配置，實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)率不高；(4)缺乏政策支持，推廣建設(shè)緩慢；(5)現(xiàn)有法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)陳舊落后，難以實(shí)施建設(shè)應(yīng)用項(xiàng)目

17、。然而，隨著人們對社區(qū)生活的要求不斷變化和提高，對汽車的需求成為大多數(shù)人的愿望，建設(shè)立體車庫必將在人們中間形成共識。這種現(xiàn)象既與停車設(shè)備行業(yè)發(fā)展帶來的停車立法、收費(fèi)政策、城市規(guī)劃、交通管理等諸多方面的困難和障礙有關(guān)，也與停車設(shè)備設(shè)計(jì)本身的缺陷、設(shè)計(jì)制造成本高、車輛收費(fèi)高、關(guān)鍵自動(dòng)化技術(shù)水平低等因素有關(guān)。資料顯示，目前全國共有92家停車位超過1萬個(gè)的立體車庫，高昂的收費(fèi)成為阻礙其推廣使用的主要原因。(一般地面停車每小時(shí)2元，立體車庫5元。)同時(shí)，在立體車庫的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，車位是最難取車的，每次停車時(shí)間不得超過兩分鐘。但考慮到停車優(yōu)先設(shè)計(jì)的原則，實(shí)際上很難達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。所以我經(jīng)常能看到只有地下一層的

18、立體車庫，上面二層或者三層只有幾輛車。立體車庫變成了地面停車場，空間利用的優(yōu)勢沒有顯現(xiàn)出來。立體車庫緩解停車難。問題沒有得到根本解決。在土地日益稀缺的情況下，解決城市停車問題是必然的途徑。但要健康發(fā)展，就要解決存在的問題。目前國內(nèi)設(shè)計(jì)制造的立體車庫多處于初級停車功能，是最原始的使用階段。其設(shè)計(jì)水平和經(jīng)濟(jì)價(jià)值有待提高和發(fā)展。因此，研究如何降低立體車庫及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造成本，以進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。立體車庫尚未普及，大量地面車庫的存在使其在價(jià)格上不占優(yōu)勢。通常情況下，立體車庫的維護(hù)和維修費(fèi)用高于道路停車庫。所以國家制定價(jià)格的時(shí)候會(huì)比較高，價(jià)格決定市場，導(dǎo)致立體車庫的車位常

19、年空置，形成惡性循環(huán)，嚴(yán)重阻礙了立體車庫的順利發(fā)展。目前國內(nèi)設(shè)計(jì)制造的立體車庫大部分處于初級停車功能，是最原始的使用階段。其設(shè)計(jì)水平和經(jīng)濟(jì)價(jià)值有待提高和發(fā)展。因此，研究如何降低立體車庫及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造成本，以進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著立體停車庫技術(shù)的快速發(fā)展和人們生活水平的日益提高，它越來越深入到人們的日常生活中，立體停車庫之間的網(wǎng)絡(luò)集成和智能管理也是一個(gè)迫切的現(xiàn)實(shí)問題。將整個(gè)住宅小區(qū)的立體停車庫系統(tǒng)進(jìn)行整合，形成立體停車庫網(wǎng)絡(luò)智能管理系統(tǒng)。在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可以對現(xiàn)場過程進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的連接，完成管理、決策和業(yè)務(wù)應(yīng)用等功能。研究立體停車庫的智能網(wǎng)

20、絡(luò)管理系統(tǒng)，不僅可以降低成本，帶來經(jīng)濟(jì)效益，還可以提高效率，方便人們的日常生活。PLC控制概述可編程控制器是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種數(shù)字化操作的電子系統(tǒng)。它是一種專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的可編程控制器。以微處理器為核心，不僅能進(jìn)行邏輯控制，還能進(jìn)行計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等。用編寫的程序，通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。PLC部采用光電隔離、濾波、電源屏蔽、穩(wěn)壓保護(hù)、故障診斷等技術(shù)。輸入和輸出信號。在工控現(xiàn)場惡劣環(huán)境下平均無故障時(shí)間可高達(dá)5-10萬小時(shí)，功能完善，安裝方便，體積小，重量輕，功耗低，價(jià)格越來越便宜?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)

21、領(lǐng)域:照明中的邏輯控制、機(jī)床的電子控制、食品加工等?？刂茰囟取Ⅲw力、流量、物體高度等連續(xù)變化的物理量；機(jī)器人、機(jī)床、電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域的位置和速度控制；電力、自來水處理、化工、煉油、軋鋼等行業(yè)的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測和控制；作為下位機(jī)，它與上位機(jī)構(gòu)成一個(gè)分布式數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。PLC是傳統(tǒng)繼電器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，所以在工業(yè)控制中，它具有繼電器控制或通用計(jì)算機(jī)無法比擬的特點(diǎn)。l)高可靠性PLC的高可靠性主要表現(xiàn)在硬件和軟件兩個(gè)方面:硬件方面，由于采用了性能優(yōu)異的開關(guān)電源，對采用的器件進(jìn)行了嚴(yán)格篩選，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，使得PLC具有很強(qiáng)的抗振動(dòng)和沖擊性能。無觸點(diǎn)半導(dǎo)體電路完成頻繁的開關(guān)動(dòng)作，繼電器控制系統(tǒng)不會(huì)出

