【正文】 據(jù)設(shè)計(jì)方法的不同，有以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)、以IPC(工業(yè)PC機(jī)或稱工業(yè)控制計(jì)算機(jī))為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和以PLC(可編程控制器)為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。(一)單片機(jī)控制系統(tǒng) 以單片機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)小型、價(jià)格低廉，廣泛應(yīng)用于智能儀器、儀表、及小規(guī)模的控制系統(tǒng)上。 由于它的硬件電路和軟件都要單獨(dú)設(shè)計(jì)，不能充分利用普通PC機(jī)提供的各種軟硬件資源，對(duì)設(shè)計(jì)人員要求較高。因此產(chǎn)品通常沒(méi)有通用性，目前在工控(即工業(yè)控制)領(lǐng)域應(yīng)用最多的是各種智能儀器顯示調(diào)節(jié)儀表和智能傳送器。(二)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(IPC ) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱工控機(jī))是一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的專用計(jì)算機(jī)，它能將生產(chǎn)的過(guò)程和管理調(diào)度相結(jié)合，從而使工業(yè)在就地控制加集中控制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步向自動(dòng)化方向發(fā)展。工控機(jī)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件由主機(jī)板、外部總線、內(nèi)部總線、人機(jī)接口、通訊接口等組成。軟件包括系統(tǒng)軟件、支持軟件和應(yīng)用軟件。硬件組成如圖21所示:外部總線內(nèi)部總線主機(jī)板人機(jī)一接口系統(tǒng)支持磁盤系統(tǒng)通信接口模擬量輸入通道（AI）模擬量輸出通道（AO）數(shù)字量輸入通道（DI）數(shù)字量輸出通道（DO）圖21 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的硬件組成結(jié)構(gòu) 升降橫移立體車庫(kù)車位結(jié)構(gòu)為N*M二維矩陣形式，可設(shè)計(jì)為多層、多列，車庫(kù)提供的總車位容量為:P=N*M一(N一1)…… 其中:N為二維矩陣的行，即車庫(kù)的層數(shù) M為二維矩陣的列，即車庫(kù)的列數(shù) 由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時(shí)間的限制，一般為24層(國(guó)家規(guī)定最高為4層)，以2, 3層者居多，可根據(jù)泊車的多少?zèng)Q定停車庫(kù)的規(guī)模。假如要設(shè)計(jì)一座能提供50車位的4層升降橫移式立體車庫(kù)。由公式21可知，N=4, P=50則M=14，即設(shè)計(jì)4x14立體車庫(kù)完全可滿足要求。車庫(kù)可設(shè)在地上，也可設(shè)在地下，或一半設(shè)在地下一半設(shè)在地上。其鋼結(jié)構(gòu)框架按一定規(guī)格的分格單元進(jìn)行組合，可縱向延伸、分段集中控制，也可橫向并列，分排單獨(dú)控制。車庫(kù)組合布置的不同形式可適應(yīng)不同場(chǎng)地條件的需要，配置非常靈活。圖22為3X3升降橫移立體車庫(kù)運(yùn)動(dòng)原理圖。升降橫移停車庫(kù)利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道，實(shí)現(xiàn)高層車位升降存取車輛，全部邏輯過(guò)程均由PLC進(jìn)行控制。 圖22 3*3升降橫移式立體車庫(kù)運(yùn)動(dòng)原理圖 地面上布置的升降橫移立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:底層只能平移，頂層只能升降，中間層既可平移又可升降。除頂層和底層外，中間層必須預(yù)留一個(gè)空車位，供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)中間層車位要存取車時(shí)，無(wú)需移動(dòng)其它托盤就可直接進(jìn)出車。底層、頂層進(jìn)出車時(shí)，先要判斷其對(duì)應(yīng)的上下方位置是否為空，不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到對(duì)應(yīng)位置為空才可進(jìn)行上升下降和進(jìn)出車動(dòng)作，進(jìn)出車后托盤再回到原位置。其運(yùn)動(dòng)總原則是:升降平移復(fù)位，地下布置、半地上半地下布置車庫(kù)的結(jié)構(gòu)與此類似。 如圖23所示，第一層和第三層都有三個(gè)停車位，第二層有一個(gè)空位。 假如停車庫(kù)的狀態(tài)如圖(d)所示，現(xiàn)在要把車停放到A31停車位上，則首先應(yīng)將A31停車位下的車位移開，即將A21,向右移，如圖(a)，最后將A31降至底層，如圖(b)，車停到A31上，然后托盤復(fù)位，如圖(d)。圖23為停車全過(guò)程的運(yùn)動(dòng)示意圖，同樣N層M排的存取車原理相同。