【正文】 的生存空間卻越來越小，于是出現了要利用空間的理念，城市中開始建設立體建筑、立體交通和立體停車。作為現代大都市的標志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網，汽車的住宅停車場也有了長足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡單的機械車庫向計算機管理高度自動化的現代立體停車演變，成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進入家庭，城市動態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提高，給停車產業(yè)提供了前所未有發(fā)展機遇，停車產業(yè)市場前景廣闊。 作為現代大都市的標志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 緒論2共識。目前我國經濟正處在高速發(fā)展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進入家庭的步伐正在加快，停車產業(yè)市場前景廣闊。機械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產業(yè)發(fā)展的必由之路。機械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉。應該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風設施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設立機械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。 研究現狀早在 50 多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現了針對家庭使用的雙層停車設備；利用住宅空地建起 2～4 層升降橫移停車設備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設地下車庫。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達國家在停車技術領域的研究處于世界領先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車業(yè)也通過引進移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術和出口產品。我國機械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從 80 年代中期開始，90 年代開始引進和生產停車設備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。我國的立體車庫類型包括升降橫移式，垂直循環(huán)式，垂直提升式，巷道堆垛式等，其中升降橫移式采用模塊化設計，每單元可設計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機進行存取，因此對堆垛機的技術要求較高，單臺堆垛機成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數需要較多的客戶使用。垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機的兩側布置車位，一般地面需一個汽車旋轉臺，可省去司機調頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（幾十米），對設備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地卻最小。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 緒論3 設計任務本次畢業(yè)設計就是基于 PLC 技術，設計一個停車控制系統(tǒng)設計。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，停車難的問題越來越突出，為其設計一個簡單實用功能齊全且便于控制的立體車庫控制系統(tǒng)。選擇和設計出使用升降橫移式立體車庫的具體結構和材料。包括橫移式結構的設計，載車板的設計，安全防護機構的設計，在分析目前立體車庫常用的傳動系統(tǒng)基礎上，確定本車庫的機械系統(tǒng)傳統(tǒng)方案。針對立體車庫的功能要求，要做出控制系統(tǒng)的詳細方案。本次設計包括軟件設計和硬件設計，熟悉停車控制系統(tǒng)的基本控制原則，完善停車控制系統(tǒng)，實現硬件連接電路設計并編寫出程序，初步達到現實應用的目的。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） PLC 概述42 PLC 概述 PLC 的發(fā)展歷程在工業(yè)生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現的。1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（PC） 。1969 年美國的 DEC 公司研制成功了世界第一臺 PLC。1971 年日本從美國引進了 PLC 技術加以消化，由日本公司研制成功了日本的第一臺 PLC。從 70 年代初開始，不到三十年時間里，PLC 生產發(fā)展成了一個巨大的產業(yè)，據不完全統(tǒng)計，現在世界上生產 PLC 及其網絡的廠家有二百多家，生產大約有 400 多個品種的PLC 產品。其中在美國注冊的廠超過 100 家，生產大約二百個品種；日本有60～70 家 PLC 廠商，也生產 200 多個品種的 PLC 產品；在歐洲注冊的也有幾十家，生產幾十個品種的 PLC 產品 PLC 產品的產量、銷量及用量在所有工業(yè)控制裝置中居首位，市場對其需求仍在穩(wěn)步上升。進入二十世紀九十年代以來，全世界 PLC年銷售額以達百億美元而且一直保持 15%的年增長的勢頭。上世紀 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為 30～40%。在這時期，PLC 在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。PLC 具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC 在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，可以預料：在工業(yè)控制領域中，PLC 控制技術的應用必將形成世界潮流。PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會（IEC）頒布了對 PLC 的規(guī)定：可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） PLC 概述5設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。PLC 程序既有生產廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應用程序，系統(tǒng)程序提供運行平臺，同時，還為 PLC 程序可靠運行及信息與信息轉換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設計。 