【正文】 ................................................................................................... 41 附錄二 .......................................................................................................................... 43 外文資料 ...................................................................................................................... 59 中文翻譯 ...................................................................................................................... 65 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 1 1 概述 立體車庫(kù)的背景與現(xiàn)狀 近年來 ， 由于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展 ， 中心城市的人口 、 車輛也日益增多 ，再加上建筑 業(yè)的飛速發(fā)展，使城市中的空地越來越少 。 升降橫移式立體車庫(kù)一般多為兩層及兩層以上，除去最高層外，其他車層都會(huì)留出一個(gè)車位作為中轉(zhuǎn)車位 。 它充分利用了垂直空間，通過可編程邏輯控制器（ Programming Logic Controller）來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的存取控制 。 將相同平面多層復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了一般平面車庫(kù)的立體的縱向延伸拓展，從而提高了地面利用率，實(shí)現(xiàn)高效率停車 。 如 果按水平車位有 X 個(gè)，垂直車位有 Y 個(gè)，那么它的停車總量為 Z=X*Y（ X1） 。 交通擁擠和停車?yán)щy的問題已成 為各級(jí)政府和群眾關(guān)心的社會(huì)問題 ， 尤其在大中城市更為突出 。 停車位不足 ， 會(huì)嚴(yán)重影響城市 道路暢通、環(huán)境與安全 。 [1] 日常生活中經(jīng)常看到車輛停在道路兩邊，有時(shí)還占用行人道，這種情況同時(shí)為其他車輛和行人的出行造成了諸多不便。 立體停車設(shè)備的發(fā)展在國(guó)外，尤其在日本已有近 30~40 年的歷 史，無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng) 驗(yàn)上均已獲得了成功 。立體車庫(kù)可以更好的節(jié)省土地，使土地的使用率提高 80%—90%，這樣大大節(jié)省了土地資源，同時(shí)降低了成本；立體車庫(kù) 更加有效地保證人身和車輛的 安全 ， 人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn) ， 應(yīng)該說，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流 。每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè) ，但是 每組設(shè)備必須留有至少一個(gè)空車位 ，來方便車輛的中轉(zhuǎn)。 2. 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)： 采用垂直方向做循環(huán)運(yùn)動(dòng)來存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備 。 3. 垂直升降式立體車庫(kù)： 這類立體車庫(kù) 亦可稱為塔式立體 車庫(kù) ，通過提升機(jī)的升降和裝在提升機(jī)上的橫移機(jī)構(gòu)將車輛或載車板橫移，實(shí)現(xiàn)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備 。最遠(yuǎn)車位一般一次取車需 2分鐘，高峰取車時(shí)間依次取車時(shí)間過長(zhǎng)，依次取車第 20 輛約需 30 分鐘以上，實(shí)用性差 。 不足點(diǎn)： 設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 成本高且 相對(duì)比較故障率高 ，高峰期依次取車時(shí)用 時(shí)較長(zhǎng)，實(shí)用性差。 本次設(shè)計(jì)針對(duì)的是占據(jù)市場(chǎng)份額較大，而且優(yōu)點(diǎn)較為突出的升降橫移式立體車庫(kù)。動(dòng)態(tài)交通和靜態(tài)交通的關(guān)系形成了惡性循環(huán)。從國(guó)際城市建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)看，要保證交通不擁堵，不僅要滿足 100％的基本停車位，還要能滿足 20％的公共停車位。人們要有 —個(gè)逐步接受的過程，人們對(duì)立體車庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)還未完全接受，特別是對(duì)一些新手司機(jī)，立體車庫(kù)所要求的車技比地面車庫(kù)要高，令部分有車族對(duì)立體庫(kù)可望而生怯。另外，市民還認(rèn)為，立體車庫(kù)雖 然節(jié)省空間。我國(guó)的機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)也將從快速發(fā)展階段進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段 。 PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故 。 20 世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為 30~40%。 