（b）A33A32（a）A33A32A31A31A21A21A22圖23三層升降橫移式立體車庫(kù)運(yùn)動(dòng)示意圖（d）（c）A22A33A32A11A21A31A22A11A11A33A31A11A12A13A13A12A32A21A13A13A12A22A12 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的組成立體車庫(kù)控制系統(tǒng)由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和下位機(jī)PLC控制系統(tǒng)組，圖24為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖?？刂葡到y(tǒng)由“上級(jí)總線機(jī)或網(wǎng)絡(luò)(可選)+上位機(jī)+PLC+現(xiàn)場(chǎng)操作機(jī)構(gòu)”構(gòu)成，上級(jí)總線控制或網(wǎng)絡(luò)上位總控機(jī)打印機(jī)LED顯示操作器影響設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)收款機(jī)PLC光、電傳感器、限位開關(guān)、控制按鈕、安全掛鉤等電機(jī)、繼電器、接觸器、指示燈、安全裝置等檢測(cè)控制以PLC機(jī)為核心，配備有打印機(jī)、音效設(shè)備、收款機(jī)、顯示器等。上級(jí)總線控制機(jī)或網(wǎng)絡(luò)、操作器、觸摸屏、IC卡磁卡機(jī)都是可選部分，為進(jìn)一步開發(fā)內(nèi)容，可根據(jù)車庫(kù)規(guī)模以及實(shí)際情況合理選用。例如多個(gè)3X3單元組合車庫(kù)，我們可以用一個(gè)PLC控制一個(gè)車庫(kù)單元，多個(gè)PLC共同構(gòu)成多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)。如果車庫(kù)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(jī)實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)控制。 圖24控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 組態(tài)軟件的概念最早來(lái)自英文configuration，其含義是使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)，以滿足使用的要求。一般英文簡(jiǎn)稱有三種，分別為HMI/MMI/SCADA，對(duì)應(yīng)全稱為Human and Machine Interface/Man and Machine Interface/Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻譯為:人機(jī)界面/監(jiān)視控制/數(shù)據(jù)采集軟件。 目前在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較廣的組態(tài)軟件有國(guó)外Wonderware公司的工nTouch軟件、Intellution公司的Fix組態(tài)軟件、CiT公司的Citech、國(guó)內(nèi)的組態(tài)王和MCGS等。InTouch, Fix, Citech是最早出現(xiàn)的組態(tài)軟件，它們能提供強(qiáng)大的組態(tài)功能，但是其不具有通用性，比如lnTouch提供了豐富的圖庫(kù)，但是驅(qū)動(dòng)程序通信性能較差。FiX的OPC組件和驅(qū)動(dòng)程序需要單獨(dú)購(gòu)買，不具有兼容性。Citech具有簡(jiǎn)潔的操作方式，但它提供進(jìn)行二次開發(fā)的腳本語(yǔ)言類似C語(yǔ)言，其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶，這無(wú)疑為用戶進(jìn)行二次開發(fā)增加了難度。另外價(jià)格貴也是國(guó)外組態(tài)軟件的另一大缺點(diǎn)。組態(tài)王和MCGS提供資源管理器式的操作主界面，提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持，價(jià)格也低，因此目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多。 本監(jiān)控系統(tǒng)采集控制軟件選用中國(guó)本土軟件廠商北京亞控科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的，國(guó)內(nèi)最早的商用組態(tài)軟件“組態(tài)王”。截止到2009年底，“組態(tài)王”已在國(guó)內(nèi)裝機(jī)量有10萬(wàn)套，成功地應(yīng)用于我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的各行各業(yè)，例如石油、化工、電力、冶金、造紙、橡膠、環(huán)保、機(jī)械制造等等，在中國(guó)使用的監(jiān)控軟件中，組態(tài)王擁有國(guó)內(nèi)最多的用戶。下面介紹組態(tài)王通用強(qiáng)大的功能 用組態(tài)軟件構(gòu)造“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”的好處之一就是能大大縮短開發(fā)時(shí)間，并能保證系統(tǒng)的質(zhì)量。能快速便捷地進(jìn)行圖形維護(hù)和數(shù)據(jù)采集是此類系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)。組態(tài)王正是提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計(jì)的工具。 