22、現(xiàn)器件老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等問題。PLC的所有輸入輸出接口均采用光電隔離措施，使外部電路與PLC電路有效隔離；PLC模塊化結(jié)構(gòu)，當(dāng)其中一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，可以快速確定故障模塊并進(jìn)行更換，可以盡可能縮短系統(tǒng)的維護(hù)時(shí)間。在軟件方面，可以利用PLC的監(jiān)控定時(shí)器來監(jiān)控執(zhí)行用戶程序的專用運(yùn)算處理器的延時(shí)，從而保證在程序出錯(cuò)、調(diào)試程序時(shí)，避免程序出錯(cuò)導(dǎo)致的死循環(huán)；當(dāng)CPU、電池、1/0端口、通信等。都異常，PLC的自診斷功能可以檢測到這些錯(cuò)誤并采取相應(yīng)的措施，防止故障擴(kuò)大；萬一停電，備用電池會(huì)像正常運(yùn)行時(shí)一樣保護(hù)用戶的程序和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，保證信息可靠不丟失。由于采取了上述有效措施，保證了PLC的高可靠性，PL

23、C的平均無故障時(shí)間達(dá)到了幾十萬小時(shí)。2)應(yīng)用靈活，使用方便。模塊化PLC設(shè)計(jì)使用戶能夠根據(jù)自己控制系統(tǒng)的規(guī)模、工藝流程和控制要求選擇所需的PLC模塊，并對PLC進(jìn)行資源分配和編程。這樣控制系統(tǒng)不再需要大量的硬件設(shè)備，用戶只需要根據(jù)控制需要設(shè)計(jì)PLC和1/0外部接線的硬件配置即可。在PLC控制系統(tǒng)中，當(dāng)控制要求改變時(shí)，PLC的外部接線不變，只需修改程序。與目前微機(jī)控制中常用的匯編語言相比，這種面向控制過程的編程方法應(yīng)用靈活，可移植性強(qiáng)。3)用于控制過程的編程語言，易于掌握。PLC的編程語言采用繼電器控制電路的梯形圖語言，清晰直觀。PLC雖然是以微處理器為基礎(chǔ)的控制設(shè)備，但并不要求用戶有很強(qiáng)的編程

24、能力，只要求用戶有一定的計(jì)算機(jī)軟硬件和電氣控制知識。這種面向控制過程的編程方式，雖然在PLC部門增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時(shí)間，但是對于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來說，這種時(shí)間消耗是可以忽略的。4)易于安裝、調(diào)試和維護(hù)。安裝時(shí)，由于PLC的輸入/輸出接口已經(jīng)完成，可以直接與外部設(shè)備連接，不需要專門的接口電路。而且PLC的軟件功能代替了原有繼電器控制中的中間繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等一些器件，所以硬件安裝的工作量也相應(yīng)減少。PLC的調(diào)試可以在實(shí)驗(yàn)室模擬完成，然后現(xiàn)場安裝調(diào)試。這樣就可以避免現(xiàn)場可能出現(xiàn)的一些問題，從而縮短調(diào)試周期:在維護(hù)方面，PLC完善的診斷和顯示功能，通過模塊上的顯示或者編程器就可以

25、很容易的找出故障模塊，而且由于模塊化設(shè)計(jì)，只需要更換故障模塊即可。5)PLC具有強(qiáng)大的功能、功能等可擴(kuò)展性。首先，PLC控制定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序、步進(jìn)等非常準(zhǔn)確可靠。通過使用程序。其次，PLC還具有周D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制等功能。因此，它可以控制開關(guān)量和模擬量。第三，PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能。因此，它不僅可以控制單臺(tái)機(jī)器、一條牛生產(chǎn)線，還可以控制一個(gè)集群和多條生產(chǎn)線。它不僅可以現(xiàn)場控制，還可以遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)過程。PLC的功能擴(kuò)展非常方便，硬件配置也相當(dāng)靈活。根據(jù)控制要求的變化，可以隨時(shí)改變特殊功能單元的類型和數(shù)量，然后通過相應(yīng)地修改用戶程序來達(dá)到改變和增加控制功能的目的。6)人脈

26、強(qiáng)大。PLC具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。PLC不僅可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，通過PLC與上位機(jī)通信，還具有專線和無線上網(wǎng)功能。這樣PLC就可以形成一個(gè)大的控制網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)工廠甚至整個(gè)系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而提高生產(chǎn)效率。7)PLC體積小，重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。由于PLC電路主要采用半導(dǎo)體微電子集成電路，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、功耗低的特點(diǎn)。由于抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制器件。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，完成了以下控制功能:l)條件控制功能條件控制(或邏輯控制或順序控制)的作用是指用PLC的AND、or和NOT命令代替電器。觸點(diǎn)與其他類型的開關(guān)控制邏輯串聯(lián)和并聯(lián)。2

27、)定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能定時(shí)/計(jì)數(shù)控制的功能是利用PLC提供的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令來實(shí)現(xiàn)一次操作的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制，而不是時(shí)間繼電器和計(jì)數(shù)繼電器。3)步進(jìn)控制功能步進(jìn)控制功能是利用步進(jìn)指令實(shí)現(xiàn)對多個(gè)加工程序的控制。只有前一道程序完成后，才能控制下一道程序來代替硬件組成的步進(jìn)控制器。4)數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能是指PLC可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、比較、移位、數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算、編碼和解碼等。5)A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能A/D和D/A轉(zhuǎn)換的作用是通過A/D和D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。6)運(yùn)動(dòng)控制功能運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過高速計(jì)數(shù)模塊和位置控制模塊進(jìn)行單軸或多軸控制。7)過程控制功能過程控制