PLC 應(yīng)用的廣泛性和它的普及程度是其他計(jì)算機(jī)設(shè)備無(wú)法比擬的。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。國(guó)外的組態(tài)軟件品牌主要有： In Touch、 WinCC、 Citech、 IFix等。 總之， MCGS 嵌入版組態(tài)軟件具有強(qiáng)大的功能，并且操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用，普通工程人員經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn)就能迅速掌握多數(shù)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。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 。 它運(yùn)動(dòng)的總原則是：車位升降必須復(fù)位，車位平移不用復(fù)位。 升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。防墜落電磁鐵安裝在二層的車位上，與安全掛鉤組成防墜落系統(tǒng)。為了防止外界干擾，所有信號(hào)線均采用帶金屬屏蔽網(wǎng)的電纜。用各 種光電開關(guān)和行程開關(guān)等檢測(cè)裝置的狀態(tài)，以及用接觸器、繼電器執(zhí)行對(duì)拖動(dòng)電機(jī)的啟停控制，整個(gè)動(dòng)作區(qū)域配有光電檢測(cè)及多重安全系統(tǒng)，以防異常情況 的 發(fā)生。國(guó)際電工學(xué)會(huì)（ IEC）曾先后于 ； 和 發(fā)布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案的第一，二，三稿。 20世紀(jì) 70年代初出現(xiàn)了微處理器 ， 人們很快 便 將其引入可編程邏輯控制器，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程邏輯控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC）。 20 世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。 2. 中央處理單元（ CPU） 中央處理單元 (CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器?，F(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 1. 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O點(diǎn)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。 PLC 有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。 5. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量 的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。 PLC 的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過 PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。 可編程邏輯控制器的主要應(yīng)用 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。 5. 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 MCGS 組態(tài)軟件 MCGS 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 MCGS(Monitor and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng) )是北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于 Windows 平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運(yùn)行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/20xx/xp 等操作系統(tǒng)。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。兩部分互相獨(dú)立，又緊密相關(guān)。 組態(tài)環(huán)境： 組態(tài)生成應(yīng)用系統(tǒng) 組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù) 運(yùn)行環(huán)境： 解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果 圖 31 MCGS 組態(tài)環(huán)境與與運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系 MCGS 組態(tài)軟件 主控窗口 設(shè)備窗口 用戶窗口 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 主控窗口 菜單設(shè)計(jì)、設(shè)置工程屬性、設(shè)定存盤結(jié)構(gòu) 添加工程設(shè)備、連接設(shè)備變量、注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng) 創(chuàng)建動(dòng)畫顯示、設(shè)置報(bào)警窗口、人機(jī)交互界面 定義數(shù)據(jù)變量 編寫控制流程、使用功能構(gòu)件 圖 32 MCGS 組成結(jié) 構(gòu)圖 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 MCGS 組態(tài) 軟件各部分主要工作不同，具有不同的特性。