設(shè)計(jì)者利用系統(tǒng)提供的圖庫(kù)，可以輕松構(gòu)造自己需要的圖形。 。充分利用這些特性，用戶可以設(shè)計(jì)出更容易被接受和使用的人機(jī)界面。 設(shè)計(jì)者在數(shù)據(jù)庫(kù)中定義過(guò)程參數(shù)和其他變量。變量的類型有：內(nèi)存離散變量?jī)?nèi)存整數(shù)變量?jī)?nèi)存實(shí)數(shù)變量?jī)?nèi)存字符串變量I/O離散變量I/O整數(shù)變量I/O實(shí)數(shù)變量I/O字符串變量結(jié)構(gòu)變量其中，IO變量用于和外部采集元件連接，也用于和其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)。內(nèi)存變量主要用來(lái)存放中間結(jié)果。組態(tài)王在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中維護(hù)一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中存放所有變量的最新數(shù)據(jù)。通過(guò)檢測(cè)變量值的變化，組態(tài)王改變圖形對(duì)象的狀態(tài)并跟蹤報(bào)警的發(fā)生。 利用組態(tài)王可以快速構(gòu)造一個(gè)完善的“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，但是每個(gè)工程系統(tǒng)又具有特殊性，需要一些細(xì)致的調(diào)整和擴(kuò)充的功能。組態(tài)王命令語(yǔ)言是集成在組態(tài)王系統(tǒng)內(nèi)部的簡(jiǎn)便、但功能強(qiáng)大的編程語(yǔ)言。它的作用就在于擴(kuò)充應(yīng)用系統(tǒng)的功能，以及對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行最精確的控制。對(duì)于可能有不同類型的用戶共同使用的大型復(fù)雜應(yīng)用，必須解決好授權(quán)與安全性的問(wèn)題，系統(tǒng)必須能夠依據(jù)用戶的使用權(quán)限允許或禁止其對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。8. 強(qiáng)大的通訊能力組態(tài)王目前能連接PLC、智能儀表、板卡、模塊、變頻器等幾百種外部設(shè)備。支持設(shè)備之多之廣可與國(guó)外優(yōu)秀同類軟件相媲美。組態(tài)王通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序和這些工控設(shè)備通訊，所有的驅(qū)動(dòng)程序存在于一張光盤上，在用戶購(gòu)買組態(tài)王時(shí)作為附件免費(fèi)提供。組態(tài)王的大部分驅(qū)動(dòng)程序采用組件(COM)技術(shù)，使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。這種方式既保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)能夠達(dá)到很大的規(guī)模。組態(tài)王同時(shí)保留了DDE通訊方式。這種通訊方式在早期的Windows版本中有比較廣泛的應(yīng)用。一些應(yīng)用軟件需要通過(guò)這種方式和組態(tài)王通訊。組態(tài)王支持OPC協(xié)議，即可以作為OPC服務(wù)器，也可作為OPC客戶。9. 先進(jìn)的報(bào)警和事件管理完善的“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”應(yīng)當(dāng)能檢測(cè)到非正常狀態(tài)的發(fā)生，并將報(bào)警信息按照正確的順序登錄到數(shù)據(jù)庫(kù)，并且不能丟失任何數(shù)據(jù)，以便事后對(duì)它們進(jìn)行分析。組態(tài)王是通過(guò)報(bào)警和事件這兩種情形來(lái)通知操作人員過(guò)程的活動(dòng)情況。組態(tài)王的事件驅(qū)動(dòng)的報(bào)警方式和緊湊高效的結(jié)構(gòu)使得報(bào)警信息可以被完整地記錄，即使突然發(fā)生大量的報(bào)警也不會(huì)遺漏。報(bào)警是過(guò)程狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)發(fā)生的警告，同時(shí)要求操作人員做出響應(yīng)。組態(tài)王報(bào)警系統(tǒng)全新改版，具有方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。組態(tài)王分布式報(bào)警管理提供多種報(bào)警管理功能。包括：基于事件的報(bào)警、報(bào)警分組管理、報(bào)警優(yōu)先級(jí)、報(bào)警過(guò)濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念等功能，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程報(bào)警管理。事件說(shuō)明了系統(tǒng)的正常狀態(tài)信息，不要求操作人員響應(yīng)。除報(bào)警事件外，組態(tài)王還可以記錄應(yīng)用程序事件和操作員操作信息。報(bào)警和事件具有多種輸出方式：文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、打印機(jī)和報(bào)警窗。10. 