28、功能是指通過PLC的PID控制模塊對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)控制。8)擴(kuò)展功能擴(kuò)展功能是指通過連接輸入輸出擴(kuò)展單元(即1/0擴(kuò)展單元)的模塊來增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可以通過附加各種智能單元和特殊功能單元來提高PLC的控制能力。9)遠(yuǎn)程I/o功能遠(yuǎn)程I/o功能是指將分散在遠(yuǎn)處的各種輸入輸出設(shè)備與PLC主機(jī)連接起來，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號，傳輸輸出信號的遠(yuǎn)程I/o單元。10)通信聯(lián)網(wǎng)功能聯(lián)網(wǎng)功能是指PLC、PLC與上位機(jī)等通過聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程I/O控制或數(shù)據(jù)交換。，從而完成系統(tǒng)的大規(guī)模復(fù)雜控制。1)監(jiān)控功能監(jiān)控功能是指PLC可以監(jiān)控系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)和過程，對系統(tǒng)中的異常情況進(jìn)行報(bào)

29、警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；您還可以調(diào)整和修改定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的設(shè)置值。在控制程序在線或強(qiáng)制I/O狀態(tài)下。1.4論文研究能力(1)查閱國外立體停車庫的相關(guān)資料，了解當(dāng)前立體停車庫的發(fā)展前沿，掌握國外立體停車庫技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向；(2)分析研究立體停車庫系統(tǒng)的運(yùn)行情況，確定底層控制網(wǎng)絡(luò)基于西門子S7-200 PLC(CPU型號為226)，根據(jù)車庫的規(guī)模和功能，選擇所需的信號處理模塊與分布式I/O設(shè)備進(jìn)行通信；第二章硬件電路設(shè)計(jì)2.1流程分析本設(shè)計(jì)以一個(gè)33立體車庫為例。系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先進(jìn)行自檢和初始化。如果沒有故障，運(yùn)行到備用位置，等待進(jìn)一步指示。此時(shí)，如果啟動(dòng)入庫模式，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行檢測。首先啟

30、動(dòng)列的動(dòng)作，找到存放的車對應(yīng)的列，通過行程開關(guān)打開托盤到達(dá)需要的列，然后啟動(dòng)行的動(dòng)作，再通過行程開關(guān)控制托盤到達(dá)需要的行。到位后，啟動(dòng)托盤前進(jìn)信號，待車停穩(wěn)后等待一段時(shí)間，啟動(dòng)復(fù)位程序，托盤將回到原點(diǎn)和待機(jī)位置等待下一輛車。如果啟動(dòng)出站模式，首先啟動(dòng)立柱的動(dòng)作，然后啟動(dòng)地板的動(dòng)作，到達(dá)位置時(shí)，啟動(dòng)托盤前進(jìn)信號，然后啟動(dòng)托盤信號，按照復(fù)位程序返回水平原點(diǎn)。2.1.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)立體停車庫是典型的中小型車庫機(jī)電一體化產(chǎn)品。因其占地面積小、移動(dòng)靈活、操作簡便、成本低廉，是公司、單位建設(shè)立體停車庫的理想選擇。以3層3排停車車為例，占地面積只有25平米左右。立體停車庫由卷筒、滑輪和鋼絲繩升降。有交流電機(jī)

31、，鋼絲繩，車位架，托盤等。在整個(gè)機(jī)制中。以每個(gè)車位為基本單元，具有結(jié)構(gòu)簡單、靈活性好、啟動(dòng)平穩(wěn)、噪音低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)的作用是使多層升降橫移式立體停車庫準(zhǔn)確完成各種動(dòng)作。采用可編程邏輯控制器(PLC)作為主控單元，其主要優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，技術(shù)成熟，邏輯控制容易實(shí)現(xiàn)。非常適用于多樓層升降和穿越充滿開關(guān)量輸入輸出的立體停車庫。操作簡單，程序直觀，設(shè)計(jì)周期短，電路簡單，使整個(gè)車庫智能化。每一個(gè)車位都能準(zhǔn)確的停到位，控制精準(zhǔn)安全。對環(huán)境要求不高，抗干擾性強(qiáng)，使得整個(gè)系統(tǒng)工作有條不紊。對操作人員和維護(hù)人員要求不太高，安裝調(diào)試相對簡單，設(shè)備數(shù)量少，所以采用PLC作為控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破鞯?/p>

32、硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)基本相同，由微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(EPROM、ROM)、輸入輸出(I/O)模塊、外圍I/O接口、電源等組成。所有部件通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接。可編程控制器的工作模式與微型計(jì)算機(jī)的工作模式大不相同。可編程控制器不采用微機(jī)的中斷方式，而是采用循環(huán)掃描方式，即反復(fù)掃描程序，逐一解釋執(zhí)行。如果輸出線圈打開或關(guān)閉，線圈的所有觸點(diǎn)(常開或常閉)不會(huì)像繼電器控制中的繼電器一樣立即動(dòng)作，而是必須等待，直到觸點(diǎn)被掃描。由于掃描時(shí)間通常只有幾十毫秒，其速度遠(yuǎn)高于繼電器動(dòng)作時(shí)間(100毫秒以上)，所以對于一般的開關(guān)量，可以認(rèn)為不存在間歇采樣帶來的誤差?？删幊炭?/p>

