【正文】 結(jié)合本課題巷道式立體車庫的要求，本文選用更具智能化、開發(fā)周期短、抗干擾能力強(qiáng)的可編程控制器（ PLC）來設(shè)計(jì)終端控制系統(tǒng)。 (4)控制外圍設(shè)備，例如：停車指示燈、車庫大門擋桿、車位擋桿、系統(tǒng)緊急停止按 鈕等一些輔助設(shè)施的控制； (5)與人機(jī)交互單片機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信部分的功能實(shí)現(xiàn)，以保證所傳信息的快速、準(zhǔn)確，其中 S7300 與人機(jī)交互單片機(jī)經(jīng)由 CP340 串行通信模塊實(shí)現(xiàn)。 PLC 控制系統(tǒng)主要以可編程控制器 (PLC)為核心，配有存取車指示燈、載車板運(yùn)動(dòng)限位的接近開關(guān)和防止超程運(yùn) 行的限位開關(guān)，還配有曳引電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、指示燈以及相關(guān)的電氣連接，控制電機(jī)通斷電的接觸器組、繼電器組，控制曳引電機(jī)的速度調(diào)節(jié)的變頻器，以及采集曳引電機(jī)速度的光電編碼器，此編碼器還可以精確地控制電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，使得主曳引電機(jī)的定位更加精準(zhǔn)和安全，這樣載車板可以與地面以接近零的誤差保持在同一個(gè)平面上，方便了車主存取車，同時(shí)增強(qiáng)了車庫設(shè)備所提供服務(wù)的人性化。 變頻器選用西門子產(chǎn)品中的 MICROMASTER 440，與 S7300 PLC 能夠達(dá)到很大的兼容性，方便了對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這樣更加縮短了整個(gè)開發(fā)周期，并且在使用中保證了其在工作中與 S7300 PLC 信息交換的可靠性安全性。 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 20 本章小結(jié) 本章主要通過對(duì)立體車庫的基本結(jié)構(gòu)框架、車庫運(yùn)行原理和 PLC 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)分別進(jìn)行了介紹。在 S7300 中，采取的結(jié)構(gòu)是將程序分成若干個(gè)部分，這些各自具有特定功能的部分稱之為 “ 塊 ” ，其為程序的核心部分，包括用戶塊和系統(tǒng)塊。一個(gè)功能塊可以有很多背景數(shù)據(jù)塊，使功能塊用于不同的被控對(duì)象。 程序編譯方式 一般 S7300 程序編譯有三種： 程。 而本文采用的是模塊化編程，其工作原理是用戶通過組織塊 OB1 編譯相應(yīng)的程序來決定什么時(shí)候該用哪個(gè)對(duì)應(yīng)的塊，這樣結(jié)構(gòu)清晰，也便于后期軟件的升級(jí)和維 護(hù)。其中軟件設(shè)計(jì)流程如圖 所示： 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 23 S7300 程序軟件編程 絕對(duì)編碼器 圖 PLC 軟件設(shè)計(jì)過程 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24 絕對(duì)編碼器的特點(diǎn)是軸對(duì)應(yīng)的每一個(gè)角度位置都可以有唯一的碼序列對(duì)應(yīng)輸出，即使沒有電源供應(yīng)也可以測(cè)量到位置變化，在上電以后就可以將角度位置傳送給上一級(jí)控制系統(tǒng)。 (3)通過外部觸發(fā)從而進(jìn)行智能地清零，此過程的編碼器一定要是帶有一定智能化的編碼器，通過外部的設(shè)置置位功能，例如：附帶的按鍵智能化外部置零或是通過自身的軟件功能進(jìn)行清零。 由于我們只需要知道所控制對(duì)象的在一定情況下所處的位置，所以本系統(tǒng)編碼器選用的是一類編碼器，在正常運(yùn)行下，該類編碼器通過兩個(gè)字進(jìn)行位置信息的傳輸 (該系統(tǒng)所選編碼器是多圈 )。 MM440 支持 PP01PP04 這四 種模式類型，其中各個(gè)模式類型中涉及到的控制字作用如下圖 所示，本系統(tǒng)選用 PP01 模式類型。 通常 S7300 通過系統(tǒng)功能 SFC14 與 SFC15 對(duì) MM440 變頻器的實(shí)現(xiàn)信息交換。 圖 軟件編程各個(gè)模塊 它們之間的關(guān)系如下圖所示： 圖 各個(gè)模塊之間的關(guān)系 首先介紹作為組織塊 OB1 的編程思路：最為整個(gè)程序組織塊，它控制著整個(gè)程序的邏輯思想、相應(yīng)功能的調(diào)用以及相關(guān)數(shù)據(jù)塊的處理。首先是變頻器和編碼器構(gòu)成的調(diào)速控制系統(tǒng)，再是處 于輔助地位的接近開關(guān)位置感應(yīng)控制系統(tǒng)。而只需要進(jìn)行大門擋桿、載車列擋桿、存取車指示燈的相應(yīng)控制即可。 