廣泛的數(shù)據(jù)獲取和處理一般地，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)完成自動(dòng)控制的功能，保證工廠的運(yùn)行，但它難于讓工廠操作和管理人員看到生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際運(yùn)行狀況。組態(tài)王能夠很好地解決這一問(wèn)題，它將數(shù)據(jù)從不同的數(shù)據(jù)源取過(guò)來(lái)，并直觀、形象地顯示出來(lái)，供操作和管理人員操作和分析。在組態(tài)王的開放式結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)可以與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)，如IO驅(qū)動(dòng)程序，ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)，OPC服務(wù)器，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）， ActiveX控件等，同時(shí)可以將數(shù)據(jù)以趨勢(shì)曲線、報(bào)表等形式顯示出來(lái)。11. 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和冗余功能，可運(yùn)行在基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)上，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)上、下位機(jī)以及更高層次的廠級(jí)連網(wǎng)，另外，隨著您網(wǎng)絡(luò)的無(wú)限蔓延，組態(tài)王的Internet功能可以使您的數(shù)據(jù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)暢通無(wú)阻。組態(tài)王每一臺(tái)數(shù)據(jù)采集站從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)，可以被網(wǎng)絡(luò)上的所有其他站點(diǎn)直接訪問(wèn)，同時(shí)支持分布式網(wǎng)絡(luò)報(bào)警、分布式歷史數(shù)據(jù)庫(kù)等，功能強(qiáng)大，穩(wěn)定可靠。組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)是一種基于分布式處理的柔性結(jié)構(gòu)。在一個(gè)分布的系統(tǒng)上，可以將整個(gè)應(yīng)用程序分配給多個(gè)服務(wù)器，這樣可以提高項(xiàng)目的整體容量結(jié)構(gòu)并改善系統(tǒng)的性能。組態(tài)王是一個(gè)可以根據(jù)您的應(yīng)用程序的需要，非常靈活地進(jìn)行配置的產(chǎn)品。硬件：奔騰PIII 500以上IBM PC 或兼容機(jī)內(nèi)存：最少64MB，推薦128MB顯示器：VGA、SVGA或支持桌面操作系統(tǒng)的任何圖形適配器。要求最少顯示256色鼠標(biāo)：任何PC兼容鼠標(biāo)通訊：RS232C并行口：用于插入組態(tài)王加密鎖操作系統(tǒng)：Win2000/(補(bǔ)丁6)/Win XP簡(jiǎn)體中文版第三章 PLC的研究及在車庫(kù)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用可編程控制器(英文為Programmable Controller，簡(jiǎn)稱PC)，它最初稱為可編程邏輯控制器(Programming Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC)，在1980年正式命名為可編程控制器(簡(jiǎn)稱PC)，但是由于PC常常用來(lái)稱呼個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)，為了避免混淆，因此仍常用PLC來(lái)表示可編程控制器。1980年，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA National Electrical ManufacturesAssociation)定義了可編程控制器PLC: PLC是一種數(shù)字式電子裝置，它使用了可編程的記憶體存儲(chǔ)指令，用于諸如邏輯、順序、實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)及演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊，來(lái)控制各種機(jī)械或者工作程序。國(guó)際電工委員會(huì)(International Electro Technical Commission)在1985年頒布的可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第二稿修改的基礎(chǔ)上，于1987年2月進(jìn)一步完善了PLC的定義，也就是目前被大家認(rèn)同并且所接受的定義:可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)執(zhí)行內(nèi)部的邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)或算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P(guān)的外圍設(shè)備，都是按照易與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充的原則而設(shè)計(jì)。