33、制器投入運(yùn)行后，需要完成一系列操作。系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫的平移和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)是使它們在不同的時(shí)間正反轉(zhuǎn)。為了保證停車架能移動(dòng)到預(yù)定位置，使其能隨托盤上升或下降到準(zhǔn)確位置，采用了行程開關(guān)。2.2 CPU選擇S7-200是一種小型可編程控制器，適用于各行各業(yè)和各種場合的檢測、監(jiān)視和控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其能夠獨(dú)立運(yùn)行或聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。所以S7-200系列性價(jià)比非常高。S7-200系列在以下方面表現(xiàn)出色:極高的可靠性極其豐富的指令集容易掌握操作方便豐富的集成功能實(shí)時(shí)特性溝通能力強(qiáng)豐富的擴(kuò)展模塊S7-200系列在分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮了其強(qiáng)大的功

34、能。用途可以涵蓋從簡單的代替繼電器的控制到更復(fù)雜的自動(dòng)控制。應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，涵蓋了所有與自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制相關(guān)的工業(yè)和民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)保設(shè)備等等。如:沖床、磨床、印刷機(jī)械、橡膠化工機(jī)械、中央空調(diào)、電梯控制、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。CPU單元設(shè)計(jì)集成24V負(fù)載電源:可直接連接傳感器和變送器(執(zhí)行器)。CPU 221和222具有180mA輸出，CPU 224、CPU 224XP和CPU 226分別輸出280和400mA?？勺鳛樨?fù)載電源使用。對于不同的設(shè)備類型CPU 221-226有兩種類型的CPU，它們具有不同的電源電壓、控制電壓和數(shù)字輸入/輸出點(diǎn)。CPU 221有六個(gè)輸入

35、點(diǎn)和四個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 222有八個(gè)輸入點(diǎn)和六個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224有十四個(gè)輸入點(diǎn)和十個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224XP有十四個(gè)輸入點(diǎn)和十個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 226有二十四個(gè)輸入點(diǎn)和十六個(gè)輸出點(diǎn)。它可以很容易地通過數(shù)字和模擬擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。模擬器(可選)可用于模擬本地輸入信號和調(diào)試用戶程序。2.2.2分類介紹中央處理器221有10個(gè)集成6輸入/4輸出的數(shù)字I/O點(diǎn)。沒有I/O擴(kuò)展能力。6K字節(jié)的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。四路獨(dú)立30kHz高速計(jì)數(shù)器和兩路獨(dú)立20kHz高速脈沖輸出。1個(gè)RS485通信/編程端口，具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由模式通信能力。其中單片機(jī)非常適合小點(diǎn)控制。中央處理器2

36、22有14個(gè)集成8輸入/6輸出的數(shù)字I/O點(diǎn)?？梢赃B接兩個(gè)擴(kuò)展模塊。6K字節(jié)的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。四路獨(dú)立30kHz高速計(jì)數(shù)器和兩路獨(dú)立20kHz高速脈沖輸出。1個(gè)RS485通信/編程端口，具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由模式通信能力。其中單片機(jī)非常適合小點(diǎn)控制。中央處理器224有24個(gè)數(shù)字I/O點(diǎn)，集成了14個(gè)輸入I/O輸出。可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最多可擴(kuò)展至168個(gè)數(shù)字I/O點(diǎn)或35個(gè)模擬I/O點(diǎn)。13K字節(jié)的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。六個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，兩個(gè)獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，PID控制器。1個(gè)RS485通信/編程端口，具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由模式通

37、信能力。I/O端子板可作為一個(gè)整體輕松拆卸。是一個(gè)控制能力很強(qiáng)的控制器。CPU 224XP像素14輸入/10輸出有24個(gè)數(shù)字I/O點(diǎn)，2輸入/1輸出有3個(gè)模擬I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展值可達(dá)168個(gè)數(shù)字I/O點(diǎn)或38個(gè)模擬I/O點(diǎn)。20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，6個(gè)獨(dú)立高速計(jì)數(shù)器(100KHz)，2個(gè)100KHz高速脈沖輸出，2個(gè)RS485通信/編程口，具備PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由模式通信能力。機(jī)器還增加了許多功能，如模擬I/O設(shè)置、位置控制特性、自整定PID功能、線性斜坡脈沖指令、診斷LED、數(shù)據(jù)記錄和公式功能等。它是一種具有模擬I/O和強(qiáng)大控制能力的新型CPU。中央

38、處理器226有40個(gè)集成24輸入/16輸出的數(shù)字I/O點(diǎn)。可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最多可擴(kuò)展至248個(gè)數(shù)字I/O點(diǎn)或35個(gè)模擬I/O點(diǎn)。13K字節(jié)的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。六個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，兩個(gè)獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，PID控制器。兩個(gè)RS485通信/編程端口，具有PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由模式通信能力。I/O端子板可作為一個(gè)整體輕松拆卸。用于要求更高的控制系統(tǒng)，輸入/輸出點(diǎn)更多，模塊擴(kuò)展能力更強(qiáng)，運(yùn)行速度更快，功能更強(qiáng)，集成了特殊功能。完全可以適應(yīng)一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。2.3控制回路的設(shè)計(jì)單排三層三列停車庫PLC控制電路設(shè)計(jì)輸入，控制器采用西門子S7-200 PLC