設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。并可以根據(jù)需要靈活組態(tài)； 通訊方便：內(nèi)置串行通訊功能、以太網(wǎng)通訊功能、 GPRS 通訊功能、 Web 瀏覽功能和 Modem遠(yuǎn)程診斷功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)與各種設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、遠(yuǎn)程采集和 Web 瀏覽； 操作簡(jiǎn)便： MCGS 嵌入版采用的組態(tài)環(huán)境，繼承了 MCGS 通用版與網(wǎng)絡(luò)版簡(jiǎn)單易學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，組態(tài)操作既簡(jiǎn)單直觀，又靈活多變；支持多種設(shè)備：提供了所有常用的硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)； 有助于建造完整的解決方案： MCGS 嵌入版組態(tài)環(huán)境運(yùn) 行于具備良好人機(jī)界面的 Windows 操作系統(tǒng)上，具備與北京昆侖通態(tài)公司已經(jīng)推出的通用版本組態(tài)軟件和網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件相同的組態(tài)環(huán)境界面，可有效幫助用戶建造從嵌入式設(shè)唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 16 備，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控工作站到企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控信息網(wǎng)在內(nèi)的完整解決方案；并有助于用戶開發(fā)的項(xiàng)目在這三個(gè)層次上的平滑遷移； MCGS 組態(tài)軟件的主要功能 簡(jiǎn)單靈活的可視化操作界面 ： 以窗口為單位，構(gòu)造用戶運(yùn)行系統(tǒng)的圖形界面，使得 MCGS 嵌入版的組態(tài)工作既簡(jiǎn)單直觀，又靈活多變。 完善的安全機(jī)制 ： MCGS 嵌入版提供了良好的安全機(jī)制，可以為多個(gè)不同級(jí)別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限 。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶分步組態(tài)提供極大方便 ： 在生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，每一部分均可分別進(jìn)行組態(tài)配置，獨(dú)立建造，互不相干。用戶程序存儲(chǔ)器的容量大，可以編制出復(fù)雜的程序。 3. 掃描速度 掃描速度是指 PLC 執(zhí)行用戶程序的速度，是衡量 PLC 性能的重要指標(biāo)。編程指令的功能越強(qiáng)、數(shù)量越多， PLC 的處理能力和控制能力也越強(qiáng)，用戶編程也越簡(jiǎn)單和方便，越容易完成復(fù)雜的控制任務(wù)。近年來各 PLC 廠商非常重視特殊功能單元的開發(fā)，特殊功能單元種類日益增多，功能越來越強(qiáng)，使 PLC 的控制功能日益擴(kuò)大 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 7. 可擴(kuò)展能力 PLC 的可擴(kuò)展能力包括 I/O 點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展、存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展、各種功能模塊的擴(kuò)展等。 [8] 1. 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～ 20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 因 本程序設(shè)計(jì)較 為 簡(jiǎn)單， S7200 的存儲(chǔ)空間已經(jīng)可以輕松滿足。擴(kuò)展主要是用來應(yīng)對(duì)程序變更時(shí) I/O 不夠用而設(shè)計(jì)的， PLC 擴(kuò)展性能的好壞也是 PLC 的重要指標(biāo)。不能 為 做 一 個(gè)小系統(tǒng)，而花費(fèi)上萬(wàn)元去購(gòu)買一個(gè) PLC，這樣就造成了資源的極度浪費(fèi)。近期西門子公司推出的 S7200 CPU22X 系列產(chǎn)品有： CPU221 模塊、 CPU222 模塊、 CPU224模塊、 CPU226 模塊、 CPU226XM 模塊?？蓭?7 個(gè)擴(kuò)展模塊。具有 PPI 通信協(xié)議、 MPI 通信協(xié)議和自由方式通信能力。 本次設(shè)計(jì)西門子 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 20 S7200 可以滿足該模型的控制要求。當(dāng)接著再按按鈕時(shí)會(huì)繼續(xù)從 1 增加，如此循環(huán)。 IB0 循環(huán)右移動(dòng)相應(yīng)位數(shù)，然后將移位后的值送入 VB1 中，其中 的 0 或 1 狀態(tài)即可識(shí)別車位是否有車。 西門子 S7200 系列 PLC 提供了順序流程的相關(guān)指令，即順序控制繼電器指令LSCR、 SCRT、 SCRE。 SCRT n是執(zhí)行 SCR 段的轉(zhuǎn)移，當(dāng)n=1 時(shí)，一方面使下一個(gè) SCR段的使能位 S 置位，以便下一個(gè) SCR段開始工作，同時(shí)對(duì)本 SCR段復(fù)位，使得本 SCR段停止工作。不能在 SCR段中使用 FOR、NEXT、 END 語(yǔ)句。其實(shí)這種語(yǔ)句有點(diǎn)像判斷語(yǔ)句，但它又和判斷語(yǔ)句有區(qū)別。當(dāng) 3 號(hào)車板到達(dá) 1 號(hào)限位時(shí)車板停