圖 CA 區(qū)第一列第一層載車板存取車 /復(fù)位 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 29 圖 CA 區(qū)第一列第二層載車板存取車 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 30 圖 CA 區(qū)第一列第三層載車板存取車 以上的功能程序是也即上面所述提到的具有代表性的三類，其中對(duì)第二層和第三層存取車 /復(fù)位，注意的是由于其涉及到主曳引電機(jī)的動(dòng)作，其中主曳引電機(jī)通過對(duì)應(yīng)的減速機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出，并且通過固定在低速端絕對(duì)編碼器將電機(jī)軸的位置信息收集傳給， PLC 通過設(shè)定好的位置信息進(jìn)行對(duì)比，如果是對(duì)應(yīng)的換速的位置點(diǎn)， PLC 將控制對(duì)應(yīng)的變頻器進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速 ，從而實(shí)現(xiàn)載車板運(yùn)行的平穩(wěn)和定位的精確。但也不能就徹底忽略了外電強(qiáng)電磁的干擾，我們還應(yīng)當(dāng)在編寫程序時(shí)加入對(duì)應(yīng)的功能塊，比如：電源故障組織塊 OB81,擴(kuò)展機(jī)架或是 DP 主站系統(tǒng)組織塊 OB86，通訊故障組織塊 OB88， I/O 訪問故障組織塊 OB121 等。還有我們?cè)谠O(shè)計(jì)輸入輸出信號(hào)時(shí)，在干擾無法排除時(shí)，我們可以通過延時(shí)手段讓系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的采集和發(fā)送有個(gè)時(shí)間的緩沖，以保證信號(hào)處理的正確，減少程序的不可靠性。 軟件開發(fā)工具簡(jiǎn)介 軟件實(shí)現(xiàn)平臺(tái) 本部分主要考慮到整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn) 上位機(jī)到下位機(jī)之間的通信，并且動(dòng)作指令的實(shí)現(xiàn)須實(shí)時(shí)控制，以及整個(gè)應(yīng)用程序開發(fā)周期較短，故采用開發(fā)windows 應(yīng)用程序最迅速、最簡(jiǎn)捷的 Delphi 作為開發(fā)工具 Delphi 是 Borland 公司研制的新一代可視化開發(fā)工具，可在 Windows XP Windows Vista 等環(huán)境下使用?？梢哉f Delphi 同時(shí)兼?zhèn)淞?VC功能強(qiáng)大和 VB 簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)。 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫使用 該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫使用目前世界上最為穩(wěn)定、最安全、適合超大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的oracle 數(shù)據(jù)庫， oracle 作為領(lǐng)域內(nèi)最優(yōu)秀的產(chǎn)品，具有如下其他系統(tǒng)無可比擬的特點(diǎn)： (1) 以來引入了共享 SQL 和多線索服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。 (3)支持大量多媒體數(shù)據(jù)，如二進(jìn)制圖形、聲音、動(dòng)畫以及多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等?？赏ㄟ^網(wǎng)絡(luò)較方便地讀寫遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)，并有對(duì)稱復(fù)制的技術(shù)。 經(jīng)上述分析，在車庫車位信息管理模塊和車位操作模擬管理系統(tǒng)程序 設(shè)計(jì)時(shí)，用 oracle 作為創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫源， ActiveX 作為標(biāo)準(zhǔn)控件， Delphi 作為軟件開發(fā)平臺(tái)，編寫了軟件。 其中系統(tǒng)操作模塊的主要功能用戶管理如圖 圖 用戶管理功能界面 在該界面可以完成用戶的添加、刪除、密碼修改等賬戶相關(guān)操作，不同的用戶權(quán)限在登錄系統(tǒng)后有不同的操作限制。在存車或預(yù)定存車之前，必須先登錄車輛信息到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，否則不予入存和預(yù)定操作，這樣是為了保證存取車、預(yù)退訂等信心的完整性。 信息管理模塊主要功能包括 信息模擬管理系統(tǒng)和綜合信息管理如圖 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 36 圖 綜合信息管理界面 在這中對(duì)進(jìn)入車庫的車輛進(jìn)行信息管理，主要功能查詢、錄入，刪除、修改和管理。 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 38 車庫計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要功能有 IC 卡充值如圖 圖 卡充值界面 本系統(tǒng)采用人性服務(wù)，對(duì)擁有 IC付費(fèi)卡的客戶，可以按照以上界面進(jìn)行充值，充值方式多 樣，如現(xiàn)金、信用卡和手機(jī)支付。 圖 停車費(fèi)率設(shè)置界面 系統(tǒng)對(duì)于不同的客戶類型費(fèi)用不同，此時(shí)在費(fèi)率界面進(jìn)行設(shè)置實(shí)現(xiàn) 。 