39、，CPU為226，I/O分配如下:投入輸出運(yùn)行模式開關(guān)I0.01#電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤水平向右運(yùn)行。Q0.0緊急停車開關(guān)I0.11#電機(jī)帶動(dòng)托盤向左水平運(yùn)行。問題0.1水平原點(diǎn)限位開關(guān)I0.22#電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤垂直向上運(yùn)行。問題0.2右限位開關(guān)I0.32#電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤垂直向下運(yùn)行。問題0.3水平限位開關(guān)I0.43#電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤水平向前移動(dòng)。問題0.4雙層限位開關(guān)I0.53#電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤水平向后運(yùn)行。Q0.5三層限位開關(guān)I0.6立柱限位開關(guān)I1.0雙排限位開關(guān)I1.1三柱限位開關(guān)I1.3地址信號列選擇開關(guān)I2.0兩列選擇器開關(guān)I2.1三列選擇器開關(guān)I2.2單層選擇開關(guān)I2.3雙層選擇開關(guān)I2.4三層選擇開

40、關(guān)I2.52.4流程圖開始開始到位了嗎？啟動(dòng)緊急停止開關(guān)不啟動(dòng)N柱限位開關(guān)和N柱選擇器開關(guān)。是啟動(dòng)M柱限位開關(guān)和M柱選擇器開關(guān)。托盤向前移動(dòng)到車內(nèi)。托盤向后移動(dòng)，開始復(fù)位操作。啟動(dòng)水平原點(diǎn)限位開關(guān)。托盤復(fù)位，回到原點(diǎn)，系統(tǒng)復(fù)位，等待取車。提車流程和存車流程類似。2.5模擬電路模擬電路如下圖所示模擬電路圖S7-200PLC在此電路中，原點(diǎn)限位開關(guān)I0.2和一層限位開關(guān)I0.4始終處于打開狀態(tài)。在選擇停車所在的行數(shù)和列數(shù)時(shí)，以二層和二層為例。二層限位開關(guān)I2.1輸入，二層選擇開關(guān)I2.4輸入，二層限位開關(guān)I0.5輸入，二層選擇開關(guān)I2.4輸入。這樣就給了托盤一個(gè)向左的水平信號，在模擬電路中顯示為Q

41、0.1對應(yīng)的燈亮了，到達(dá)第二列時(shí)輸出一個(gè)垂直向上的信號，在模擬電路中顯示為Q0.2對應(yīng)的燈亮了，到達(dá)第二層第二列時(shí)輸出信號Q0.4托盤水平向前移動(dòng)，在模擬電路中顯示為Q0.4對應(yīng)的燈亮了，這樣車就停了。在這一系列動(dòng)作之后，托盤返回到水平原點(diǎn)。取車時(shí)，與上述流程相同。最后一步，托盤的水平向前運(yùn)行信號Q0.4變?yōu)橄蚝筮\(yùn)行信號Q0.5，在模擬電路中顯示相應(yīng)的Q0.5燈亮。這樣就實(shí)現(xiàn)了立體停車庫的停車工作。第三章軟件設(shè)計(jì)3.1 PLC的工作原理PLC的工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。上述三個(gè)階段的完成稱為一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行

42、上述三個(gè)階段。(1)輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC通過掃描依次讀入所有的輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在I/O圖像區(qū)的相應(yīng)單元中。輸入采樣后，進(jìn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映射區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)發(fā)生變化。因此，如果輸入是脈沖信號，脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，以確保在任何情況下都可以讀取輸入。(2)用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是從上到下掃描用戶程序(梯形圖)。掃描每個(gè)梯形圖時(shí)，總是先掃描梯形圖左側(cè)觸點(diǎn)組成的控制電路，按照先左后右、先上后下的順序?qū)τ|點(diǎn)組成的控制電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果刷新系統(tǒng)ram

43、存儲(chǔ)區(qū)中邏輯線圈對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新I/O圖像區(qū)中輸出線圈對應(yīng)位的狀態(tài)；或者是否執(zhí)行梯形圖中指定的特殊功能指令。即在用戶程序執(zhí)行的過程中，只有I/O圖像區(qū)的輸入點(diǎn)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而I/O圖像區(qū)或系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)的其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)可能會(huì)發(fā)生變化，頂層梯形圖的程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)在底層使用這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖中發(fā)揮作用；相反，在底部的梯形圖中，邏輯線圈的刷新狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能在下一個(gè)掃描周期作用于它上面的程序。(3)輸出刷新階段掃描用戶程序后，PLC進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU根據(jù)I/O圖像區(qū)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有輸出鎖存電路，然后通過輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)候才是P

44、LC真正的輸出。3.2 STEP 7介紹-Micro/Win32編程軟件S7-200可編程控制器采用STEP7-Micro/WIN32編程軟件編程。Step-Micro/Win32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件。它是西門子為S7-200系列可編程控制器專門設(shè)計(jì)和開發(fā)的。它具有強(qiáng)大的功能，主要供用戶開發(fā)控制程序，監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子S7-200用戶不可或缺的開發(fā)工具。STEP7-Micro/WIN32的主界面如圖3-1所示。與傳統(tǒng)的Windows窗口類似，界面包括菜單欄、工具欄、導(dǎo)航欄、指令樹窗口、程序編輯器窗口、輸出窗口和狀態(tài)欄窗口。它包括八個(gè)主菜單項(xiàng)，如文件、編輯、查看