PLC 的結構PLC 的硬件主要由中央處理器（CPU） 、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。其中，CPU 是 PLC 的核心，輸入單元與輸出單元是連接現場輸入/輸出設備與 CPU 之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計算機等外設連接。對于整體式 PLC，所有部件都裝在同一機殼內，其組成框圖如圖 所示；對于模塊式 PLC，各部件獨立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機架或導軌上，其組成框圖如圖 所示。無論是哪種結構類型的 PLC，都可根據用戶需要進行配置與組合。圖 整體式 PLC 組成框圖河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） PLC 概述6圖 模塊式 PLC 組成框圖1．中央處理單元（CPU）同一般的微機一樣，CPU 是 PLC 的核心。PLC 中所配置的 CPU 隨機型不同而不同，常用有三類：通用微處理器（如 Z80、80880286 等） 、單片微處理器（如 8038096 等）和位片式微處理器(如 AMD29W 等) 。小型 PLC 大多采用 8位通用微處理器和單片微處理器；中型 PLC 大多采用 16 位通用微處理器或單片微處理器；大型 PLC 大多采用高速位片式微處理器。目前，小型 PLC 為單 CPU 系統(tǒng)，而中、大型 PLC 則大多為雙 CPU 系統(tǒng)，甚至有些 PLC 中多達 8 個 CPU。對于雙 CPU 系統(tǒng)，一般一個為字處理器，一般采用 8位或 16 位處理器；另一個為位處理器，采用由各廠家設計制造的專用芯片。字處理器為主處理器，用于執(zhí)行編程器接口功能，監(jiān)視內部定時器，監(jiān)視掃描時間，處理字節(jié)指令以及對系統(tǒng)總線和位處理器進行控制等。位處理器為從處理器，主要用于處理位操作指令和實現 PLC 編程語言向機器語言的轉換。位處理器的采用,提高了 PLC 的速度，使 PLC 更好地滿足實時控制要求。在 PLC 中 CPU 按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮 PLC 有條不紊地進行工作，歸納起來主要有以下幾個方面：(1)接收從編程器輸入的用戶程序和數據。(2)診斷電源、PLC 內部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。(3)通過輸入接口接收現場的狀態(tài)或數據，并存入輸入映象寄有器或數據寄存器中。(4)從存儲器逐條讀取用戶程序，經過解釋后執(zhí)行。(5)根據執(zhí)行的結果，更新有關標志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內容，通過輸出單元實現輸出控制。有些 PLC 還具有制表打印或數據通信等功能。2．存儲器河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） PLC 概述7存儲器主要有兩種：一種是可讀/寫操作的隨機存儲器 RAM，另一種是只讀存儲器 ROM、PROM 、EPROM 和 EEPROM。在 PLC 中，存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數據。系統(tǒng)程序是由 PLC 的制造廠家編寫的，和 PLC 的硬件組成有關，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調用管理、邏輯運算、通信及各種參數設定等功能，提供 PLC 運行的平臺。系統(tǒng)程序關系到 PLC 的性能，而且在 PLC 使用過程中不會變動，所以是由制造廠家直接固化在只讀存儲器 ROM、PROM 或 EPROM 中，用戶不能訪問和修改。用戶程序是隨 PLC 的控制對象而定的，由用戶根據對象生產工藝的控制要求而編制的應用程序。為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于 CMOS 靜態(tài)RAM 中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時不會丟失信息。為了防止干擾對RAM 中程序的破壞，當用戶程序經過運行正常，不需要改變，可將其固化在只讀存儲器 EPROM 中。現在有許多 PLC 直接采用 EEPROM 作為用戶存儲器。工作數據是 PLC 運行過程中經常變化、經常存取的一些數據。存放在 RAM 中，以適應隨機存取的要求。在 PLC 的工作數據存儲器中，設有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數器等邏輯器件的存儲區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設置和運行情況而確定的。根據需要，部分數據在掉電時用后備電池維持其現有的狀態(tài)，這部分在掉電時可保存數據的存儲區(qū)域稱為保持數據區(qū)。由于系統(tǒng)程序及工作數據與用戶無直接聯系，所以在 PLC 產品樣本或使用手冊中所列存儲器的形式及容量是指用戶程序存儲器。當 PLC 提供的用戶存儲器容量不夠用，許多 PLC 還提供有存儲器擴展功能。3．輸入/輸出單元輸入/輸出單元通常也稱 I/O 單元或 I/O 模塊，是 PLC 與工業(yè)生產現場之間的連接部件。PLC 通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數據，以這些數據作為PLC 對被控制對象進行控制的依據；同時 PLC 又通過輸出接口將處理結果送給被控制對象，以實現控制目的。由于外部輸入設備和輸出設備所需的信號電平是多種多樣的，而 PLC 內部CPU 的處理的信息只能是標準電平，所以 I/O 接口要實現這種轉換。I/O 接口一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高 PLC 的抗干擾能力。另外，I/O 接口上通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護。PLC 提供了多種操作電平和驅動能力的 I/O 接口，有各種各樣功能的 I/O 接口供用戶選用。I/O 接口的主要類型有：數字量（開關量）輸入、數字量（開關量）輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等。常用的開關量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型：直流輸入接口、交河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） PLC 概述8流輸入接口和交/直流輸入接口，其基本原理電路如圖 所示。圖 開關量輸入接口a）直流輸入 b）交流輸入 c）交/直流輸入常用的開關量輸出接口按輸出開關器件不同有三種類型：是繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出，其基本原理電路如圖 所示。繼電器輸出接口可驅動交流或直流負載，但其響應時間長，動作頻率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應速度快，動作頻率高，但前者只能用于驅動直流負載，后者只能用于交流負載。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） PLC 概述