本章小節(jié) 立體車庫智能監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個(gè)涉及信息管理、通信、智能控制的綜合系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)能穩(wěn)定安全、各部件模塊相互配合的運(yùn)行，僅僅依靠硬件是無法完成的，必須在軟件的驅(qū)動(dòng)配合下才能讓整個(gè)車庫的每個(gè)功能系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)，按照預(yù)期結(jié)果完成任務(wù)。在線模式是監(jiān)控計(jì)算機(jī)、人機(jī)交互單片機(jī)和 PLC 控制系統(tǒng)一同完成對(duì)應(yīng)的車庫控制任務(wù)，離線 模式是單片機(jī)和 PLC 控制系統(tǒng)完成對(duì)立體車庫的對(duì)應(yīng)操作。所謂模塊調(diào)試就是各個(gè)控制系統(tǒng) (PLC 控制系統(tǒng)、人機(jī)交互單片機(jī)系統(tǒng)、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) )在沒有相互間信息 交換的情況下進(jìn)行自身模擬調(diào)試，在各個(gè)控制系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果合適的情況下，然后進(jìn)行整個(gè)控制系統(tǒng)不帶車庫載車板傳動(dòng)部分的聯(lián)調(diào)，最后實(shí)現(xiàn)加入機(jī)械傳動(dòng)部分的整個(gè)車庫試驗(yàn)調(diào)試。與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信通過對(duì)車位使用與否的預(yù)定輸入進(jìn)行開 關(guān)量的模擬然后觀察上位機(jī)監(jiān)控是否能收到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，如果沒有的話就要對(duì) PLC 自身程序以及上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信程序進(jìn)行再逐條查錯(cuò)然后再聯(lián)調(diào)，以此循環(huán)。 該立體車庫相關(guān)功能實(shí)現(xiàn)的驗(yàn)證通過各個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的調(diào)試即沒有加上機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其他部分均通過實(shí)物聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能，其中電機(jī)動(dòng)作通過控制相應(yīng)的繼電器和接觸器模擬對(duì)應(yīng)的功能，從而實(shí)現(xiàn)立體車庫各個(gè)動(dòng)作的作 業(yè)流程。 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 42 第 6 章 結(jié)論與展望 結(jié)論 本課題在深入研究了立體車庫國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其主要發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，以巷道式立體車庫作為研究對(duì)象，著重對(duì)其控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究，得出以下重要結(jié)論： (1)收集和整理了現(xiàn)有立車車庫的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)新型巷道式立體車庫的總體方案，設(shè)計(jì)以西門子 S7． 300 系列 PLC 為主的控制系統(tǒng) (2)確定了本文設(shè)計(jì)的巷道堆跺式立體車庫的升降驅(qū)動(dòng)、存取車形式，然后由此詳細(xì)設(shè)計(jì)停車位、載車板和存取機(jī)構(gòu)和安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在此研究工作的基礎(chǔ)上，我認(rèn)為以下兩個(gè)方面有待于進(jìn)一步的研究： (1)城市停車往往會(huì)出現(xiàn)某一時(shí)間段一些車庫爆滿，而另一些車庫車位卻有余的現(xiàn)象，使要求泊車的汽車不能直接有效地找到可停放的車庫而在道路上彷徨，這勢(shì)必降低了停車庫的總體利用率。 (2)本文研究了影響車庫設(shè)計(jì)方案的主要因素應(yīng)該把車庫總造價(jià) (單個(gè)車位的平均總造價(jià) )考慮在內(nèi)綜合分析這些因素、并用 MATLAB 語言進(jìn)行仿真計(jì)算求解，對(duì)其優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析，．得出車庫設(shè)計(jì)方案各影響因素之間內(nèi)在的關(guān)系，并以此研究鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對(duì)控制系統(tǒng)整體的影響。這樣便可以將本巷道堆垛式立體車庫通過 Inter網(wǎng)絡(luò)與其它車庫連接，實(shí)現(xiàn)車庫之間的信息共享，把每一個(gè)停車庫的即時(shí)停車狀況和車位信息通過交通信息網(wǎng)傳給要求停車的駕駛員。 (4)介紹了 Delphi 軟件開發(fā)的管理系統(tǒng)，詳細(xì)介紹車庫系統(tǒng)操作模塊、車位管理模塊、信息管理模塊、車庫監(jiān)控和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要的構(gòu)成和界面的應(yīng)用及存取車路線優(yōu)化方在管理系統(tǒng)中具體實(shí)現(xiàn)。介紹的內(nèi)容包括系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容、相關(guān)部分調(diào)試結(jié)果。這樣本著以點(diǎn)到面，以部分到整體調(diào)試思想對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的進(jìn)行調(diào)試，不僅具備一定的針對(duì)性，容易排查出錯(cuò)誤，同時(shí)也能有效地縮短整個(gè)車庫系統(tǒng)開發(fā)周期。 在 PLC 控制系統(tǒng)單獨(dú)調(diào)試完畢的情況就要涉及到與人機(jī)交互單片機(jī)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)之間通過通信聯(lián)調(diào)，當(dāng)然調(diào)試時(shí)也是出于對(duì)工作人員人身安全和設(shè)備安全考慮首先不加入機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 S7300 控制系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容 系統(tǒng)調(diào)試是車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)很重要的組成部分，也是系統(tǒng)交付使用前的最后重要環(huán)節(jié) [4851]。巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 40 第 5 章 車庫控制系統(tǒng)調(diào)試 立體車庫的系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)安裝使用前的重要工序，為了使本課題的立體車庫在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和安裝的通暢，現(xiàn)對(duì)低成本、機(jī)械式立體車庫的調(diào)試步驟和相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究介紹。當(dāng)需要暫時(shí)離開時(shí)，可利用該功能鎖定系統(tǒng)，必須輸入當(dāng)前操作人員對(duì)應(yīng)密碼才能解鎖系統(tǒng)。 同樣在停車收費(fèi)情況，系統(tǒng)采用充值系統(tǒng)相關(guān)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，只要我們?cè)谏厦娼缑孑斎?IC 卡號(hào)或者條形碼，就顯示出停車時(shí)長和支付金額。 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 37 圖 車輛信息的錄入界面 圖 車庫實(shí)時(shí)全局和單層監(jiān)控界面 車庫監(jiān)控模塊可是現(xiàn)實(shí)全局監(jiān)控和單層監(jiān)控，如圖 4． 7。在該界面我們可以知道車庫的具體使用情況：空余車位 (綠色 )、已占車位 (紅色 )和已預(yù)定車位 (黃色 )，并可以將鼠標(biāo)放到車位上實(shí)時(shí)查看當(dāng)前時(shí)問該車位的停放車輛信息，比如車主姓名、入庫時(shí)間等等。 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 35 車位管理模塊的主要功能有車位模擬管理如圖 4． 4 和車位占用情況分布圖如圖 4． 5。 程序運(yùn)行后首先出現(xiàn)圖 所示對(duì)話框，在 “ 選擇用戶 ’’ 欄輸入用戶的名稱，在 “ 輸入密碼 ” 欄里輸入密碼，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊 “ 登陸 就可以進(jìn)入系統(tǒng)主界面了 (圖 所示 )，注意密碼輸入必須正確，如果超過三次輸入密碼不正確程序?qū)⒔K止運(yùn)行而退出。 管理系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn) 完整的巷道堆垛式立體車庫智能管理系統(tǒng)軟件，主界面如圖 所示，其中主要包括六個(gè)模塊：車庫系統(tǒng)操作模塊、車庫車位管理模塊、信息管理模塊、車庫監(jiān)控模塊、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)模塊和輔助功能模塊。加上它有許多優(yōu)秀的前臺(tái)開發(fā)工具如 POWER BUILD、 SQL*FORMS、 VISIABASIC 等，可以快速開發(fā)生成基于客戶端 PC平臺(tái)的應(yīng)用程序，并具有良好的移植性。 (2)提供了基于角色 (ROLE)分工的安全保密管理。與 Windows 編程緊密結(jié)合，強(qiáng)大而成熟的組件技術(shù)。開發(fā)人員也可以根據(jù)自己的需要修改部件或用 Delphi 本身編寫自己的部件 Delphi 被稱為第四代編程語言，它具有簡(jiǎn)單、 高效、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)和VC 相比， Delphi