45、、PLC、調(diào)試、工具、窗口和幫助。菜單欄還提供了使用鼠標(biāo)或鍵盤進(jìn)行操作的主要方式。幾乎所有的軟件功能都可以在菜單欄上操作。將工具欄最常用的操作以按鈕的形式設(shè)置到主窗口，為用戶提供最方便的鼠標(biāo)訪問。用戶可以根據(jù)自己的需求和習(xí)慣定制工具欄的內(nèi)容和外觀。該軟件提供了三套工具標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)試和指令。您可以通過以下方法進(jìn)行選擇:單擊視圖工具欄標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)試、指令，選定的工具組將出現(xiàn)在工具欄中。圖3-1步驟7-Micro/Win32的主界面瀏覽欄提供了用于快速切換用戶窗口的控制按鈕，包括視圖項(xiàng)目和工具項(xiàng)目。視圖由程序塊、符號表、狀態(tài)圖、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、交叉引用和通信按鈕組成。單擊任意按鈕打開與該按鈕對應(yīng)的窗口。提供

46、工具欄編程向?qū)?，包括PID向?qū)?、NETR/NETW向?qū)?、HSC向?qū)Ш蚑D向?qū)?。點(diǎn)擊導(dǎo)航欄中的“工具”，然后淡季對應(yīng)的“指令向?qū)А?，出現(xiàn)如圖3-2所示的界面，可以進(jìn)行進(jìn)一步的選擇。圖3-2“指令向?qū)А钡某跏冀缑鍿teP7程序員可以在windows環(huán)境下對系統(tǒng)進(jìn)行配置、編程、調(diào)試和監(jiān)控。編程功能強(qiáng)大，用戶界面友好。編程語言有三種:STL(語句列表編程語言)、LAD(梯形邏輯編程語言)和FBD(功能框圖編程語言)。其他編程語言可以用作可選軟件包。梯形邏輯梯形邏輯是STEP7編程語言的圖形化表達(dá)。其命令語法類似于繼電器梯形邏輯圖:當(dāng)電信號通過各種觸點(diǎn)和復(fù)合元件與輸出線圈連接時(shí)，梯形圖允許您跟蹤電源原理

47、圖線之間的電信號流動(dòng)。2)語句表(STL)語句(STL)是STEP7編程語言的文本表達(dá)式。類似于機(jī)器碼，如果在語句表中編寫一個(gè)程序，CPU就按照每條指令一步一步地執(zhí)行程序。為了使編程更容易，語句表已經(jīng)擴(kuò)展為包括一些高級語言結(jié)構(gòu)(例如，訪問結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和塊參數(shù))。3)功能框圖(FBD)功能框圖(FBD)是STEP7編程語言的圖形表示，它使用類似于布爾代數(shù)的邏輯框來表達(dá)邏輯。復(fù)合函數(shù)(如數(shù)學(xué)函數(shù))可以通過連接邏輯框直接表達(dá)。3.3步驟7的程序結(jié)構(gòu)為了便于閱讀和理解，程序在編程時(shí)常常被分成幾個(gè)部分。在STEP7中，這個(gè)具有自己的技術(shù)和功能基礎(chǔ)的程序部分被稱為“塊”。STEP7主要包括用戶塊和系統(tǒng)塊，兩

48、者在功能、用法和結(jié)構(gòu)上是不同的。系統(tǒng)塊包含在操作系統(tǒng)中，包括系統(tǒng)功能塊(SFB)、系統(tǒng)功能塊(SFC)和系統(tǒng)功能塊(SDB)。系統(tǒng)塊包含重要的系統(tǒng)功能，如通信功能、CPU時(shí)鐘等。用戶可以調(diào)用系統(tǒng)功能和系統(tǒng)功能塊，但無權(quán)修改。SFB和SFC不占用存儲(chǔ)空間，但是當(dāng)SFB被調(diào)用時(shí)，它的后臺(tái)數(shù)據(jù)塊需要占用用戶的存儲(chǔ)空間。用戶塊分為組織塊(OB)、功能塊(FB)、功能塊(FC)和共享數(shù)據(jù)塊(DB)。1)組織塊塊代表操作系統(tǒng)和用戶程序之間的接口。該塊由操作系統(tǒng)調(diào)用，操作系統(tǒng)控制由循環(huán)中斷、PLC啟動(dòng)特性和錯(cuò)誤處理驅(qū)動(dòng)的程序執(zhí)行。其中，OBI是用于循環(huán)處理的組織塊(主程序)，啟動(dòng)后CPU會(huì)無條件執(zhí)行OBI。

49、2)功能塊(FB)功能塊屬于用戶編程塊，是一種“有記憶的塊”。分配一個(gè)數(shù)據(jù)塊作為其內(nèi)存(后臺(tái)數(shù)據(jù)塊)。傳輸?shù)紽B的參數(shù)和靜態(tài)變量存儲(chǔ)在后臺(tái)數(shù)據(jù)塊中。臨時(shí)變量存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)堆棧中。FB完成后，保存在后臺(tái)數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。但是存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。3)功能(本幣)該功能屬于用戶編程塊，是一種無記憶的邏輯塊。屬于FC的臨時(shí)變量保存在本地?cái)?shù)據(jù)堆棧中。執(zhí)行FC時(shí)，這些數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。為了永久保存數(shù)據(jù)，該函數(shù)還可以使用共享數(shù)據(jù)塊。因?yàn)镕C本身沒有內(nèi)存，所以必須始終給它實(shí)際的參數(shù)。無法將初始值分配給FC的本地?cái)?shù)據(jù)。4)共享數(shù)據(jù)塊(DB)共享數(shù)據(jù)塊不包含STEP7指令，該指令用于存儲(chǔ)所有其他

50、塊都可以訪問的用戶數(shù)據(jù)。也就是說，數(shù)據(jù)塊包含用戶程序使用的可變數(shù)據(jù)。創(chuàng)建共享數(shù)據(jù)塊時(shí)，用戶可以決定數(shù)據(jù)的類型、格式、順序以及存儲(chǔ)在哪個(gè)塊中。3.4 PPI連接西門子提供的MicroWin軟件采用PPI(點(diǎn)對點(diǎn))協(xié)議，只能用于傳輸和調(diào)試PLC程序，源代碼不對外發(fā)布。在現(xiàn)場應(yīng)用中，當(dāng)PLC需要與上位機(jī)通信時(shí)，通常采用自定義協(xié)議與上位機(jī)通信。在這種通信模式下，程序員需要先定義自己的自由通信格式，在PLC中編寫代碼，使用中斷方式控制通信端口的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。這樣PLC的編程和調(diào)試就比較復(fù)雜，占用了PLC的軟件中斷和代碼資源。而且當(dāng)PLC的通訊口定義為自由通訊口時(shí)，PLC的編程軟件無法監(jiān)控PLC，給PL

51、C程序的調(diào)試帶來不便。利用PPI協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信可以大大簡化控制程序的編寫難度。西門子S7-200PLC的編程通訊接口部分固化了PPI通訊協(xié)議。如果上位機(jī)使用編程通訊接口按照PPI協(xié)議讀寫PLC，可以省略編寫自定義模式下PLC的通訊代碼，通過讀寫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制命令的通訊，如下圖所示。(PPI連接)3.5立體停車庫的方案設(shè)計(jì)3.5.1設(shè)計(jì)中使用的說明介紹本設(shè)計(jì)中使用的說明如下:常開指令命令常閉設(shè)置指令復(fù)位指令加載SCR(在段落的開頭)SCR轉(zhuǎn)化SCR的結(jié)尾(段的結(jié)尾)打開延時(shí)定時(shí)器指令梯形圖流程示例以二樓停車和兩列火車為例。圖3-5-1系統(tǒng)初始化，復(fù)位狀態(tài)S0.0，設(shè)置狀態(tài)S0.0，如圖3-5-1所

52、示。初始化狀態(tài)后，系統(tǒng)開始運(yùn)行，如圖3-5-2所示。圖3-5-2此時(shí)，如果車輛托盤沒有停止到位，啟動(dòng)緊急停止開關(guān)，如圖3-5-3所示。圖3-5-3等待10秒鐘，如圖3-5-4所示。圖3-5-4這時(shí)，模式操作開關(guān)輸出，導(dǎo)致狀態(tài)轉(zhuǎn)換，如圖3-5-5所示。圖3-5-5運(yùn)行I0.1輸出的狀態(tài)如圖3-5-6所示。圖3-5-6等待10秒鐘，如圖3-5-7所示。圖3-5-710秒后，急停開關(guān)不輸出，水平原點(diǎn)限位開關(guān)輸出，水平右信號輸出，如圖3-5-8所示。圖3-5-8兩列選擇開關(guān)輸出，一列限位開關(guān)輸出，一層限位開關(guān)輸出，急停開關(guān)不輸出，如圖3-5-9所示。圖3-5-9兩列選擇開關(guān)輸出，但急停開關(guān)不輸出，如圖

53、3-5-10所示。圖3-5-10等待10秒鐘，如圖3-5-11所示。圖3-5-1110秒鐘后，啟動(dòng)托盤垂直向上運(yùn)行信號，如圖3-5-12所示。圖3-5-12兩排限位開關(guān)發(fā)出托盤向前移動(dòng)到達(dá)停車位的信號，如圖3-5-13所示。圖3-5-13這一系列動(dòng)作完成后，托盤復(fù)位，回到水平原點(diǎn)。梯形圖和語句表見附錄。第四章是結(jié)論1.論文摘要。立體停車庫是一種高科技含量的車庫，集現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)于一體。其中升降橫移式立體停車庫具有停車方便、存取速度快、車庫結(jié)構(gòu)靈活、成本低等特點(diǎn)，將成為未來停車庫發(fā)展的主要形式。本文在查閱大量相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對立體停車庫的控制系統(tǒng)進(jìn)行了認(rèn)真而深入的研究。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)

54、計(jì)思想、設(shè)備選型、調(diào)試、安裝和編程?？梢詳喽?，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和各種新技術(shù)的出現(xiàn)，立體停車設(shè)備的研究將會(huì)有廣闊的前景。在如何提高車庫存取效率方面，可以進(jìn)一步研究存取策略，探索更好的策略，或者考慮控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提高車庫應(yīng)對各種復(fù)雜情況的能力。本文試圖對基于PLC的立體停車庫控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)而清晰的介紹和分析。由于時(shí)間關(guān)系和經(jīng)驗(yàn)的不足，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中還存在一些不完善的地方，如控制層和監(jiān)控層的穩(wěn)定性和安全性，實(shí)時(shí)監(jiān)控的發(fā)展方向需要進(jìn)一步探索。此外，如何保證遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中服務(wù)器的安全性也是一個(gè)需要解決的問題。2.感受立體停車庫是一個(gè)新產(chǎn)品，同時(shí)對我來說也是一個(gè)全新的領(lǐng)域。以前PLC的知識只是

55、簡單的用來控制一些電機(jī)，并沒有像這次這樣真正應(yīng)用到實(shí)際研究中。通過查閱大量文獻(xiàn)，大致了解了立體停車庫的類型和工作原理，意識到這方面還有很大的研究空間。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我也收獲頗豐:一是提高了我們的自學(xué)能力，通過查閱資料，參考別人的優(yōu)秀作品，讓我們學(xué)到了很多書本上沒有的知識；然后，我們進(jìn)一步提高了對PLC的理解，從而熟悉STEP7編程。因此，通過對畢業(yè)設(shè)計(jì)的鞏固和學(xué)習(xí)的過程，我不僅對西門子PLCS7-200有了更深入的了解，也通過這次設(shè)計(jì)將我的知識融入到了我的生活中。雖然這個(gè)過程可能有點(diǎn)辛苦，但是辛苦之后的成就感是無法形容的。不可否認(rèn)，PLC有其先進(jìn)的一面，但在人們的日常生活中很少接觸到相關(guān)的東西，

56、只能在工廠生產(chǎn)中更好的發(fā)揮其功能，所以我們所學(xué)的只是皮毛。致謝本次設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，老師們所有的汗水和心血都傾注在我的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)工作中。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識，無私的奉獻(xiàn)精神深深地激勵(lì)著我。從我尊敬的導(dǎo)師那里，我不僅學(xué)到了扎實(shí)廣博的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。在此，向?qū)煴硎居芍缘母袆?dòng)和深深的敬意。在多年的學(xué)習(xí)和生活中，我也得到了許多學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、教研室領(lǐng)導(dǎo)和老師的熱情關(guān)懷和幫助。在我的日常學(xué)習(xí)和生活中，班主任和所有的老師都給了我很大的幫助。我也想感受一下我的父母，他們在我的學(xué)習(xí)上給了我很大的鼓勵(lì)，關(guān)心和支持。最后，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)、朋友們表示衷

57、心的祝福！我由衷地感受到，在百忙之中，審核我的設(shè)計(jì)并參與答辯的老師們！考證1易大成，汽車停車場自動(dòng)控制系統(tǒng)J，電子電路制造，2003年第7期；2易綱，袁，董，單片機(jī)原理及應(yīng)用M，高等教育，2004年1月，第一版；3康，鄒壽斌，電子技術(shù)基礎(chǔ)_數(shù)字部分M，高等教育，1998年7月；4周建，單片機(jī)簡易入門，:航空航天大學(xué)，2004；5徐偉，C51單片機(jī)高效入門，機(jī)械工業(yè)，2007；6超青，單片機(jī)原理與接口技術(shù)M，航空航天大學(xué)，1998；7王行芝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)M，:航空航天大學(xué)，1999；8何偉民，低功耗單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)M，航空航天大學(xué)，2004；9何立民，單片機(jī)高級教程M，航空航天大學(xué)，2

58、000；10柯勤，于，非接觸式光纖聲發(fā)射傳感器的設(shè)計(jì)J，自動(dòng)化儀表，1999 .11傅，關(guān)景泰，立體車庫發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2005 .12中國重型機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)停車設(shè)備管理委員會(huì)，機(jī)械立體車庫，海洋、2001;13任伯森等，機(jī)械式立體車庫。海洋，2001年14中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部，機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械式停車設(shè)備的種類、型式和基本參數(shù)，1998年；15機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、，機(jī)械工業(yè)，2004；16春雷。電動(dòng)機(jī)的選擇、安裝和故障排除，中國電力，2007年；17王三民，機(jī)械原理與設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)，2007；18宋滿華等，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，機(jī)械與電子，2001；19程，PLC原理與編程案例分析，國

59、防工業(yè)，2007；20董海森，機(jī)械工程測試技術(shù)的學(xué)習(xí)與輔導(dǎo)M，中國計(jì)量，2004；21梁左，肖定國，機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集M，機(jī)械工業(yè)，1992；22王正峰，等.測試技術(shù)基礎(chǔ)M.，大學(xué)，2007；23馮，測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)課M，大學(xué)，2007；24王伯雄，工程測試技術(shù)M，清華大學(xué)，2006；25洪建，檢測與控制儀器學(xué)習(xí)指南M，化學(xué)工業(yè)，2006；26龍暢，顏，辛征，控制電機(jī)，電子科技大學(xué)，2000；27法海，王艷，機(jī)電與拖動(dòng)基礎(chǔ)，第2版，清華大學(xué)，1994；28王國良，機(jī)電，機(jī)械工業(yè)，2001；S30S0.0S30S0.0稀有S0.0教員公用室S0.0順序控制繼電器轉(zhuǎn)換I1.0S1.0螺絲教員公

60、用室S1.0SM0.1附錄:梯形圖和語句表1網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)I2.0I1.0I0.4I0.1S1.76網(wǎng)絡(luò)順序控制繼電器轉(zhuǎn)換7網(wǎng)絡(luò)I2.1I1.0I0.4I0.1S3.2順序控制繼電器轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)1LD SM0.1R S0.0，30S0.0，1網(wǎng)絡(luò)2LSCR S0.0網(wǎng)絡(luò)3LD I0.0SCRT S1.0網(wǎng)絡(luò)4螺絲網(wǎng)絡(luò)5LSCR S1.0網(wǎng)絡(luò)6LD I2.0A I1.0A I0.4一個(gè)10.1SCRT S1.7網(wǎng)絡(luò)7LD I2.1A I1.0A I0.4一個(gè)10.1SCRT S3.2一個(gè)5網(wǎng)絡(luò)4網(wǎng)絡(luò)3網(wǎng)絡(luò)螺絲教員公用室S2.0以噸計(jì)PT 100msSM0.1I0.1T43100ST43I0.1I0.2Q